Потери, связанные с конденсаторами фильтров

Конденсаторы входного и выходного фильтров не являются значительными источниками потерь в импульсном источнике питания, хотя и могут существенно влиять на его эксплуатационную долговечность. Некорректно выбранные входные конденсаторы могут привести к тому, что источник питания будет вести себя так, как будто его КПД ниже реального значения.
Каждый из конденсатор имеет небольшое последовательное сопротивление и индуктивность, зависящее от емкости конденсатора. Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) являются паразитными элементами, обусловленными конструкцией конденсатора. Оба этих элемента стремятся изолировать внутреннюю емкость конденсатора от сигнала на его контактах. Следовательно, конденсатор будет иметь лучшие характеристики по постоянному току, но хуже работать на частоте переключения источника питания.
Входные и выходные конденсаторы являются только источниками (или приемниками) высокочастотных токов, создаваемых ключом или выходным выпрямите¬лем. Так, изучив форму волны этих токов, можно точно определить силу токов, протекающих через ESR таких конденсаторов, что неизбежно приводит к внутреннему нагреванию. Главная задача при проектировании конденсаторов фильтров заключается в обеспечении поддержания внутреннего нагревания конденсатора на достаточно низком уровне, который гарантировал бы заданную долговечность источника питания.

Параллельное включение конденсаторов фильтра

Часто конденсаторы включаются параллельно для снижения объединенного эквивалентного последовательного сопротивления (equivalent series resistance, ESR) конденсатора фильтра. Такая практика также позволяет каждому конденсатору "делиться" некоторой частью общего пульсирующего тока так, чтобы каждый конденсатор мог работать в рамках своей спецификации по пульсирующему току. Равное "распределение" пульсирующего тока может иметь место только в том случае, когда импеданс дорожки между каждым из конденсаторов и источником пульсирующего тока идентичны друг другу. Это означает, что дорожки к выпрямителю или ключу должны быть равной длины и ширины для каждого конденсатора.
Кажется заманчивым разместить конденсаторы в ряд и соединить их последовательно. При таком размещении конденсаторы, оказавшиеся ближе всего к ключу или выпрямителю, будут испытывать пульсирующий ток гораздо большей силы, чем те, которые расположены дальше. Это укорачивает срок службы ближних конденсаторов.
Разработчик должен пытаться располагать конденсаторы "радиально-симметрично" относительно источника пульсирующего тока для обеих сторон токовой петли.