Jaki jest pożytek z kondensatora odsprzęgającego w pobliżu kondensatora zbiornikowego?

Widziałem kilka obwodów, w których stosuje się kondensator odsprzęgający, a także kondensator zbiornikowy, taki jak ten (C4 i C5):

Czytałem o kondensatorach odsprzęgających i dla mnie wygląda to tak, jakby miały one usunąć niewielkie wahania napięcia zasilania. Potem pomyślałem - czy nie taki był również cel kondensatora zbiornikowego ? Dlaczego kondensator zbiornikowy nie byłby w stanie odfiltrować małych fluktuacji, jeśli jest w stanie odfiltrować duże fluktuacje?

Mam wrażenie, że mam tutaj podstawowe nieporozumienie. Do czego służy kondensator odsprzęgający obok kondensatora zbiornikowego, kiedy zakładamy, że oba układamy równo w pobliżu części zużywającej energię? Czy też jedyną zaletą kondensatora odsprzęgającego jest to, że jest mniejszy i dlatego może być łatwo umieszczony bliżej części zużywającej energię?

Najbardziej prawdopodobnym powodem tego jest fakt, że w rzeczywistości kondensatory nie mają nieskończonej przepustowości. Zasadniczo im wyższa pojemność kondensatora, tym mniej będzie on mógł reagować na wysokie częstotliwości, podczas gdy kondensatory o małej wartości lepiej reagują na wyższe częstotliwości, jak pokazano na poniższym wykresie. Wykorzystanie dwóch kondensatorów o różnej wartości razem zostało właśnie wykonane, aby poprawić odpowiedź filtrowania.

Jak pan mówi, nasadka odsprzęgająca i nasadka zbiornika masowego zasilacza służą dwóm różnym celom. Masz rację, ponieważ pułapka odsprzęgająca musi być fizycznie bliska odbiorcy mocy, którą odsprzęga. Masowe ograniczenie może znajdować się w dowolnym miejscu w sieci energetycznej, ponieważ dotyczy prądów o niskiej częstotliwości.

Jednak niepoprawnym założeniem, które przyjmujesz, jest założenie, że schematyczne umieszczenie oznacza fizyczne umieszczenie. Nie ma Na dobrym schemacie będzie pewna wskazówka do fizycznego umiejscowienia. W tym przypadku nie możemy stwierdzić, czy kondensator odsprzęgający (C5) jest fizycznie blisko IC1 (tam, gdzie powinien być), czy nie.

Osobiście nie rysowałbym w ten sposób schematu właśnie z tego powodu i myślę, że jest to nieodpowiedzialne. Jednak oprogramowanie do przechwytywania schematów wygeneruje tę samą listę sieci tak czy inaczej, więc szczegóły są naprawdę odpowiednie do umieszczenia. Bez schematu układu płyty po prostu nie można powiedzieć. Zwykle fizycznie zbliżam czapki odsprzęgające do ich części, aby dać wskazówkę, że to właśnie zamierzam i że o tym myślałem. Jest to jedna kwestia, o której wspomniałem, mówiąc o tym, jak narysować dobre schematy na https://electronics.stackexchange.com/a/28255/4512 .

Niestety istnieje wiele źle narysowanych schematów.

Gdy równolegle stosuje się dwa lub więcej kondensatorów odsprzęgających o różnych wartościach, należy rozważyć rezonans równoległy występujący między dwiema sieciami.

Clayton Paul opisał to zjawisko. Rozważ równoległe sprzężenie kondensatorów C1, C2, o różnych wartościach i C1 >> C2 z pasożytniczym L1 i L2, mniej więcej o tym samym L1 = L2 (rysunek 1.A).

$f_1$$f_2$

$f_1$$f_1$

$f_2$$f_2$

$f_1 < f < f_2$

Dlatego możemy stwierdzić, że odsprzęganie zostanie poprawione przy częstotliwościach powyżej (i poniżej) częstotliwości, przy której obie sieci kondensatorów są rezonansowe.
Odsprzęganie będzie w rzeczywistości gorsze przy niektórych częstotliwościach między tymi dwiema częstotliwościami rezonansowymi, ze względu na skok impedancji spowodowany przez równoległą sieć rezonansową, co jest złe.

Główną różnicą w małych kondensatorach i dużych kondensatorach elektrolitycznych jest ich charakterystyka częstotliwościowa. Kondensatory elektrolityczne mają złe specyfikacje dla wyższych częstotliwości i mogą ostatecznie zawieść z powodu obciążenia przez szum o wysokiej częstotliwości. Z kolei wysokie częstotliwości, które kondensator elektrolityczny tylko częściowo filtruje, mogą znajdować się w górnym zakresie słyszalnym wzmacniacza.

Mały kondensator z łatwością filtruje szumy o wysokiej częstotliwości, ale oczywiście ma niewielki wpływ, jeśli chodzi o filtrowanie tętnień w sieci zasilającej niskiej częstotliwości.

Nie wszystkie kondensatory są sobie równe ... Większe kondensatory masowe nie mogą reagować tak szybko z powodu ESR i ESL (Equivalent Series Resistance and Inductance), które zależą od ich budowy.

Oczywiście istnieje możliwość zbliżenia się, jak wspomniałeś, ale ogólnie dobry schemat będzie miał większe, wolniejsze i większe pojemności, im dalej będziesz od obwodu. odpowiednie częstotliwości, z którymi trzeba sobie poradzić, również spadają, jeśli są wykonane prawidłowo.

Ograniczeniem małych pojemności odsprzęgających jest samorezonans samej nasadki i indukcyjność drutów łączących w pakiecie (ponownie w zależności od opakowania).

Ten schemat hierarchicznego skalowania jest kontynuowany wewnątrz układu scalonego z krytycznymi węzłami posiadającymi lokalne kondensatory dla zdarzeń o wyższej częstotliwości. Oczywiście te wewnętrzne czapki są najdroższe i najmniejsze ze wszystkich.