Gördüğüm tüm profesyonel DC, BLDC veya PMSM motor kontrol cihazlarında ( Sevcon vb.) Paralel olarak bağlanmış çok sayıda DC bara kapasitörü bulunur. Kapasiteleri 100 µF - 220 µF civarındadır. 4700 µF veya 10000 µF gibi büyük bir değere sahip tek bir kapasitör daha uygun olmaz mı?
Bu kontrolörler pillere veya diğer yüksek akım güç kaynaklarına bağlandığında yüksek dalgalanma akımı nedeniyle mi?
Yanıtlar:
Tabii yeterli kapasitansa sahip bir parametredir. Ancak kapasitörler, kapasitörden ne kadar pik akım çekilebileceğini sınırlayan seri dirence sahiptir. Kapasitörler ayrıca pik akımı ne kadar hızlı çıkarabileceğinizi sınırlayan seri endüktansa sahiptir. Paralel olarak birden fazla küçük kapasitör bulunması, seri direnci ve endüktansı azaltır.
Daha yüksek dalgalanma akımı kapasitesi, daha düşük ESR ve bazen daha iyi form faktörü (örn. Daha kısa), muhafazadaki uygun bir noktaya sığması olası nedenlerdir.
Kondansatörün daha fazla yüzey alanı, daha fazla güç yayma kapasitesi anlamına gelir, diğer tüm şeyler eşittir.
Diğer cevaplar bu seçimi belirleyen ana faktörlerden daha önce bahsetmiştir: daha düşük toplam ESR, daha düşük toplam endüktans, daha iyi ısı işleme kapasitesi, vb.
İhmal edilen bir yönü daha ekleyeceğim: güvenilirlik .
Sadece bir büyük kapasitörünüz varsa, arızalandığında, çalışmayan bir sisteminiz kalır. Dahası, daha büyük bir kapak, muhteşem bir şekilde başarısız olursa yakındaki bileşenlere daha fazla zarar verebilir.
Paralel olarak birden çok başlığa sahip olmak, bir kapak açılmadığında sahip olduğunuz etkileri azaltmaya yardımcı olur, çünkü diğerleri hala orada olacaktır. Sistemi artıklık göz önünde bulundurularak tasarlayabilirsiniz, yani diğer kısıtlamalar göz önüne alındığında gereken minimum sınırdan daha fazla sınır ekleyebilirsiniz.
Titreşimlere karşı dayanıklılık ile ilgili sorunlar da vardır (bu özellikle büyük motorlarla uğraşırken geçerlidir). Tek bir büyük kapasitör, titreşimlere maruz kaldığında mekanik olarak daha ağır bir şekilde gerilebilir. Kapağın büyük kütlesi mekanik olarak yankılanabilir ve terminalleri veya montaj noktaları üzerinde daha büyük bir baskı uygulayarak kapağın kendisinin veya bağlı olduğu PCB'nin mekanik arızasına yol açabilir.
Daha küçük kapasitörler, daha az kütleye sahip olduklarından, daha az atalete sahiptirler, bu nedenle titreşimler veya şoklar nedeniyle daha az mekanik stres yaşarlar. Bu nedenle, mekanik stres ve sorunlara neden olan şoklardan kaçınmak için uygun gerilim azaltıcıları tasarlamak daha kolaydır (ve daha ucuzdur).
Kapasitörler gürültüyü filtrelemeye ve ayırmaya yardımcı olur. Ancak kapasitörün her bir değeri sadece belirli bir frekansta iyidir. En az ESR'ye sahiptir (gürültüyü azaltmak için daha yüksek yetenek) Bir değer aralığı kullanmak , geniş frekans aralığında iyi filtreleme yeteneği sağlar .
ESR nedeniyle düşük Isıtma . Dalgalanma akımları kapasitörlerden ileri ve geri akarken, ESR akım akışına karşıdır (dirence benzer). Daha yüksek ESR, daha yüksek güç kaybı (ısı olarak) anlamına gelir. Bu, kapasitörlerin sıcaklığını etkili bir şekilde yükseltir. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, sağlayabilecekleri kapasite de o kadar düşük olur. Bu nedenle, çoklu frekans bandı üzerinden düşük ESR, tek bir hata kapasitörüne göre birden fazla kapasitör birleştirilerek etkili bir şekilde alınabilen istenen bir parametredir.
Bu aynı zamanda bir üretim optimizasyonu da olabilir. Bir ürün zaten 220 uF kapasitör kullanıyorsa, bunları ilave 4700 uF yerine kullanmak mantıklı olabilir (ancak bir kapağı 20 ile değiştirmek biraz aşırı gibi görünüyor). Bir 4700uF kapağın delikten olması muhtemeldir ve bir üründeki tek delikli bileşen ise, kaçınabiliyorsanız tüm üretim adımını kaydedersiniz. Olmasa bile, stokunuzun yönetilmesi daha kolay hale gelir, çünkü sipariş vermek için daha az parça türü vardır ve bir ürünü yeniden tasarlama riskini azaltırsınız, çünkü bu kapasitör modeli üretimden çıkar.
Sürücüsünün ihtiyaçlarına için optimize tek, özel kondansatör muhtemelen bazı avantajlara sahip olacaktır eğer o oluşturmakta edildi tek ürün oldu. Ancak, tüm sürücü üreticilerinin yaptığı gibi onlarca farklı sürücü oluşturursanız, tedarik zincirini tüm ürün yelpazesinde optimize etmek istersiniz . Bu, mümkün olduğunca az sayıda yapı taşında standartlaştırma ve ihtiyacınız olan voltaj ve kapasitans derecelerini almak için bunları çeşitli kombinasyonlarda kullanmak anlamına gelir.
Bu model paralel olarak iki başlığa ihtiyaç duyar, diğeri seri olarak iki, diğeri dört, diğeri yirmi gerekir, ancak yine de sadece bir parçayı stoklamanız gerekir . Satın almada ölçek ekonomileri, ihtiyacınız olan bir parçanın tükenme olasılığı ve genel stoklama maliyetlerini düşürürsünüz. Bir diğer düzine sürücü üreticisinin kullandığı aynı parça ise, muhtemelen aynı sürücü çerçevesi boyutlarını oluşturdukları için bonus puanlar.
Şimdi, güç manyetik endüstrisinin bu şekilde çalışmasını sağlayabilirsek ...
Bence üretici için en iyi seçenek. Sonuçta, ne kadar az olursa olsun, bunun için tercih edilen seçenek olacağını düşünüyorum.