Что такое Bypass или блокировочный конденсатор в цепи питания

25 September 2019
конденсаторы в цепи питания как это работает
конденсаторы в цепи питания как это работает

При сборке схем,особенно различных преобразователей или там где есть в схеме импульсы,можно обнаружить,что схема плохо работает или самовозбуждается,идут свисты или схема плохо работает.Возможной причиной могут служить отсутствие или неправильно расположенные на схеме блокировочные конденсаторы,их еще называют конденсаторы фильтра по питанию,baypass конденсаторы.

где на схеме располагать конденсаторы фильтра
где на схеме располагать конденсаторы фильтра

Для наглядности собрал простую схему преобразователя на таймере 555 и ключе,нагрузкой служит лампа накаливания 110В 8Вт. Вначале проверил пульсации напряжения источника питания 5В,особо никаких помех по питанию не наблюдается.

для чего нужен байпас конденсатор
для чего нужен байпас конденсатор

1.Убрал из схемы конденсатор фильтра по питанию,включаю преобразователь без него и смотрю осциллограмму по цепи питания.По питанию гуляют импульсы размахом 38В пик-пик,лампа при этом тускло светит,схема работает крайне плохо.В этот момент,все провода в схеме и до блока питания излучают импульсы частотой 27 кГц,такая схема нормально работать не будет.

для чего нужны блокировочные конденсаторы
для чего нужны блокировочные конденсаторы

2.Подключил конденсатор емкостью 3300мкФ почти к выводам питания таймера 555.Теперь импульсы имеют размах 2.6В измеренные на таймере,лампа при этом светит,но что-то не то.

осциллограмма по питанию импульсная помеха
осциллограмма по питанию импульсная помеха

3.Проверил сигнал по питанию там,где трансформатор ключа соединяется с плюсом питания и исток-минус питания.Размах помехи 5.48В.

осциллограмма сигнала по питанию где ключ преобразователя
осциллограмма сигнала по питанию где ключ преобразователя

4.Подключил этот конденсатор 3300мкФ туда,где снимал осциллограмму по питанию ключа.Размах составил 3.6В,и вот такой сигнал гуляет теперь по всей схеме.Лампа светит ярко в полный накал.

конденсаторы фильтра для чего они нужны
конденсаторы фильтра для чего они нужны

5.Подключил еще один конденсатор 1500мкФ где выводы питания таймера,и сигнал на этих выводах стал 1.12В. Схема стала работать нормально.

как работают конденсаторы фильтра по питанию.
как работают конденсаторы фильтра по питанию.

Итак,почему при подключении блокировочного конденсатора помехи подавляются и куда именно его устанавливать.Конденсатор не пропускает постоянный ток,но высокочастотный сигнал пропускает, а это и есть помехи,они имеют частоту в этой схеме десятки кГц.В этой схеме самые мощные помехи по питании идут от ключа,при установке конденсатора возле полевого транзистора эти помехи идут в "землю"-минус питания,тем самым они подавляются и дальше по проводникам идут с небольшим размахом.При установке еще одного конденсатора на питании таймера,схема будет работать еще лучше.В итоге два каскада-таймер и ключ я "очистил" от помех по питанию.Устанавливать эти конденсаторы надо как можно ближе к каскадам,чтобы один каскад не мешал работе другого.На схемах указывают еще один конденсатор по питанию емкостью 0.1мкФ керамический.Дело в том,что у конденсаторов есть два внутренних сопротивления.Одно можно представить в виде резистора,сопротивление или импеданс которого не изменяется с частотой,а другое сопротивление -это индуктивность(ESL) и вот она оказывает сопротивление с изменением частоты.Конденсаторы большой емкостью хорошо работают с помехами на частотах, допустим сотни кГц,но на высоких частотах их индуктивность оказывает сопротивление помехи и они не могут их отправить на минус,пропустить через себя.Зато керамика меньшей емкостью легко фильтруют питание на высоких частотах,там их индуктивность небольшая и они меньше оказывают импеданс помехи.Чем меньше корпус конденсаторов,тем меньше их ESL.

Конденсаторы для фильтрации питания импульсников должны иметь как можно меньшее ESR.