Εισαγωγή στην ανάλυση χαρακτηριστικών πυκνωτών στον σχεδιασμό EMC τροφοδοσίας EMC
Πολλοί ηλεκτρονικοί σχεδιαστές έχουν επίγνωση του ρόλου των πυκνωτών φιλτραρίσματος σε τροφοδοτικά, αλλά οι πυκνωτές φιλτραρίσματος που χρησιμοποιούνται στην έξοδο των τροφοδοτικών λειτουργιών διακόπτη είναι διαφορετικά από αυτά που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα συχνότητας ισχύος. Οι συνηθισμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές που χρησιμοποιούνται για το φιλτράρισμα σε κυκλώματα συχνότητας ισχύος έχουν συχνότητα τάσης παλλίου μόνο 100 Hz και χρόνο φόρτισης και εκφόρτισης της τάξης των χιλιοστών του δευτερολέπτου. Για να ληφθεί ένας μικρότερος συντελεστής παλμών, απαιτείται χωρητικότητα έως και εκατοντάδων χιλιάδων μικροφαμαδίων. Ως εκ τούτου, οι συνηθισμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου χρησιμοποιούνται γενικά για την κατασκευή χαμηλής συχνότητας, με στόχο την αύξηση της χωρητικότητας ως τον κύριο παράγοντα. Η χωρητικότητα, η απώλεια εφαπτόμενη αξία και το ρεύμα διαρροής των πυκνωτών είναι οι κύριες παράμετροι που χρησιμοποιούνται για να διακρίνουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους.
Ως ηλεκτρολυτικός πυκνωτής που χρησιμοποιείται για το φιλτράρισμα εξόδου σε τροφοδοτικά λειτουργίας διακόπτη, η συχνότητα της τάσης πριονιών σε αυτό μπορεί να φτάσει σε δεκάδες kilohertz, ή ακόμα και δεκάδες megahertz. Οι απαιτήσεις του είναι διαφορετικές από εκείνες για εφαρμογές χαμηλής συχνότητας και η χωρητικότητα δεν είναι ο κύριος δείκτης. Το μέτρο της ποιότητάς του είναι τα χαρακτηριστικά συχνότητας της σύνθετης αντίστασης, τα οποία απαιτούν να έχουν χαμηλή αντίσταση εντός του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας της τροφοδοσίας λειτουργίας διακόπτη. Ταυτόχρονα, για το εσωτερικό της τροφοδοσίας, λόγω του αιχμηρού θορύβου που παράγεται από συσκευές ημιαγωγών που αρχίζουν να λειτουργούν, μπορεί επίσης να έχει καλό φαινόμενο φιλτραρίσματος. Γενικά, για τους συνηθισμένους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές που χρησιμοποιούνται σε χαμηλές συχνότητες γύρω στα 10 kilohertz, η αντίσταση τους αρχίζει να δείχνει επαγωγή και δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της τροφοδοσίας λειτουργίας μεταγωγής.
Ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής αλουμινίου υψηλής συχνότητας που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη σταθεροποιημένη τροφοδοσία ρεύματος, η οποία διαθέτει τέσσερα τερματικά. Τα δύο άκρα της θετικής πλάκας αλουμινίου οδηγούνται αντίστοιχα ως το θετικό ηλεκτρόδιο του πυκνωτή και τα δύο άκρα της αρνητικής πλάκας αλουμινίου είναι επίσης αντίστοιχα οδηγούνται ως αρνητικό ηλεκτρόδιο. Το ρεύμα της ρυθμιζόμενης τροφοδοσίας ρεύματος από ένα θετικό τερματικό του τεσσάρων τερματικών πυκνωτή, περνάει από το εσωτερικό του πυκνωτή και στη συνέχεια ρέει από τον άλλο θετικό τερματικό στο φορτίο. Το ρεύμα που επιστρέφει από το φορτίο ρέει επίσης από έναν αρνητικό τερματικό του πυκνωτή και στη συνέχεια από τον άλλο αρνητικό τερματικό στον αρνητικό τερματικό της τροφοδοσίας.
Επειδή ο τεσσάρων τερματικών πυκνωτή έχει καλά χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας, παρέχει ένα εξαιρετικά πλεονεκτικό μέσο για τη μείωση του συστατικού κυματισμού της τάσης εξόδου και της καταστολής του θορύβου του διακόπτη.
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνοί αλουμινίου υψηλής συχνότητας έχουν επίσης μορφή πολλαπλών πυρήνων, η οποία χωρίζει το αλουμινόχαρτο σε διάφορα μικρότερα τμήματα και τα συνδέει παράλληλα με πολλαπλά τεμάχια για να μειώσει το συστατικό αντίστασης στην αντίσταση χωρητικότητας. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται υλικά χαμηλής αντίστασης και οι βίδες χρησιμοποιούνται ως τερματικά μολύβδου για να ενισχύσουν την ικανότητα του πυκνωτή να αντέχει σε υψηλά ρεύματα.
Οι στοιβαγημένοι πυκνωτές, επίσης γνωστοί ως μη επαγωγικοί πυκνωτές, συνήθως έχουν κυλινδρικούς πυρήνες για ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, με αποτέλεσμα μια υψηλότερη ισοδύναμη επαγωγική σειρά. Η δομή ενός στοιβαγμένου πυκνωτή είναι παρόμοια με εκείνη ενός βιβλίου, καθώς η μαγνητική ροή που παράγεται από το ρεύμα που ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση ακυρώνεται, μειώνοντας έτσι την τιμή επαγωγής και έχοντας καλύτερα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας. Αυτός ο τύπος πυκνωτή είναι γενικά κατασκευασμένος σε τετραγωνικό σχήμα για εύκολη σταθεροποίηση και μπορεί επίσης να μειώσει κατάλληλα το μέγεθος της συσκευής.
