Ανάλυση Χαρακτηριστικών Πυκνωτών σε Σχεδιασμό ΗΜΣ Τροφοδοτικών Διακοπτών
Πολλοί ηλεκτρονικοί σχεδιαστές γνωρίζουν τον ρόλο των πυκνωτών φίλτρου στα τροφοδοτικά, αλλά οι πυκνωτές φίλτρου που χρησιμοποιούνται στο άκρο εξόδου των τροφοδοτικών μεταγωγής είναι διαφορετικοί από τους πυκνωτές φίλτρου που χρησιμοποιούνται στα κυκλώματα συχνότητας ισχύος. Οι συνηθισμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές που χρησιμοποιούνται για φιλτράρισμα σε κυκλώματα συχνότητας ισχύος έχουν συχνότητα παλμικής τάσης μόνο 100 Hz και χρόνο φόρτισης και εκφόρτισης χιλιοστού του δευτερολέπτου τάξης μεγέθους. Για να ληφθεί μικρότερος συντελεστής παλμών, απαιτείται χωρητικότητα έως και εκατοντάδων χιλιάδων μικροϋπολογιστών. Επομένως, οι συνηθισμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου χρησιμοποιούνται γενικά για την κατασκευή χαμηλών συχνοτήτων, με στόχο κυρίως τη βελτίωση της χωρητικότητας. Η χωρητικότητα, η τιμή εφαπτομένης απώλειας και το ρεύμα διαρροής των πυκνωτών είναι οι κύριες παράμετροι για τη διάκριση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων τους.
Ως ηλεκτρολυτικός πυκνωτής που χρησιμοποιείται για φιλτράρισμα εξόδου σε τροφοδοτικό ρυθμιζόμενο με διακόπτη, η συχνότητα της τάσης κύματος πριονωτή σε αυτό μπορεί να φτάσει δεκάδες kilohertz ή ακόμη και δεκάδες megahertz. Οι απαιτήσεις του είναι διαφορετικές από εκείνες σε εφαρμογές χαμηλής συχνότητας και η χωρητικότητα δεν είναι ο κύριος δείκτης. Η ποιότητά του μετριέται από τα χαρακτηριστικά συχνότητας σύνθετης αντίστασης, τα οποία απαιτούν να έχει χαμηλή σύνθετη αντίσταση εντός του εύρους συχνοτήτων λειτουργίας του τροφοδοτικού που ρυθμίζεται με διακόπτη. Ταυτόχρονα, για την εσωτερική τροφοδοσία ρεύματος, Λόγω του κορυφαίου θορύβου που δημιουργείται από τις συσκευές ημιαγωγών που αρχίζουν να λειτουργούν, ο οποίος μπορεί να φτάσει τα εκατοντάδες kilohertz και να έχει επίσης καλό αποτέλεσμα φιλτραρίσματος, οι συνηθισμένοι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται γενικά σε περίπου 10 kilohertz για χαμηλές συχνότητες. και η σύνθετη αντίστασή τους αρχίζει να φαίνεται επαγωγική, ανίκανη να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις χρήσης τροφοδοτικού μεταγωγής.
Ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής αλουμινίου υψηλής συχνότητας ειδικά σχεδιασμένος για τροφοδοσία ρεύματος με ρύθμιση διακόπτη, ο οποίος έχει τέσσερις ακροδέκτες. Τα δύο άκρα του θετικού φύλλου αλουμινίου οδηγούνται αντίστοιχα προς τα έξω ως το θετικό ηλεκτρόδιο του πυκνωτή, και τα δύο άκρα του αρνητικού φύλλου αλουμινίου οδηγούνται επίσης ως αρνητικό ηλεκτρόδιο. Το ρεύμα της ρυθμιζόμενης παροχής ρεύματος ρέει από το ένα θετικό άκρο των τεσσάρων ακροδεκτών πυκνωτή, διέρχεται από τον πυκνωτή και στη συνέχεια ρέει από το άλλο θετικό άκρο στο φορτίο. Το ρεύμα που επιστρέφεται από το φορτίο ρέει επίσης από το ένα αρνητικό άκρο του πυκνωτή και μετά από το άλλο αρνητικό άκρο στο αρνητικό άκρο του τροφοδοτικού.
Επειδή ο πυκνωτής τεσσάρων ακροδεκτών έχει καλά χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας, παρέχει ένα εξαιρετικά πλεονεκτικό μέσο για τη μείωση του κυματιστικού στοιχείου της τάσης εξόδου και την καταστολή του θορύβου της ακίδας του διακόπτη.
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου υψηλής συχνότητας έρχονται επίσης με τη μορφή πολλαπλών πυρήνων, οι οποίοι χωρίζουν το φύλλο αλουμινίου σε μικρότερα τμήματα και συνδέουν πολλαπλούς αγωγούς παράλληλα για να μειώσουν το στοιχείο αντίστασης στην χωρητικότητα. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται υλικά χαμηλής ειδικής αντίστασης και βίδες χρησιμοποιούνται ως ακροδέκτες μολύβδου για την ενίσχυση της ικανότητας του πυκνωτή να αντέχει μεγάλα ρεύματα.
Οι στοιβαγμένοι πυκνωτές, γνωστοί και ως μη επαγωγικοί πυκνωτές, έχουν συνήθως κυλινδρικό πυρήνα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ισοδύναμη επαγωγή σε σειρά. Η δομή ενός στοιβαγμένου πυκνωτή είναι παρόμοια με αυτή ενός βιβλίου, αλλά ακυρώνεται λόγω της αντίθετης κατεύθυνσης της μαγνητικής ροής που δημιουργείται από το ρεύμα που ρέει μέσω αυτού, μειώνοντας έτσι την τιμή της αυτεπαγωγής και έχοντας καλύτερα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας . Αυτός ο τύπος πυκνωτή γενικά έχει τετράγωνο σχήμα για εύκολη στερέωση και μπορεί επίσης να μειώσει κατάλληλα τον όγκο του μηχανήματος.
Επιπλέον, υπάρχει ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής υψηλής συχνότητας στοιβαγμένος με τέσσερα τερματικά που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των δύο, με καλύτερα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας.
