Чи є якийсь мінус у використанні більшого, ніж потрібно, конденсатора згладжування?

Я працюю з регуляторами напруги постійного струму малої потужності. Мені вже відома формула для обчислення розміру згладжуючого конденсатора. Це може бути ітераційним процесом тестування одного розміру з розмахом, а потім використання більшого розміру або додавання більше, поки область показує прийнятні (дуже низькі) рівні пульсації та шуму.

Окрім вартості конденсаторів, чи є компроміс з округленням (багато) та просто використанням дуже великого конденсатора, а не намагання відкалібрувати розміри до "достатньо", але не більше того?

Що стосується шапки, то існують дві конкуруючі вимоги: довгострокова (пульсація) та миттєва (шип). Великий електролітик може дати вам перше, але не останнє. Як правило, ви паралельно свій великий електролітик з меншим 0,1uF, здатним подавати миттєвий шип при одночасному дії електролітичних грудок. Або 0,1uF може бути для локальної розв'язки для стабілізації цього регулятора. Якщо зазначений конденсатор насправді становить 0,1 мкФ або менше, то наміром конденсатора є подача невеликої кількості заряду дуже швидко. Не замінюйте це більшим електролітиком - це, безумовно, випадок, коли більший - гірше, а не краще.

Проходячи повз це, вам доведеться сказати нам, з якими регуляторами ви маєте справу. Якщо це просто основний лінійний регулятор, то це насправді не має значення. Якщо у вас є регулятор комутації, конденсатор впливатиме на резонансну частоту комутатора, тому будьте дуже обережні.

Більший мінімум згладжуючого конденсатора на виході трансформатора і випрямляча дасть вам нижню пульсацію, що є плюсом. Однак це невеликий плюс, оскільки навіть подвоєння розміру конденсатора лише (приблизно) вдвічі зменшить пульсацію. Все, що знаходиться за течією великого конденсатора, повинно мати значне співвідношення відхилення живлення (PSRR), щоб справлятися з пульсацією. Є більш дешеві способи покращити це в два рази, ніж удвічі збільшити розмір великого конденсатора фільтрації (BFC).

Мінусом більшого BFC є те, що він буде проводити більші, короткі імпульси струму від вхідного трансформатора та випрямляча.

Це може спричинити ряд проблем, хоча більшість є невеликими, або їх можна пом'якшити.

a) Більш висока генерація електромагнітних перешкод за рахунок більших імпульсів струму та вищих струмів, що вимикаються в діодах.

б) Трохи гарячіші діоди та трансформатори, завдяки більшому струму RMS.

c) Бідніший коефіцієнт вхідної потужності.

Нюх індуктивності десь у джерелі живлення (вхід змінного струму, індуктивність витоку трансформатора, пост-трансформатор або пост-діод) зменшить величину і збільшить довжину імпульсів випрямляча, покращивши все вищезазначене.

Примітка: моя інтерпретація посади ОП - це те, що ми говоримо про конденсатори на виході регуляторів напруги; деякі інші пости, здається, припускають, що запитувач говорить про конденсатори на випрямлячах.

Основним недоліком більшого конденсатора є те, що час перемикання на час підйому та час випадання вимикання буде більшим. Це означає більше навантаження на регулятор під час запуску, а в крайньому випадку може навіть спричинити надмірне вимкнення регулятора. Це також може спричинити проблеми з навантаженнями, які не справляються з перенапругою дуже добре.

Сказавши, що я не думаю, що є сенс намагатися мікроконтролювати розмір таких конденсаторів. У більшості випадків допустима велика маржа (коефіцієнт 2 і більше) над тим, що, на вашу думку, потрібно, навряд чи буде проблемою.

З коментаря Енді акаса:

Якщо джерело, яке ви використовуєте, має конкретні вимоги до конденсаторів , то переконайтеся, що ви їх дотримуєтесь. Для всіх цих типів пов'язаних регуляторів (LDO) зазвичай існує лише мінімальна ємність. (пошук у таблиці даних для ШОЕ).

Якщо ви використовуєте регулятор режиму комутації, то вихідний конденсатор (у контролерах поточного режиму) визначає вихідний полюс і нуль . У перетворювачах напруги він утворює резонансну схему з вихідним індуктором. В обох випадках ми повинні забезпечити компенсацію циклу, яка частково визначається значенням вихідного конденсатора.

(Примітка. Мені відомо, що використання кераміки на виході пристрою поточного режиму вимагає інших методик, щоб забезпечити вихідний нуль, оскільки нуль керамічного конденсатора є занадто високою частотою, щоб бути корисним).

Ці конденсатори необхідно ретельно вибирати ; зміна цих значень вимагає повторної оцінки компонентів компенсації циклу, інакше цілком можливо, що це може призвести до нестабільності циклу.

Ця повторна оцінка також може зменшити пропускну здатність петлі живлення, знизивши тимчасові показники.

Ось ще один момент: багато сучасних перетворювачів захищені від коротких або перевантажень у вихідному контурі. Такий захист є обов'язковим для лабораторних блоків живлення та приємною особливістю для всіх блоків живлення з роз'ємами, оскільки можливість підключення різних навантажень збільшує ризик виникнення шортів та перевантажень.

Наявність великого ковпака на виході знижує ефективність такого захисту, оскільки доступно більше енергії для заподіяння шкоди до того, як захист відключить живлення.

На обличчі більший краще з причин, які добре зареєстровані в іншому місці. Якщо кришка стає дуже великою, виникнуть проблеми зі струмом струму. На невеликому джерелі живлення трансформатор повинен утримувати це до розумного значення. ковпаковий фільтр пікових струмів в діодах може бути в кілька разів перевищує середній вихідний струм постійного струму. Це добре зафіксовано в іншому місці. Цей пік діодного струму викликає поганий коефіцієнт потужності та поганий струмовий струм THD. Якщо ваш джереловий опір низький, то більша шапка зробить Це ще гірше. Загалом, ви можете використовувати більший ковпачок на невеликій трансформаторній системі без додавання будь-яких інших частин. Більш високі системи можна зробити добре працювати, використовуючи лінійний реактор на змінного струму або невеликий дросель на постійному струмі.Якщо ви надягаєте дуже велику шапку згладжування на висновок перетворювача долара, існує ризик нестабільності, який може знадобитися невеликому індуктору, щоб зменшити його шляхом розлучення великого ковпачка.

Більші конденсатори також мають більше паразитів (наприклад, опір серії та індуктивність.) Це те, що «уповільнює їх», так би мовити.