Analisi delle caratteristiche dei condensatori nella progettazione EMC di alimentatori a commutazione
Molti progettisti elettronici sono consapevoli del ruolo dei condensatori di filtro negli alimentatori, ma i condensatori di filtro utilizzati all'estremità di uscita degli alimentatori a commutazione sono diversi dai condensatori di filtro utilizzati nei circuiti a frequenza di alimentazione. I normali condensatori elettrolitici utilizzati per il filtraggio nei circuiti a frequenza industriale hanno una frequenza di tensione pulsante di soli 100 Hz e un tempo di carica e scarica dell'ordine di grandezza dei millisecondi. Per ottenere un coefficiente di pulsazione inferiore, è necessaria una capacità fino a centinaia di migliaia di microfacies. Pertanto, i normali condensatori elettrolitici in alluminio vengono generalmente utilizzati per la produzione a bassa frequenza, con l'obiettivo principale di migliorare la capacità. La capacità, il valore della tangente di perdita e la corrente di dispersione dei condensatori sono i parametri principali per distinguerne i vantaggi e gli svantaggi.
Essendo un condensatore elettrolitico utilizzato per il filtraggio dell'uscita in un alimentatore regolato da interruttore, la frequenza della tensione dell'onda a dente di sega su di esso può raggiungere decine di kilohertz o addirittura decine di megahertz. I suoi requisiti sono diversi da quelli delle applicazioni a bassa frequenza e la capacità non è l'indicatore principale. La sua qualità è misurata dalle caratteristiche di frequenza di impedenza, che richiedono che abbia una bassa impedenza all'interno della gamma di frequenza operativa dell'alimentatore regolato da interruttore. Allo stesso tempo, per l'alimentazione interna, a causa del rumore di picco generato dai dispositivi a semiconduttore che iniziano a funzionare, che può raggiungere centinaia di kilohertz e avere anche un buon effetto di filtraggio, vengono generalmente utilizzati condensatori elettrolitici ordinari a circa 10 kilohertz per le basse frequenze, e la loro impedenza inizia ad apparire induttiva, incapace di soddisfare i requisiti di utilizzo dell'alimentatore a commutazione.
Un condensatore elettrolitico in alluminio ad alta frequenza progettato specificamente per l'alimentazione regolata da interruttore, dotato di quattro terminali. Le due estremità del foglio di alluminio positivo vengono rispettivamente portate fuori come elettrodo positivo del condensatore, e anche le due estremità del foglio di alluminio negativo vengono portate fuori come elettrodo negativo. La corrente dell'alimentatore regolato fluisce da un'estremità positiva del condensatore a quattro terminali, passa attraverso il condensatore e quindi scorre dall'altra estremità positiva al carico; Anche la corrente restituita dal carico fluisce da un'estremità negativa del condensatore e quindi dall'altra estremità negativa all'estremità negativa dell'alimentatore.
Poiché il condensatore a quattro terminali ha buone caratteristiche ad alta frequenza, fornisce un mezzo estremamente vantaggioso per ridurre la componente di ondulazione della tensione di uscita e sopprimere il rumore di picco dell'interruttore.
I condensatori elettrolitici in alluminio ad alta frequenza sono disponibili anche sotto forma di nuclei multipli, che dividono il foglio di alluminio in segmenti più corti e collegano più conduttori in parallelo per ridurre la componente di resistenza nella capacità. Allo stesso tempo, vengono utilizzati materiali a bassa resistività e viti come terminali per migliorare la capacità del condensatore di resistere a correnti elevate.
I condensatori impilati, noti anche come condensatori non induttivi, hanno tipicamente un nucleo cilindrico, che risulta in un'induttanza in serie equivalente maggiore; La struttura di un condensatore impilato è simile a quella di un libro, ma viene annullata a causa della direzione opposta del flusso magnetico generato dalla corrente che lo attraversa, riducendo così il valore dell'induttanza e avendo migliori caratteristiche ad alta frequenza . Questo tipo di condensatore è generalmente realizzato in forma quadrata per un facile fissaggio e può anche ridurre adeguatamente il volume della macchina.
Inoltre, è presente un condensatore elettrolitico ad alta frequenza impilato a quattro terminali che combina i vantaggi dei due con migliori caratteristiche ad alta frequenza.
