Оксидные конденсаторы, некоторые особенности применения

на страницах сайта

www.electrosad.ru
 

Все более жесткие требования, предъявляются к характеристикам оксидных конденсаторов применяемых в импульсных блоках питания работающих на динамические нагрузки (нагрузки с меняющимися с большими скоростями и во времени). Поэтому производители улучшают их характеристики за счет применения новых материалов и конструкций. Рассмотрим здесь особенности их применениях современной электроники (импульсные блоки питания, мощные схемы с ШИМ, выходные каскады мощных широкополосных УНЧ, мощные скоростные динамические нагрузки) с высоким содержанием ВЧ составляющих в токах нагрузки.

 
 

Оксидные (электролитические) конденсаторы (ОК) применяются в фильтрах устройств питания, в качестве разделительных конденсаторов в УНЧ.

Пока они применялись в фильтрах работающих в источниках питания промышленной частоты 50-60 Гц и малосигнальных цепях УНЧ, никаких проблем с ними не возникало. Поэтому 20-30 лет назад, в применяемых схемах никаких явных влияний их параметров на частотные свойства не замечали - кроме конечно влияния емкости на характеристики цепи, то особой необходимости их улучшать не было. Сейчас, диапазон их применений расширился. Они стали работать в импульсных блоках питания (ИБП), сервоприводах и других устройствах с ШИМ, в системах с мощной динамической нагрузкой. Они применяются в качестве разделительных в выходных цепях УНЧ (для блокирования их постоянной составляющей выходного тока).

Все они характеризуются широкой полосой рабочих частот и большими токами.

В импульсных блоках питания и других характеризующихся импульсным характером работы цепях эти ОК работать не могли. Они грелись, разрушались. Поэтому появились конденсаторы с малыми индуктивностями, потерями, а сейчас и супер малым сопротивлением потерь Rs (ESR). Хотя уже имелись ОК которые по своей природе (физике) имеющие лучшие характеристики по сравнению с остальными и на уровне лучших современных, но они не находили ранее применения ввиду их дороговизны. Это так называемые «твердотельные» - оксидно-полупроводниковые и оксидные танталовые.

 

В чем особенность работы ОК в импульсных цепях?

Импульсные цепи отличаются широким частотным диапазоном токов.

Например, в блоках питания, инверторах питания процессора и подобных схемах частоты коммутации их силовых приборов сейчас составляют 60-:- 300 КГц. Разработчики стремятся повысить скорость переключения силовых коммутаторов, поскольку чем короче длительность фронта тем меньше тепловыделение на них.

При этих частотах время переключения меньше 0,5 мкс.

(ф.1.)[Л.6]

 

Ширину спектра коммутируемых токов и согласно (1) можно определить как от 0 до 1-:-3 МГц. В этом диапазоне сосредоточено 90% мощности гармоник.

Аналогичная ситуация у:

  • сервоприводов, построенные на принципах ШИМ (fгр=10-20 МГц),
  • сверх высококачественные УНЧ (fгр=0,1- 5 МГц),

 

Это в фильтрах цепей питания!

Для оксидных конденсаторов работающих в сигнальных цепях дополнительно должны учитываться параметры всей цепи.

 

Последнее время появился новый вид помех нуждающихся в фильтрации.

Это мощные динамические нагрузки.

Еще несколько лет назад о динамических нагрузках вообще не говорили, да и сейчас не часто появляется информация о них.

Динамическая нагрузка характеризуется изменением с большими скоростями (dI/dt) тока нагрузки источника питания. Наглядным представителем этого класса нагрузок является: современный процессор, модули динамической памяти, чипсеты, элементы силовых следящих приводов и мощные широкополосные системы.

Intel в своих документах 2002 - 2005 годов, доступных для получения, приводит следующие цифры:

 
  1. "... перепады тока со скоростью изменения в 1 А/нс, которые имеются при использовании процессора Pentium-III» [8], стр. 9.,
  2. "ядро Pentium III (соединитель SC242) подключено с приблизительно 30 заземляющих штырей и 26 силовых штырей. Процессор этой конструкции имеют скорость нарастания порядка 20A /мкс (30A /мкс для Pentium II)" - [8], стр.19
  3. "Типичный преобразователь напряжения имеет время срабатывания на порядке от 1 до 100 мкс, в то время как перепады тока потребления процессора порядке от 1 до 20 нс" - [8], стр.19,
  4. "Для Pentium-III перепады тока, вызванные изменением нагрузки, могут быть 15,3 А или выше.... Заметьте, даже при выполнении обычных операций потребляемый ток может изменяться на 7А или более" [8], стр.19.
 

Прошло 4 года и в связи с применением техпроцесса 45 нм проблема только усугубилась, за счет роста скорости переключения транзисторов. За счет этого, шире гармонический состав напряжений и токов (fгр=0,5-5 ГГц – именно ГГц, это не опечатка!).

Более подробно о динамической нагрузке см. здесь "Механизм генерации помех в БИС процессоров".

 

Конструктивные особенности ОК

Главным направлением улучшения характеристик ОК сейчас является расширение рабочей полосы частот, снижение сопротивления потерь (ESR и увеличение тока пульсаций (RCR) - применение новых электролитов, диэлектриков.

Сравнение характеристик оксидных конденсаторов.

Оксидные конденсаторы.
№пп Конструктив Достоинства Недостатки Примечание
1 ЖИДКИЙ ЭЛЕКТРОЛИТ, электролитические алюминиевые конденсаторы. Высокие емкости, высокое напряжение, умеренно низкое ESR, умеренные RCR и самую низкую стоимость Жидкий электролит ограничивает величину рабочей температуры, большие размеры Низкая стоимость.
2 ГИБРИДНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ, электролитические алюминиевые конденсаторы. Очень низкое ESR, высокие RCR, уменьшаются емкости и умеренную стоимость, более высокая рабочая температура по сравнению с жидкими электролитами ниже рабочее напряжение и средние размеры. Твердый электролит улучшает эксплуатационные показатели (очень низкое ESR) и ниже цена чем твердого электролита.
3 ПОЛИМЕРНЫЕ (твердый электролит), электролитические алюминиевые конденсаторы. Очень Низко ESR, Высокие RCR, уменьшаются емкости, хорошо работает на высоких температурах сохраняя параметры. Высокая стоимость, низкое напряжение и средние размеры Самый низкий ESR и самый высокий RCR, малые размеры (могут выполняться в виде чипов), но за самую высокую стоимость.
4 ПОЛИМЕРНЫЕ (твердый электролит), электролитические алюминиевые конденсаторы в плоском пластиковом корпусе для поверхностного монтажа (чип) Очень Низко ESR, Высоко RCR, Самый маленький из алюминиевых электролитических, умеренная емкость и твердый электролит для длительной эксплуатации при высокой температуре дорогие и на низкое рабочее напряжение. Низкое ESR и высокое RCR, но имеют самую высокую стоимость среди алюминиевых электролитических типов.
5 S ТВЕРДЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ, электролитические танталовые с MnO2 катодом в плоском пластиковом корпусе для поверхностного монтажа (чип) Умеренно низкий ESR, умеренный RCR, небольшой размер, низкое ESR для конденсаторов с катодом диоксида марганца (MnO2) и твердый электролит для длительной работы при высокой температуре низкое рабочее напряжения и ограниченный ток пульсации, могут воспламеняться при отказе Стандартная конструкция бескорпусного танталового конденсатора, с низким ESR.
6 ТВЕРДЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТ, полимерные танталовые конденсаторы в плоском пластиковом корпусе для поверхностного монтажа (чит) Очень низкое ESR, высокое RCR, небольшой размер, конструкция катода полимера подавляет окисление = увеличенный коэффициент надежности, длительной работы при высокой температуре Высокая стоимость и низкое рабочее напряжение. Применение высоко проводящего полимерного (polypyrrole) катода, значительно повышает ESR. Проводимость polypyrrole — больше в 100 раз диоксида марганца.
Керамические конденсаторы.
7 MLCC - МНОГОСЛОЙНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ БЕСКОРПУСНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ для поверхностного монтажа Крайне низкий ESR, умеренный RCR, самый маленький размер, неполяризованный, высокая рабочая температурная и хорошие характеристики для пайки ИК-лучами низкое рабочее напряжения, старение со снижением емкости, пьезоэффект, большая потеря действующей емкости при операции VDC. Величина емкости достигла100uF в ультра-маленьких размерах.В цепях фильтрации с высоким содержанием ВЧ составляющих.

Таблица 1.

 

Строка 7, с характеристиками многослойного керамического конденсатора, приведена для сравнения.

Найдены новые материалы (диэлектрики и электролиты) и в очередной раз мы обсуждаем конденсаторы «которые решают все проблемы».

 

Сравним характеристики оксидных конденсаторов для фильтров инверторов работающих на динамическую нагрузку.

Это алюминиевые, танталовые оксидные и полимерные, а так же и керамические конденсаторы.

Сравним характеристики этих конденсаторов разных производителей, имеющих рабочее напряжение 6,3 В.

 

№ пп Производитель Емкость(мкф) Tan δ Ток утечки
(мкА)
ESR
(100 кГц,
20 °С)
Уровень пульсаций (мА)
среднеквадратичные
Примечание
1 Разные 470 0,26 1900 500 30 Электролитический алюминиевый
2 NIC COMPONENTS 820 0,22 51,7 85 730 Алюминиевый электролитический
3 SANYO 680 0,08 428,4 13 4840 Алюминиевый оксидный OS CON серия SP (105°)
4 Vishay 100 0,06 6 0,93 370 Танталовый серия 293D107
5 nichicon 820 0,08 1033 5 6800 Алюминиевый полимерный
Серия LE сверх низкий ESR
6 820 0,12 1033 13 4500 Алюминиевый полимерный
Серия CJ низкий ESR
7 330 0,10 208 40 1936 Танталовый полимерный
Серия F32
8 47 0,05 30 15 4 Полимерный
Серия F11 для высоких частот (>500 мГц)
9 Panasonic 47 0,06 10,6 50 1000 Полимерный SP-Cap Серия CDOJ47R (105°)
10 NMC 820 0,15 775 12 1721 Керамика серия Series X7R (125°)

Таблица 2.

Конечно сложно сравнивать конденсаторы разных производителе, но здесь однозначно просматривается зависимость. ESR лучших конденсаторов стремится к единицам мОм, а токи пульсаций к единицам ампер.

 

Характеристики конденсаторов

Все привыкли считать, что конденсатор для переменного тока имеет реактивное сопротивление равное:

 

ХС= 1/2πfC (ф.2)

 

Это так, но только в ограниченном предельной, для данного типа конденсатора, рабочей частотой. Во всем диапазоне частот это только одна из трех составляющих.

Исходя из реальной эквивалентной схемы конденсатора (одной для всех видов конденсаторов, в том числе ОК) имеющей вид:

 

Рис.1

 

Импеданс (полное сопротивление) конденсатора с эквивалентной схемой изображенной на рис.1 описывается формулой:

 

(ф.3)

 

Здесь на эквивалентной схеме рис.1. параметры имеют значения:
Rs – ESR
, эквивалентное сопротивление потерь ESR = Rп = tgδ · Xc, чаще пишут просто ESR.
Ls
ESL, собственная индуктивность ESL = XL = 2π·f·Ls, чаще пишут просто ESL.
C – собственно емкость конденсатора, имеет емкостное сопротивление Xc = 1/2π··f·C.
При резонансе выполняется условие XC = XL, при этом Z = Rп.

Все члены этого уравнения имеют существенное влияние на характеристики конденсаторов. XL ограничивает сверху частотный диапазон в котором работает конденсатор. На частотах превышающей резонансную для данной эквивалентной схемы XL начинает преобладать, и конденсатор работает как ИНДУКТИВНОСТЬ.

Поэтому граничная частота работы любого конденсатора определяется как частота на которой минимальное значение Z (ф.3) или как частота ниже резонанса собственной индуктивности и емкости (ф.4):

 

f гр < 1/2π(Ls*C)1/2 (ф.4)

 

На частотах ниже резонанса импеданс имеет емкостной характер. На резонансной частоте его сопротивление активно и равно Rп (ESR), а на частотах выше резонансной импеданс носит индуктивный характер и определяется Ls. Конденсатор работает как емкость только на частотах ниже резонанса. Поэтому импеданс ОК (как и других) является функцией частоты.

 
Еще раз обращаю Ваше внимание!
Конденсатор работает как емкость только на частотах ниже резонанса!
Это частота минимума ESR.
На более высоких частотах это уже не конденсатор, а индуктивность!

 

Поэтому каждый вид конденсаторов (и даже внутри вида – разные конструкции и номиналы) работают в ограниченной полосе частот.

 

Что такое - ESR?

ESR - сокращение (от англ. Equivalent Series Resistance) «эквивалентного последовательного сопротивления» (эквивалентное сопротивление потерь), измеряется в омах — Ом.

В расчетах представляют как Rs.

Характеристика, представляющая сумму омических потерь в пределах конденсатора.

ESR вреден, но присутствует у всех конденсаторов в разной мере. На величину ESR влияют применяемые материалы, конструкция конденсатора.

ESR — зависит от частоты, так что сравнение характеристик должно выполняться на одной частоте.

Стандартный для ESR режим измерения:

частота - 100KHz,

температура - +25°C.

ESR - важная характеристика, так как определяет потери энергии в конденсаторе, и эффективность подавления шумов (помех) конденсатором.

Измеряется в единицах сопротивления, ом.

Производители приводят значение ESR или tanδ.

 

ESR = tgδ/2πf*C (ф.5)

 

Для примера рассмотрим частотную зависимость импеданса разных моделей ОК. Они приведены на рис.1. Это:

  • OS-CON 56,0 мкФ/16в (A),
  • Al электролитический низко импедансный 47,0 мкФ/16в (B),
  • Ta электролитический 47,0 мкФ/16в (C),
  • Al электролитический низко импедансный 1000,0 мкФ/16в (D).

Рисунок 1

 

На рис.1 видно, что поскольку конструктивные индуктивности конденсаторов равной емкости (A,B,C) приблизились к конструктивному минимуму и равны, характеристики отличаются только минимальным значением импеданса равным ESR.

ESR — это сопротивление потерь, которое приближается к величине минимального сопротивление конденсатора (Z), на его зависимости импеданса от частоты.

Ниже по частоте, от этого минимума, импеданс носит емкостной характер - Z = ESR + XC, а выше Z=ESR + XL и импеданс приобретает приобретает индуктивный характер.

На частотах выше этого минимума для расчетов фильтров в качестве сопротивления потерь должен применяться импеданс

Z = ESR + XL = ESR + ESL,

поэтому на частотах превышающих минимальное значение импеданса потери в конденсаторе растут и он теряет свои емкостные свойства (становится индуктивностью).

У всех типов конденсаторов тепловыделение определяется величиной ESR (Rп) и согласно [Л.1]

 

Pпот = 4π2·f2·C2·V2·Rп    (ф.6)

или

Pпот = Iэф2*Rs   (ф.7)

 

Особенно важна величина сопротивления потерь Rп (ESR) для ОК стоящих в выходных цепях транзисторных усилителей НЧ. Выходное сопротивление этих усилителей составляет доли Ома, сопротивление нагрузки порядка нескольких Ом. Величина переменных составляющих токов протекающих через разделительные ОК могут доходить до сотен ампер. Поэтому сопротивление потерь должно быть как можно меньше. Для таких цепей выпускают специальные конденсаторы.

Не забудьте, ESR и Rs это разное обозначение одного параметра.

ESR зависит от температуры и частоты.
 

Что такое - ESL?

ESL — сокращенно (от англ. equivalent series inductance) «эквивалентная последовательная индуктивность», измеряется в долях единицы индуктивности генри, характеристика представляющая сумму индуктивностей конденсатора. ESL вреден, не может быть равен нулю, зависит от конструкции конденсатора. ESL не зависит от частоты, но его измерения выполняются на стандартной частоте. ESL — определяет частоту выше которой конденсатор работать не может. Измеряется в единицах индуктивности нГн. Производители приводят величину не всегда.

Величина определяется только конструкцией.

Чем больше ESL, тем ниже предельная частота на которой конденсатор представляет собой емкость.
 

Тип конденсатора Емкость мкФ Индуктивность (ESL)
(
минимальные значения) нГн
Любой с  выводами стандартной длины 0,1 до 25
Дисковый керамический 0,01 2,6
0,1 3,0
Монолитный керамический 0,01 1,6
0,1 1,9
MLCC монолитный керамический 0,01 0,9 — 0,1
0,1 1 — 0,13
MLCC 0508 IDC 0,1 0,05
MLCC монолитный керамический
Low Inductance
0,047 0,65 — 0,25
0,1 0,65 — 0,25
Алюминиевый оксидный 47,0 <10
Танталовый оксидный 47,0 <5
Алюминиевый оксидный для поверхностного монтажа 47,0 6,8
Танталовый оксидный для поверхностного монтажа 47,0 3,4

Таблица 3.

Учитывая, что последние монтируются на плату индуктивность разводки, которой имеет существенное влияние на граничную частоту ОК, минимальная индуктивность приближается к величине 25 нГ.

Измеряется в единицах индуктивности, Гн.

 

Что такое RCR?

RCR сокращенно (от англ. Ripple Current Rating) «Величина пульсирующего тока», измеряется в амперах - А, характеристика представляющая величину максимально допустимых переменных токов проходящих через конденсатор без снижения его срока службы.

Измеряется а амперах (А).

 

Что такое Tan δ?

Tan δ – тангенс угла потерь, соотношение активной составляющей сопротивления и реактивной. Связь tan δ и (ESR) описывается формулой:

 

tan δ = ESR/Xc

 

или

 

tan δ = ESR*2πf*C   (ф.8)

 

или

 

tan δ = Pакт/Pреакт

 

Как и ESR на величину tanδ влияют применяемые материалы, конструкция конденсатора. tanδ — зависит от частоты, так что сравнение характеристик должно выполняться на одной частоте. Стандартные для tanδ - 100KHz, +25°C.

Tan δ - важная характеристика, так как определяет потери энергии в конденсаторе, и эффективность подавления шумов (помех) конденсатором.

Измеряется в процентах (%).

Для измерения потерь у некоторых западных производителе применяется параметр DF или D (от англ. Dissipation Factor) «фактор потерь», измеряется в %. Соотношение D (DF) и tanδ связаны соотношением.

DF = 100* tanδ

 

Рассмотрим процессы, происходящие в ОК работающих при наличии ВЧ составляющих тока

В первую очередь это тепловыделение.

Зная температуру корпуса ОК можно практически определить тепловыделение на конденсаторе. Это делается с помощью формул описывающих процессы конвективного теплообмена корпус ОК – среда.

Откуда берётся эта мощность, рассмотрим ниже.

Нагрев ОК определяется мощностью выделяемой в его объеме, для ОК это потери в диэлектрике, потери в металлических элементах. (ф.9)

Потери в ОК описываются тангенсом угла потерь tgс.

Типовое значение для ОК tgс =1000-2000х10-4 на частоте 50 Гц. Это значит, ее величина достигает 0,1-0,2% мощности тока проходящего через конденсатор на частоте 50 Гц.

 

      (ф.9)

 

Где:
Pn
– мощность потерь;
Pc
– мощность в конденсаторе (реактивная);
Pm
– мощность потерь в металле;
P
 - мощность потерь в диэлектрике;
tg
m, tg– тангенс угла потерь, для металла и диэлектрика соответственно.

С ростом частоты тока, растет и мощность потерь, поскольку мощность потерь в металлах растёт с ростом частоты:

 

    (ф.10)

 

tgс имеет некоторую тенденцию роста с ростом частоты и должен учитываться на очень высоких частотах.

Учитывая, что спектральный состав фильтруемых токов (напряжений) доходит до единиц мегагерц в ИБП, можно сказать - даже самые лучшие и дорогие ОК работают ИБП на пределе возможности.

Но, как писалось выше, при динамических нагрузках, гармонические составляющие фильтруемых токов много выше чем в ИБП. Там в ОК в тепло переходит более 80%, высокочастотных составляющих.

Есть схемные способы борьбы с ВЧ составляющими фильтруемых токов и поэтому тепловыделением и перегревом, о них сказано в других статьях сайта.


 

Как влияет на работу ОК повышение температуры?

Множество источников дают следующую информацию о работе оксидных конденсаторов при повышенных температурах.

1. Сопротивление изоляции.

Сопротивление изоляции с ростом температуры на 10 град. C падает в 1,26 – 2 раз,

а при повышении температуры до предельной (например 105 град.C) в 7 – 350 раз.

Минимальные значения соответствуют неорганическим диэлектриков, а максимальные органическим.

2. Электрическая прочность.

Электрическая прочность конденсатора с ростом частоты приложенного напряжения падает в 3 раза при повышении частоты в 10 раз, при номинальной мощности потерь.

3. Ресурс ОК

Ресурс ОК существенно зависит от температуры (см. рис. 2 ниже для 4 типов ОК)

Рисунок 2. (по данным производителя)

Самые лучшие ОК с малыми потерями имеют ресурс 2000 ч.на своей максимальной температуре, а обычные только 1000ч.

Их ресурс падает в 70-80 раз при предельно допустимой температуре.

При 24 часовом режиме работы это всего 42 дня, а 8 часовом - 125 дней.

 

Посмотрим, какую мощность способны рассеивать корпуса ОК

В условиях естественного конвективного теплообмена, при максимальной температуре корпуса равной 105 °С и в зависимости от типоразмера отводимая мощность приведена в таблице 1.

 

Типоразмер, DxL,
мм
8х11,5 8х16 8х20 10х12,5 10х16 10х20 10х25 13х25 13х30 13х35 16х25
Отводимая мощность,
Вт.
0,41 0,5 0,82 0,68 0,87 1,05 1,26 1,58 1,9 2,6 2,17

 

Именно поэтому некоторые производители ставят нагревающиеся ОК в зонах, где присутствуют воздушные потоки от принудительно охлаждаемых узлов. Переводя их охлаждение в режим принудительной конвекции, чем многократно усиливают теплоотдачу корпусов ОК.

Были случаи когда совершенно одинаковые по характеристикам оксидные конденсаторы меньшего размера перегревались и выходили из строя раньше чем ОК большего размера.

Это наводит на мысль, а не стоит ли делать корпуса ОК более приспособленные к охлаждению воздушными потоками? Без пленочного покрытия, с более развитой поверхностью?

 

Вольт - амперная характеристика

Не стоит забывать о вольтамперной характеристике оксидных (электролитических) конденсаторов. Для примера приведу данные компании Nichicon (одного из лидеров в разработке и производстве электролитических конденсаторов), для алюминиевых оксидных (электролитических) конденсаторов.

 

Рисунок 3.

Налицо характеристика подобная полупроводниковому прибору.

На участках вольтамперной характеристики, где начинается нарастание токов утечки, резко возрастает ESR вплоть до его преобладания. Конденсатор превращается в резистор.

Это свойство ОК должно учитываться при из применении, особенно в цепях по которым протекает переменная составляющая тока. Применение неполярныех ОК в таких цепях, не является выходом. Потому что всегда существуют условия когда падение напряжения на рабочей ветви ОК может превышать допустимые 2-4 вольта на параллельном конденсаторе. Последствия этого для каждого вида схемы известны.

И хочу обратить внимание на эти характеристики тех кто пытается делать свои измерители ESR. При измерении в двухполярном токе (напряжении), напряжение на исследуемом  ОК не должно превышать 0,5 В.

Только в этом случае можно иметь достоверные результаты измерений!

 

Подведём итоги

Частота собственного резонанса определяет верхнюю границу рабочей частоты конденсатора, а рабочая частота конденсатора в схеме еще ниже поскольку в цепи конденсатора добавляется индуктивность монтажа и внешней цепи. Поэтому реальную рабочую полосу частот можно определить только зная параметры конкретной конструкции.

Эффект от параллельного соединения конденсаторов увеличивает суммарный RCR (Ripple Current Rating) - ток пульсаций, который равен сумме токов всех соединенных параллельно оксидных конденсаторов.
При параллельном соединении нескольких оксидных конденсаторов (в случае их установки вместо одного) увеличивается рассеиваемая или мощность и снижается температура корпуса.
При параллельном соединении любого количества конденсаторов с одинаковыми характеристиками не меняется высокочастотная граница рабочих частот составного конденсатора, она определяется максимальной рабочей частотой одного конденсатора (ф. 3,4).
Только в случаях, когда индуктивность внешних цепей много меньше собственной индуктивности конденсатора может быть полезным параллельное соединение нескольких конденсаторов с целью снижения ЭДС самоиндукции на ней ( при протекании токов с большими скоростями изменения - dI/dt).

 

Как было показано выше, никакой супер конденсатор не может решить задачу фильтрации помех — шумов в в цепях питания современных быстродействующих цифровых устройств. Прежде всего по причине широкой полосы частот ими занимаемой, ну и конечно их достаточно большой мощности. Все они, предъявляют повышенные требования к фильтрующим устройствам (фильтрам) работающим между выходными цепями современных источников питания и нагрузок. А в компьютерах дополнительные требования накладывает необходимость фильтрации помех (шумов) поступающих от динамических нагрузок в качестве которых выступают дискретные устройства (процессоров, память и другие).

Если Вам интересно подробнее эта проблема, см. ссылки Л. 10, 11

 

Более того сами оксидные конденсаторы необходимо защитить от воздействия помех. При использовании ОК в цепях питания динамических нагрузок необходимо применение специальных схемных решений.

Невнимание к этим особенностям ОК приводит к снижению их надёжности, и может спровоцировать их выход из строя даже в рабочем диапазоне температур. Недопустима замена ОК с разрушенным в процессе эксплуатации корпусом на аналогичные с меньшим размером корпуса (типоразмером).

Надежность ОК в предельных режимах значительно падает. Их использование при одновременном действием нескольких предельных параметров недопустимо.

А.Сорокин
2012, 2006

Литература для более глубокого изучения:

  1. Low Inductance Capacitors, AVX, (w2lw3l.pdf)
  2. Multilayer Ceramic Chip Capacitors, NMC series X7R, Nic Components, (nmc2.pdf)
  3. OS-CON, Part VII, Construction and Characteristics, Sanyo, http://www.avelcom.ru/pdf/o55.pdf
  4. Ренне В.Т. Электролитические конденсаторы. М., Энергия, 1969 г.
  5. Дулин В.Н., Жук М.С. Справочник по элементам радиоэлектронных устройств. М, Энергия, 1977 г.
  6. И.С.Гоноровский Радиотехнические цепи и сигналы Ч.1, М, Советское радио, 1967 г.
  7. Henry W. Ott Noise reduction techniques in electronic system. John Wiley & Sons N-Y, 1976
  8. Pentium® III Processor Power Distribution Guidelines Application Note. April 1999. (24508501.pdf).
  9. Application Guidelines for Aluminum Electrolytic Capacitors (Nichicon), aluminum.pdf
  10. Эволюция фильтров в цепях питания электронных схем, А.Сорокин
  11. Фильтрация помех генерируемых современными процессорами, А.Сорокин

     

Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002-2012