ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทำงานอย่างไรในการสวิตชิ่งจ่ายไฟ?

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทำงานอย่างไรในการสวิตชิ่งจ่ายไฟ?
 

หน้าที่ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ได้แก่ บายพาส การแยกส่วน การกรอง และการเก็บพลังงาน

1. ตัวเก็บประจุบายพาสเป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่ให้พลังงานแก่อุปกรณ์ในพื้นที่ ซึ่งสามารถทำให้เอาต์พุตของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นเนื้อเดียวกันและลดความต้องการโหลด เช่นเดียวกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟขนาดเล็ก ตัวเก็บประจุบายพาสสามารถชาร์จและคายประจุลงในอุปกรณ์ได้

2. การแยกส่วน: หมายถึงการกำจัดสัญญาณรบกวนบนพินแหล่งจ่ายไฟของชิป ซึ่งเกิดจากการทำงานของชิปเอง การกำหนดค่าตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนสามารถลดเสียงรบกวนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโหลดได้ และเป็นวิธีปฏิบัติทั่วไปในการออกแบบความน่าเชื่อถือของแผงวงจรพิมพ์

3. การกรอง: ตัวเก็บประจุจะแปลงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าเป็นการเปลี่ยนแปลงของกระแส ยิ่งความถี่สูง กระแสไฟฟ้าสูงสุดก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้นจึงบัฟเฟอร์แรงดันไฟฟ้า การกรองเป็นกระบวนการชาร์จและคายประจุ

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเป็นตัวเก็บประจุชนิดหนึ่ง โดยมีฟอยล์โลหะเป็นอิเล็กโทรดบวก (อะลูมิเนียมหรือแทนทาลัม) และฟิล์มออกไซด์ (อะลูมิเนียมออกไซด์หรือแทนทาลัมเพนทอกไซด์) ที่ติดแน่นกับอิเล็กโทรดบวกเป็นอิเล็กทริก แคโทดประกอบด้วยวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า อิเล็กโทรไลต์ (ซึ่งอาจเป็นของเหลวหรือของแข็ง) และวัสดุอื่นๆ เนื่องจากอิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนหลักของแคโทด ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจึงถูกตั้งชื่อตามอิเล็กโทรไลต์ ในเวลาเดียวกันต้องไม่เชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าอย่างไม่ถูกต้อง ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคสามารถแบ่งออกเป็นสี่ประเภท: ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคชนิดตะกั่ว; ตัวเก็บประจุไฟฟ้าอลูมิเนียมชนิด Oxhorn; ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคชนิดโบลท์; ตัวเก็บประจุไฟฟ้าอลูมิเนียมโซลิดสเตต

เรื่องที่ต้องให้ความสนใจ

1. เนื่องจากตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามีขั้วบวกและขั้วลบ จึงไม่สามารถเชื่อมต่อแบบกลับหัวเมื่อใช้ในวงจร: ในวงจรไฟฟ้า,

เมื่อส่งออกแรงดันไฟฟ้าบวก ขั้วบวกของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับขั้วเอาท์พุทพลังงาน และขั้วลบจะต่อสายดิน เมื่อส่งสัญญาณแรงดันลบ อิเล็กโทรดลบจะเชื่อมต่อกับขั้วเอาท์พุท และอิเล็กโทรดบวกจะต่อสายดิน

เมื่อขั้วของตัวเก็บประจุกรองในวงจรจ่ายไฟกลับด้าน ผลการกรองของตัวเก็บประจุจะลดลงอย่างมาก ทำให้เกิดความผันผวนในแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟในด้านหนึ่งและทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานในอีกด้านหนึ่ง ทำให้ มันเกิดความร้อนได้ง่าย เมื่อแรงดันย้อนกลับเกินค่าที่กำหนด ความต้านทานการรั่วไหลแบบย้อนกลับของตัวเก็บประจุจะมีขนาดเล็กมาก ซึ่งอาจทำให้ตัวเก็บประจุระเบิดและสร้างความเสียหายเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปหลังจากเปิดเครื่องไม่นาน

2. แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับปลายทั้งสองของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าต้องไม่เกินแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต และควรสงวนระยะขอบไว้ตามสถานการณ์เฉพาะเมื่อออกแบบวงจรจริง เมื่อออกแบบตัวเก็บประจุกรองของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ AC เป็น 220V แรงดันแก้ไขที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงจะสูงถึง 22V ในเวลานี้ การเลือกตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าทน 25V โดยทั่วไปสามารถตอบสนองความต้องการได้ อย่างไรก็ตาม หากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ AC ผันผวนอย่างมากและอาจสูงกว่า 250V วิธีที่ดีที่สุดคือเลือกตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าทน 30V ขึ้นไป

3. ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าไม่ควรอยู่ใกล้กับองค์ประกอบความร้อนกำลังสูงในวงจร เพื่อป้องกันไม่ให้อิเล็กโทรไลต์แห้งเนื่องจากความร้อน

4. สำหรับการกรองสัญญาณที่มีขั้วบวกและขั้วลบ วิธีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุไฟฟ้าสองตัวแบบอนุกรมที่มีขั้วเดียวกันสามารถใช้เป็นตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วได้