ควรเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองอย่างไรให้ถูกต้องเมื่อออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งขึ้นอยู่กับตัวเก็บประจุตัวกรองเป็นอย่างมาก วิศวกรและช่างเทคนิคทุกคนมีความกังวลอย่างมากกับปัญหาในการเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองให้เหมาะสม โดยเฉพาะการเลือกตัวเก็บประจุตัวกรองเอาต์พุต เราสามารถสังเกตตัวเก็บประจุต่างๆ บนวงจรกรองไฟ โดยมีค่าความจุ 100uF, 10uF, 100nF และ 10nF ตามลำดับ พารามิเตอร์เหล่านี้ถูกกำหนดอย่างไร? โปรดอย่ากล่าวหาว่าฉันขโมยแผนผังของบุคคลอื่น
ความถี่ของแรงดันพัลซิ่งสำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทั่วไปที่ใช้ในวงจรความถี่ไฟฟ้า 50Hz คือ 100Hz เท่านั้น และระยะเวลาการชาร์จและการคายประจุจะอยู่ในลำดับมิลลิวินาที ความจุที่จำเป็นสามารถเข้าถึงหลายแสน F เพื่อให้ได้ค่าสัมประสิทธิ์การเต้นที่ต่ำกว่า เพื่อปรับปรุงความจุ ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคมาตรฐานความถี่ต่ำได้รับการออกแบบ เกณฑ์ข้อดีและข้อเสียเบื้องต้น อย่างไรก็ตาม ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรลีติคตัวกรองเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟสลับมีความถี่แรงดันคลื่นฟันเลื่อยที่สามารถเข้าถึงหลายสิบ kHz หรือแม้แต่ MHz ความจุไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้หลักในขณะนี้ จำเป็นต้องมีอิมพีแดนซ์เทียบเท่าที่ต่ำกว่าภายในความถี่การทำงานของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่ง รวมถึงผลการกรองที่ดีต่อสไปค์ความถี่สูงที่เกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังทำงาน คุณลักษณะเหล่านี้เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการประเมินคุณภาพของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคความถี่สูง
ไม่สามารถใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้เนื่องจากตัวเก็บประจุอิเล็กโทรลีติคความถี่ต่ำมาตรฐานไม่สามารถทำงานได้สูงกว่าประมาณ 10 kHz ก่อนที่จะเริ่มแสดงค่าความเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคความถี่สูงของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีการเชื่อมต่อสี่จุด ขั้วไฟฟ้าบวกของตัวเก็บประจุประกอบด้วยปลายทั้งสองด้านของแผ่นอลูมิเนียมขั้วบวก ในขณะที่ขั้วไฟฟ้าลบประกอบด้วยปลายทั้งสองด้านของแผ่นอลูมิเนียมขั้วลบ
ในตัวเก็บประจุแบบสี่ขั้ว กระแสจะไหลเข้าจากขั้วบวกขั้วหนึ่ง ไหลผ่านภายในตัวเก็บประจุ แล้วออกจากขั้วบวกอีกขั้วหนึ่งไปยังโหลด เมื่อกลับจากโหลด กระแสจะไหลเข้าจากขั้วลบหนึ่งของตัวเก็บประจุ เคลื่อนที่ผ่านภายในตัวเก็บประจุ แล้วออกจากขั้วลบอีกขั้วหนึ่งไปยังขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ
ตัวเก็บประจุแบบ 4 ขั้วเป็นวิธีการที่มีประโยชน์มากในการลดองค์ประกอบการพัลส์ของแรงดันไฟฟ้าให้เหลือน้อยที่สุดและยับยั้งสัญญาณรบกวนสไปค์สวิตชิ่งเนื่องจากมีคุณสมบัติความถี่สูงที่แข็งแกร่ง อลูมิเนียมฟอยล์ถูกตัดเป็นส่วนเล็กๆ หลายส่วน และสายไฟหลายเส้นเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อลดส่วนประกอบอิมพีแดนซ์ในรีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ ซึ่งเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคความถี่สูง นอกจากนี้ ความจุของตัวเก็บประจุในการรองรับกระแสหนักจะเพิ่มขึ้นโดยใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่ำเป็นขั้วต่อตะกั่ว
แหล่งจ่ายไฟต้อง "สะอาด" และการเติมพลังงานต้องทันเวลาเพื่อให้วงจรดิจิทัลทำงานได้อย่างมั่นคงและเชื่อถือได้ ซึ่งหมายความว่าการกรองและแยกส่วนต้องมีประสิทธิภาพ พูดง่ายๆ ก็คือ การกรองและการแยกส่วนคือวิธีการกักเก็บพลังงาน เพื่อให้สามารถเติมพลังงานได้อย่างรวดเร็วเมื่อชิปต้องการกระแสไฟฟ้า อย่าบอกนะว่า DCDC และ LDO ไม่ได้รับผิดชอบเรื่องนี้? ใช่ พวกเขาสามารถจัดการได้ที่ความถี่ต่ำ แต่ระบบดิจิตอลความเร็วสูงทำงานต่างออกไป
