Gibt es einen Nachteil bei der Verwendung eines größeren Glättungskondensators als erforderlich?

Ich arbeite mit stromsparenden Gleichspannungsreglern. Die Formel zur Berechnung der Größe von Glättungskondensatoren ist mir bereits bekannt. Dies kann ein iterativer Prozess sein, bei dem eine Größe mit einem Bereich getestet und dann eine größere Größe verwendet oder mehr hinzugefügt wird, bis der Bereich akzeptable (sehr niedrige) Welligkeits- und Rauschpegel aufweist.

Gibt es neben den Kosten für die Kondensatoren einen Kompromiss zwischen Aufrunden (viel) und der Verwendung sehr großer Kondensatoren, anstatt zu versuchen, die Dimensionierung auf "gerade genug", aber nicht mehr als das zu kalibrieren?

Was die Obergrenzen angeht, gibt es zwei konkurrierende Anforderungen: langfristige (Welligkeit) und sofortige (Spitze). Ein großer Elektrolyt kann Ihnen den ersteren geben, aber nicht den letzteren. Im Allgemeinen arbeiten Sie parallel zu Ihrem großen Elektrolyt mit einem kleineren Wert von 0,1 uF, der in der Lage ist, diese sofortige Spitze zu liefern, während der Elektrolyt in Aktion tritt. Oder die 0,1 uF können zur lokalen Entkopplung dienen, um diesen Regler zu stabilisieren. Wenn der angegebene Kondensator tatsächlich 0,1 uF oder kleiner ist, soll der Kondensator sehr schnell kleine Ladungsmengen liefern. Ersetzen Sie dies nicht durch ein größeres Elektrolyt - das ist definitiv ein Fall, in dem größer schlechter ist, nicht besser.

Wenn Sie das hinter sich lassen, müssen Sie uns mitteilen, mit welchen Regulierungsbehörden Sie es zu tun haben. Wenn es sich nur um einen einfachen linearen Regler handelt, spielt dies keine Rolle. Wenn Sie jedoch einen Schaltregler haben, beeinflusst der Kondensator die Resonanzfrequenz des Umschalters. Seien Sie dort also sehr vorsichtig.

Ein über dem Minimum liegender Glättungskondensator am Ausgang eines Transformators und Gleichrichters bewirkt eine geringere Welligkeit, was ein Plus ist. Dies ist jedoch ein kleines Plus, da selbst eine Verdoppelung der Größe des Kondensators die Welligkeit nur (ungefähr) halbiert. Alles, was einem großen Kondensator nachgeschaltet ist, muss ein signifikantes PSRR (Power Supply Rejection Ratio) aufweisen, um mit der Welligkeit fertig zu werden. Es gibt günstigere Möglichkeiten, dies um den Faktor zwei zu verbessern, als die Größe des Big Filtering Capacitor (BFC) zu verdoppeln.

Ein größerer BFC hat den Nachteil, dass er größere und kürzere Stromimpulse aus dem Eingangstransformator und dem Gleichrichter zieht.

Dies kann eine Reihe von Problemen verursachen, die meisten sind jedoch klein oder können gemildert werden.

a) Höhere Erzeugung elektromagnetischer Störungen aufgrund größerer Stromimpulse und höherer abgeschalteter Ströme in den Dioden.

b) Etwas heißere Dioden und Transformatoren aufgrund eines höheren Effektivstroms.

c) Schlechter Eingangsleistungsfaktor.

Ein Anzeichen von Induktivität irgendwo in der Versorgung (Wechselstromeingang, Streuinduktivität des Transformators, Nachtransformator oder Nachdiode) verringert die Größe und verlängert die Länge der Gleichrichterimpulse, wodurch alle oben genannten Punkte verbessert werden.

Hinweis: Meine Interpretation des OPs-Postens ist, dass es sich um Kondensatoren am Ausgang von Spannungsreglern handelt. Einige andere Postens scheinen davon auszugehen, dass der Fragesteller über Kondensatoren an Gleichrichtern spricht.

Der Hauptnachteil eines größeren Kondensators besteht darin, dass die Anstiegszeit beim Einschalten und die Abfallzeit beim Ausschalten größer sind. Das bedeutet, dass der Regler während des Startvorgangs stärker belastet wird und im Extremfall sogar zu einer Überstromabschaltung des Reglers führen kann. Dies kann auch zu Problemen bei Lasten führen, die mit Unterspannungen nicht gut umgehen können.

Allerdings glaube ich nicht, dass es Sinn macht, die Größe solcher Kondensatoren im Mikrobereich zu steuern. In den meisten Fällen ist es unwahrscheinlich, dass ein großzügiger Spielraum (Faktor 2 oder mehr) für das, was Sie für erforderlich halten, ein Problem darstellt.

Von Andy Akas Kommentar:

Wenn die von Ihnen verwendete Versorgung bestimmte Anforderungen an den Ausgangskondensator hat , stellen Sie sicher, dass Sie diese befolgen. Für alle diese Arten von Reglern (LDO) gibt es normalerweise nur eine Mindestkapazität. (Durchsuchen Sie das Datenblatt nach ESR).

Wenn Sie einen Schaltregler verwenden, bestimmt der Ausgangskondensator (bei Stromreglern) den Ausgangspol und Null . Bei Spannungswandlern bildet es mit der Ausgangsinduktivität einen Schwingkreis. In beiden Fällen müssen wir eine Schleifenkompensation bereitstellen , die teilweise durch den Wert des Ausgangskondensators bzw. der Ausgangskondensatoren bestimmt wird.

(Hinweis: Mir ist bekannt, dass für die Verwendung von Keramik am Ausgang eines Geräts im Strommodus andere Techniken erforderlich sind, um einen Ausgangsnullpunkt bereitzustellen, da die Frequenz eines Keramikkondensators zu hoch ist, um nützlich zu sein.)

Diese Kondensatoren müssen sorgfältig ausgewählt werden . Das Ändern dieser Werte erfordert eine Neubewertung der Schleifenkompensationskomponenten, oder es kann durchaus zu einer Schleifeninstabilität kommen.

Diese Neubewertung kann auch die Schleifenbandbreite der Versorgung verringern und die Übergangsleistung verringern.

Ein weiterer Punkt: Viele moderne Stromrichter sind gegen Kurzschlüsse oder Überlastungen im Ausgangskreis geschützt. Ein solcher Schutz ist ein Muss für Labor-Netzteile und eine nette Funktion für alle Netzteile mit Steckverbindern, da die Möglichkeit, verschiedene Lasten anzuschließen, das Risiko von Kurzschlüssen und Überlastungen erhöht.

Eine hohe Leistungsbegrenzung verringert die Wirksamkeit eines solchen Schutzes, da mehr Energie zur Verfügung steht, um den Schaden zu verursachen, bevor der Schutz den Strom abschaltet.

Auf der Vorderseite ist größer aus Gründen besser, die an anderer Stelle gut dokumentiert sind. Wenn die Kappe wirklich groß wird, gibt es Probleme mit dem Einschaltstrom. Bei einem kleinen Netzteil sollte der Transformator diesen Wert auf einem vernünftigen Wert halten Kappenfilter Die Spitzenströme in den Dioden können ein Vielfaches des durchschnittlichen DC-Ausgangsstroms betragen. Dies ist an anderer Stelle gut dokumentiert. Diese Spitzenleistung des Diodenstroms verursacht einen schlechten Leistungsfaktor und einen schlechten Leitungsstrom THD. Wenn Ihre Quellenimpedanz niedrig ist, bewirkt die größere Kappe Dies ist schlimmer. Im Allgemeinen können Sie die größere Kappe bei einem kleinen transformatorbasierten System verwenden, ohne weitere Teile hinzufügen zu müssen. Größere Systeme können durch die Verwendung einer Netzdrossel am Wechselstrom oder einer kleinen Drossel am Gleichstrom zum Funktionieren gebracht werden.Wenn Sie eine sehr große Glättungskappe auf den Ausgang eines Tiefsetzstellers aufsetzen, besteht die Gefahr einer Instabilität, die möglicherweise einen kleinen Induktor zur Abschwächung durch Aufteilen der großen Kappe erfordert.

Größere Kondensatoren haben auch mehr parasitäre Eigenschaften (z. B. äquivalenter Serienwiderstand und Induktivität). Dies verlangsamt sie sozusagen.