Kapasitor penapis memainkan peranan yang sangat penting dalam menukar bekalan kuasa. Cara memilih kapasitor penapis dengan betul, terutamanya pemilihan kapasitor penapis output, adalah masalah yang sangat dibimbangkan oleh setiap jurutera dan juruteknik. Kita boleh melihat pelbagai kapasitor dalam litar penapis kuasa, 100uF, 10uF, 100nF, 10nF nilai kemuatan yang berbeza, jadi bagaimanakah parameter ini ditentukan? Jangan beritahu saya saya meniru skema orang lain, huh.
Kapasitor elektrolitik biasa yang digunakan dalam litar frekuensi kuasa 50Hz mempunyai frekuensi voltan berdenyut hanya 100Hz, dan masa pengecasan dan nyahcas adalah mengikut urutan milisaat. Untuk mendapatkan pekali denyutan yang lebih kecil, kapasitansi yang diperlukan adalah setinggi ratusan ribu μF, jadi matlamat kapasitor elektrolitik aluminium frekuensi rendah biasa adalah untuk meningkatkan kemuatan. Parameter utama kebaikan dan keburukan. Kapasitor elektrolitik penapis keluaran dalam bekalan kuasa pensuisan mempunyai frekuensi voltan gelombang gigi gergaji setinggi berpuluh-puluh kHz atau bahkan berpuluh-puluh MHz. Pada masa ini, kapasitansi bukan penunjuk utamanya. Piawaian untuk mengukur kualiti kapasitor elektrolitik aluminium frekuensi tinggi adalah ciri "impedans- Frekuensi", memerlukan galangan setara yang lebih rendah dalam frekuensi operasi bekalan kuasa pensuisan, dan pada masa yang sama mempunyai kesan penapisan yang baik pada tinggi- isyarat lonjakan frekuensi yang dihasilkan apabila peranti semikonduktor berfungsi.
Kapasitor elektrolitik frekuensi rendah biasa mula menunjukkan kearuhan sekitar 10kHz, yang tidak dapat memenuhi keperluan bekalan kuasa pensuisan. Kapasitor elektrolitik aluminium frekuensi tinggi khusus untuk menukar bekalan kuasa mempunyai empat terminal. Arus mengalir dari satu hujung positif kapasitor empat terminal, melalui bahagian dalam kapasitor, dan kemudian mengalir dari hujung positif yang lain ke beban; arus yang kembali dari beban juga mengalir dari satu hujung negatif kapasitor, dan kemudian mengalir dari hujung negatif yang lain ke hujung negatif bekalan kuasa.
Memandangkan kapasitor empat terminal mempunyai ciri frekuensi tinggi yang baik, ia menyediakan cara yang sangat berfaedah untuk mengurangkan komponen voltan berdenyut dan menekan hingar puncak pensuisan. Kapasitor elektrolitik aluminium frekuensi tinggi juga mempunyai bentuk berbilang teras, iaitu, kerajang aluminium dibahagikan kepada beberapa bahagian yang lebih pendek, dan beberapa kepingan plumbum keluar disambung secara selari untuk mengurangkan komponen impedans dalam reaktans kapasitif. Dan bahan dengan kerintangan rendah digunakan sebagai terminal plumbum keluar, yang meningkatkan keupayaan kapasitor untuk menahan arus besar.
Litar digital mesti berjalan dengan stabil dan boleh dipercayai, bekalan kuasa mesti "bersih", dan bekalan tenaga mesti tepat pada masanya, iaitu, penapisan dan penyahgandingan mestilah baik. Apa itu penyahgandingan penapis, secara ringkasnya, ia menyimpan tenaga apabila cip tidak memerlukan arus, dan saya boleh menambah tenaga dalam masa apabila anda memerlukan arus. Jangan beritahu saya bahawa tanggungjawab ini bukan tanggungjawab DCDC dan LDO? Ya, mereka boleh mengendalikannya pada frekuensi rendah, tetapi sistem digital berkelajuan tinggi adalah berbeza.
Mari kita lihat kapasitor terlebih dahulu. Fungsi kapasitor hanyalah untuk menyimpan cas. Kita semua tahu bahawa penapisan kapasitor perlu ditambah pada bekalan kuasa dan kapasitor {{0}}.1uF hendaklah diletakkan pada pin bekalan kuasa setiap cip untuk penyahgandingan, dsb. Mengapa saya nampak bahawa kapasitor di sebelah pin bekalan kuasa sesetengah cip papan ialah 0.1uF atau 0.01uF Ya, adakah ia penting? Untuk memahami ini, adalah perlu untuk memahami ciri-ciri sebenar kapasitor. Kapasitor yang ideal hanyalah simpanan cas, C. Walau bagaimanapun, kapasitor yang dihasilkan sebenarnya tidak begitu mudah. Apabila menganalisis integriti kuasa, kami biasanya menggunakan model kapasitor.
Bagaimana untuk memilih kapasitor penapis dengan betul dalam menukar reka bentuk bekalan kuasa?
ESR ialah rintangan setara siri kapasitor, ESL ialah kearuhan setara siri kapasitor, dan C ialah kapasitor ideal sebenar. ESR dan ESL ditentukan oleh proses pembuatan dan bahan kapasitor dan tidak boleh dihapuskan. Apakah kesan kedua-dua benda ini terhadap litar? ESR menjejaskan riak bekalan kuasa, dan ESL menjejaskan ciri frekuensi penapis kapasitor.
Kita tahu bahawa reaktans kapasitif pemuat Zc=1/ωC, reaktans induktif bagi induktor Zl=ωL, (ω=2πf), galangan kompleks pemuat sebenar ialah Z=ESR tambah jωL-1/jωC=ESR tambah j2πf L-1/j2πf C. Dapat dilihat bahawa apabila frekuensi sangat rendah, kemuatan memainkan peranan, dan apabila frekuensi mencapai tahap tertentu, peranan induktansi tidak boleh diabaikan, dan apabila frekuensi tinggi, induktansi memainkan peranan utama. Kapasitor kehilangan kesan penapisannya. Jadi ingat, kapasitor bukan hanya kapasitor pada frekuensi tinggi.
Seperti yang dinyatakan di atas, kearuhan siri setara kapasitor ditentukan oleh proses pembuatan dan bahan kapasitor. ESL bagi kapasitor seramik cip sebenar berjulat dari beberapa persepuluh nH hingga beberapa nH. Lebih kecil pakej, lebih kecil ESL.
Pada lengkung penapis kapasitor, kita juga dapat melihat bahawa ia tidak rata, ia seperti 'V', yang bermaksud bahawa ia mempunyai ciri pemilihan frekuensi. Kadang-kadang anda mahu ia setajam mungkin (ditapis atau takuk). Apa yang mempengaruhi ciri ini ialah faktor kualiti Q pemuat, Q{{0}}/ωCESR. Lebih besar ESR, lebih kecil Q, dan lebih rata keluk. Sebaliknya, lebih kecil ESR, lebih besar Q, dan lebih tajam keluk. Secara amnya, kapasitor tantalum dan elektrolisis aluminium mempunyai ESL yang agak kecil dan ESR yang besar, jadi kapasitor tantalum dan elektrolisis aluminium mempunyai julat frekuensi berkesan yang luas, yang sangat sesuai untuk penapisan peringkat papan pra-peringkat. Iaitu, peringkat input DCDC atau LDO sering ditapis dengan kapasitor tantalum berkapasiti lebih besar. Dan letakkan beberapa kapasitor 10uF dan 0.1uF dekat dengan cip untuk penyahgandingan, kapasitor seramik mempunyai ESR yang sangat rendah.
