스위칭 전원 공급 장치를 만들 때 필터 커패시터를 올바르게 선택하려면 어떻게 해야 합니까?

스위칭 전원 공급 장치를 만들 때 필터 커패시터를 올바르게 선택하려면 어떻게 해야 합니까?

스위칭 전원 공급 장치는 필터 커패시터에 크게 의존합니다. 모든 엔지니어와 기술자는 필터 커패시터를 적절하게 선택하는 방법, 특히 출력 필터 커패시터를 선택하는 문제에 극도로 관심을 가집니다. 각각 100uF, 10uF, 100nF 및 10nF의 커패시턴스 값을 갖는 전력 필터 회로에서 서로 다른 커패시터를 관찰할 수 있습니다. 이러한 매개변수는 어떻게 결정됩니까? 다른 사람의 개략도를 훔쳤다고 비난하지 마십시오.

50Hz 전원 주파수 회로에 사용되는 일반적인 전해 커패시터의 맥동 전압 주파수는 100Hz에 불과하며 충전 및 방전 기간은 밀리초 정도입니다. 더 낮은 맥동 계수를 얻기 위해 필요한 커패시턴스는 수십만 F에 도달할 수 있습니다. 커패시턴스를 개선하기 위해 표준 저주파 알루미늄 전해 커패시터가 설계되었습니다. 주요 장단점 기준. 그러나 스위칭 전원 공급 장치의 출력 필터 전해 커패시터에는 수십 kHz 또는 심지어 MHz에 도달할 수 있는 톱니파 전압 주파수가 있습니다. 현재 정전 용량은 주요 지표가 아닙니다. 고주파 알루미늄 전해 커패시터의 품질을 판단하는 기준은 "임피던스-" "주파수" 특성입니다. 이러한 커패시터는 스위칭 전원 공급 장치의 작동 주파수 내에서 더 낮은 등가 임피던스를 가져야 하며 동시에 반도체 장치가 작동 중일 때 생성되는 고주파 스파이크를 잘 필터링해야 합니다.
 

표준 저주파 전해 커패시터는 유도성을 나타내기 전에 약 10kHz 이상에서 작동할 수 없기 때문에 스위칭 전원 공급 장치를 사용할 수 없습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 고주파 알루미늄 전해 커패시터에는 4개의 연결부가 있습니다. 커패시터의 양극은 양극 알루미늄 판의 두 끝으로 구성되고 음극은 음극 알루미늄 판의 두 끝으로 구성됩니다. 4 단자 커패시터의 양극 단자에서 전류가 흐르고 커패시터 내부를 통해 다른 양극 단자에서 부하로 흐릅니다. 부하에서 돌아오는 전류도 커패시터의 한쪽 음극 단자에서 흘러 들어온 다음 다른 쪽 음극 단자에서 전원 공급 장치의 음극 단자로 흐릅니다.

4단자 캐패시터는 고주파 특성이 강하기 때문에 전압의 펄스 성분을 최소화하고 스위칭 스파이크 노이즈를 억제하는 데 매우 유리한 방법을 제공합니다. 알루미늄 호일을 여러 개의 작은 부분으로 절단하고 여러 개의 리드를 병렬로 연결하여 고주파 알루미늄 전해 커패시터의 또 다른 형태인 용량성 리액턴스의 임피던스 성분을 낮춥니다. 또한 저항이 낮은 재료를 리드아웃 단자로 사용하여 커패시터의 대전류 처리 능력이 향상되었습니다.
 

전원 공급 장치는 "깨끗해야" 하며 디지털 회로가 안정적이고 안정적으로 작동하려면 적시에 에너지를 보충해야 합니다. 즉, 필터링 및 디커플링이 효과적이어야 합니다. 간단히 표현하면 필터링과 디커플링은 칩에 전류가 필요할 때 에너지를 빠르게 보충할 수 있도록 하는 에너지 저장 방법입니다. DCDC와 LDO가 이 일을 담당하지 않는다고 감히 말하지 않습니까? 예, 저주파에서 관리할 수 있지만 고속 디지털 시스템은 다르게 작동합니다.
 

먼저 커패시터를 살펴보자. 커패시터의 유일한 목적은 전하 저장 장치 역할을 하는 것입니다. 우리 모두는 전원 공급 장치에 커패시터 필터링이 필요하고 각 칩의 전원 핀에 디커플링을 위해 설치된 {{0}}.1uF 커패시터가 있어야 한다는 것을 알고 있습니다. 일부 보드 칩의 커패시터가 전원 핀 0.1uF 또는 0.01uF에 가까운 이유는 무엇입니까? 실제로 요점이 무엇입니까? 이 사실을 이해하기 위해서는 커패시터의 실제 특성을 이해해야 합니다. 완벽한 축전기는 C 기반 전하 저장에 지나지 않습니다. 하지만 실제 제작된 커패시터는 그렇게 간단하지 않습니다.