วัตถุประสงค์ของตัวเก็บประจุสองตัวในแบบขนานคืออะไร?

56

อะไรคือจุดประสงค์ของตัวเก็บประจุสองตัวแบบขนานในแต่ละด้านของตัวควบคุมใน
วงจรแหล่งจ่ายไฟนี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันเคยเห็นการตั้งค่าที่คล้ายกันในวงจรที่คล้ายคลึงกันอื่น ๆ และสามารถเดาได้ว่ามันเกี่ยวข้องกับสิ่งที่ถูกขั้ว แต่ไม่เข้าใจ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นที่นั่น

power-supply capacitor

— แบรดโรบินสัน
แหล่งที่มา

1

ฉันคิดว่านี่เป็นคำถามที่ดีมาก ... ฉันเห็นจุดของทุก ๆ ฝาในวงจรนั้นประหยัดได้สำหรับ 10uF อะไรคือประเด็นของการมี 10uF ถัดจากรูปแบบที่เกือบเหมือนกันใน 1uF พวกเขาตั้งเป้าที่จะกรองความถี่ที่เฉพาะเจาะจงหรือไม่? สำหรับฉันแล้วมันจะสมเหตุสมผลมากกว่าที่จะมี 10uF รวมกับ 1nF หรือคล้ายกัน

— Lundin

3

ไปเพื่อคำตอบที่สั้นที่สุดที่เป็นไปได้: "การตอบสนองความถี่ที่แตกต่าง"

— JustJeff

6

@Lundin: นี่อาจจะเป็นแผนผังเก่าแก่ตั้งแต่สมัยที่ 10uF แม้ที่ 5V จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรไลต์ซึ่งมี ESR ที่สำคัญ ทุกวันนี้เครื่องเซรามิก 0805 1 ยูเอฟเพียงตัวเดียวที่มีเอาท์พุทของตัวควบคุมจะทำงานได้ดี

— Olin Lathrop

13

โปรดทราบว่า "µ1" คือ 100nF ไม่ใช่ 1µF

— JimmyB

1

ที่เกี่ยวข้อง: electronics.stackexchange.com/q/59325/17592

67

สรุป:

ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่จัดการกับคลื่นความถี่ต่ำและเสียงรบกวนหลักและการเปลี่ยนแปลงโหลดเอาต์พุตที่สำคัญ
ตัวเก็บประจุขนาดเล็กจัดการกับเสียงรบกวนและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว

วงจรนั้นใช้ "overkill" กับแอปพลิเคชันนั้น แต่ทำหน้าที่เป็นตัวอย่างตกลง

นี่คือแผ่นข้อมูล LM7805ทั่วไป

จะเห็นได้ในหน้า 22 ว่าการมีตัวเก็บประจุสองตัวที่ Vin อับสองที่ Vout นั้นไม่จำเป็นต้องเป็นแบบมาตรฐานและค่าตัวเก็บประจุในวงจรที่ให้นั้นมีขนาดค่อนข้างใหญ่
ด้านล่างนี้คือ fig22 จากแผ่นข้อมูล

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

วงจรของคุณ:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เช่น 2,400 ยูเอฟทำหน้าที่เป็น "อ่างเก็บน้ำ" เพื่อเก็บพลังงานจาก DC ที่ขรุขระออกจากเครื่องปรับสะพาน ตัวเก็บประจุที่ใหญ่กว่าจะมีระลอกคลื่นน้อยกว่าและมีค่าคงที่ DC มากขึ้น เมื่อกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ถูกดึงออกมาตัวเก็บประจุพลังงานกระแสไฟกระชากจะช่วยให้เครื่องควบคุมไม่ตกหล่น

แถบสีขาวและสีดำบนสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุแสดงว่าเป็นตัวเก็บประจุ "โพลาร์" ซึ่งใช้ได้กับ + และ - ที่ส่วนปลายที่เลือกเท่านั้น

ตัวเก็บประจุดังกล่าวมักจะเป็น "ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า" สิ่งเหล่านี้มีความสามารถที่ดีในการกรองระลอกคลื่นความถี่ต่ำและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงโหลดที่รวดเร็วอย่างสมเหตุสมผล ด้วยตัวเองมันไม่เพียงพอที่จะทำงานทั้งหมดเพราะมันไม่ดีในการกรองสัญญาณรบกวนความถี่สูงเพราะอิเล็กโทรไลต์ซีมีแนวโน้มที่จะมีการเหนี่ยวนำภายในขนาดใหญ่ + ขนาดใหญ่ (ค่อนข้าง) ความต้านทานอนุกรมภายใน (ESR)

ตัวเก็บประจุอินพุตขนาดเล็ก (ที่แสดงในที่นี้คือ u1 = 0.1 uF) จะไม่มีขั้วและในปัจจุบันมักจะเป็นตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้นที่มี ESR ต่ำและตัวเหนี่ยวนำต่ำให้การตอบสนองความถี่สูงและความสามารถในการกรองสัญญาณรบกวน ด้วยตัวเองมันไม่เพียงพอที่จะทำงานทั้งหมดเพราะมันไม่สามารถเก็บพลังงานเพียงพอที่จะจัดการกับพลังงานที่จำเป็นในการกรองการเปลี่ยนแปลงระลอกคลื่นและทรานส์โหลดขนาดใหญ่

เช่นเดียวกับในข้อตกลงทั่วไปกับตัวเก็บประจุเอาท์พุท C4 = 10 uF ช่วยในการจัดหาการเปลี่ยนแปลงโหลดรวมใด ๆ ดังนั้นจึงทำการโหลดตัวควบคุมบางอย่างออก ตามปกติแล้วไม่จำเป็นว่าจะต้องมีตัวเก็บประจุขนาดเล็กมากกว่าที่นี่ หน่วยงานกำกับดูแลที่ทันสมัยบางแห่งต้องการตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ที่นี่เพื่อเหตุผลด้านความมั่นคง แต่ LM78xx ไม่ได้

ที่นี่ตัวเก็บประจุเอาท์พุทที่สองคือ 0.1 ยูเอฟและมีเพื่อจัดการกับเสียงความถี่สูง

โปรดทราบว่าการมีตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ในเอาต์พุตสามารถทำให้เกิดปัญหาได้ ถ้าอินพุตลัดวงจรเพื่อให้พลังงานถูกลบ C4 จะปล่อยกลับผ่านตัวควบคุม
ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและขนาดตัวเก็บประจุซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหาย วิธีการหนึ่งในการจัดการกับสิ่งนี้คือการให้ไดโอดย้อนกลับแบบเอนเอียงโดยปกติจากเอาท์พุทควบคุมไปยังอินพุตควบคุม ถ้าอินพุตของตัวควบคุมถูกลัดวงจรลงกราวด์ตัวเก็บประจุเอาต์พุตจะคายประจุผ่านไดโอดไบแอสไปข้างหน้าในขณะนี้

— Russell McMahon
แหล่งที่มา

1

คำตอบที่ดี ฉันต้องการเพิ่มว่าตัวเก็บประจุอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่มากอาจนำไปสู่เสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้น ตรงเวลาของไดโอดจะสั้นลง แต่มีการถ่ายโอนพลังงานเท่ากัน ทำให้เกิดกระแสแหลมในหม้อแปลงซึ่งเริ่มแผ่กระจายสนามแม่เหล็กที่มีเสียงดัง ที่ใหญ่กว่านั้นไม่ดีกว่าเสมอไป มันไม่น่าเป็นไปได้ที่จะทำให้เกิดปัญหาในวงจรที่ใช้ตัวควบคุมซีรีย์ 78xx แต่พวกมันก็ไม่ได้ใช้พลังงานมากพอ

— Nils Pipenbrinck

@NilsPipenbrinck จุดที่ดี การเพิ่มตัวต้านทานแบบอนุกรมขนาดเล็กระหว่างหม้อแปลงและตัวเก็บประจุตัวที่ 1 ทำหน้าที่ "กระจาย" มุมการนำความร้อนลดกระแสสูงสุดลดเสียงรบกวนและทำให้ชีวิตง่ายขึ้นสำหรับไดโอด การหาไดโอดในปัจจุบันนั้นค่อนข้างจะเป็นการคิดที่ค่อนข้างลำบากฉันดูเหมือนจะจำได้ (เมื่อทำแบบฝึกหัดนี้มานานแล้ว) ทุกวันนี้การจำลองนั้นง่ายพอที่จะทำให้การคำนวณผิดปกติ

— รัสเซลแม็คมาฮอน

เกี่ยวข้อง: youtube.com/watch?v=wwANKw36Mjw

— user16307

13

โดยทั่วไปแล้วตัวเก็บประจุโพลาไรซ์ที่มีมูลค่าสูงจะไม่มีลักษณะที่เหมาะสมในความถี่สูง (เช่นการเหนี่ยวนำที่สำคัญ) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องธรรมดาที่จะเพิ่มตัวเก็บประจุที่มีค่าต่ำในแบบคู่ขนานในสถานการณ์ที่คุณต้องกังวลเกี่ยวกับเสถียรภาพที่ความถี่สูง ไอซีควบคุมเช่นนี้

— Paul R
แหล่งที่มา

1

เมื่อคุณกำลังคิดเกี่ยวกับสัญญาณรบกวนที่เอาต์พุตของตัวควบคุมคุณต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบ ESRระดับต่ำ( แทนทาลัมหรือเซรามิก ) เนื่องจากมีการลดเสียงรบกวนที่ดีมาก แต่นั่นก็ขึ้นอยู่กับว่าคุณใช้คอนโทรลเลอร์แบบไหน

— veeresh
แหล่งที่มา

-4

วงจรที่กล่าวถึงในการเชื่อมโยงที่คุณกล่าวถึงในคำถามของคุณเป็นแบบเต็มคลื่น rectifier

ที่นี่ในวงจรนี้ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เป็นตัวกรอง ซึ่งตรงข้ามกับสัญญาณ AC ให้ไหลผ่านหรือปรากฏที่ขั้วเอาท์พุท นักออกแบบใช้ตัวเก็บประจุแบบต่างๆเพื่อกรองสัญญาณเพื่อให้ได้ระดับ DC ที่ต้องการ

ที่นี่ตัวเก็บประจุถูกนำมาใช้ข้ามเครื่องปรับลมเพื่อให้ได้ความเสถียร ที่ความถี่สูงพฤติกรรมของตัวเก็บประจุไม่เสถียรหรือคงที่ ดังนั้นเพื่อให้เกิดความเสถียรนักออกแบบจึงใช้ตัวเก็บประจุขนาดเล็กตามตัวเก็บประจุที่มีมูลค่าสูงกว่า

— Gouse Shaik
แหล่งที่มา

11

ฉันคิดว่าบางทีคุณอาจพลาดประเด็นคำถาม - OP ต้องการทราบว่าทำไมมีตัวเก็บประจุที่มีค่าสูงควบคู่ไปกับตัวเก็บประจุที่มีค่าต่ำในแต่ละด้านของตัวควบคุม

— พอล R