C'è qualche svantaggio nell'usare un condensatore di livellamento più grande del necessario?

Lavoro con regolatori di tensione CC a bassa potenza. Sono già a conoscenza della formula per calcolare la dimensione dei condensatori di livellamento. Questo può essere un processo iterativo di testare una dimensione con un ambito e quindi utilizzare una dimensione maggiore o aggiungerne di più fino a quando l'ambito mostra livelli accettabili (molto bassi) di ondulazione e rumore.

Oltre al costo dei condensatori, c'è qualche compromesso per arrotondare (molto) e semplicemente usare un condensatore (i) molto grande piuttosto che cercare di calibrare il dimensionamento su "appena abbastanza" ma non di più?

Per quanto riguarda i tappi, ci sono due requisiti in competizione: a lungo termine (ondulazione) e istantaneo (picco). Un grande elettrolitico può darti il ​​primo ma non il secondo. Generalmente si mette in parallelo il tuo grande elettrolitico con un 0,1uF più piccolo in grado di fornire quel picco istantaneo mentre l'elettrolitico si attiva. Oppure 0,1uF può essere per il disaccoppiamento locale per stabilizzare quel regolatore. Se il condensatore specificato è effettivamente 0,1uF o inferiore, l'intenzione del condensatore è di fornire piccole quantità di carica molto velocemente. Non sostituirlo con un elettrolitico più grande - questo è sicuramente un caso in cui peggio è peggio non meglio.

Andando oltre, dovrai dirci con che tipo di regolatori hai a che fare. Se è solo un regolatore lineare di base, non importa. Se hai un regolatore di commutazione, tuttavia, il condensatore influirà sulla frequenza di risonanza dello switcher, quindi fai molta attenzione lì.

Un condensatore di livellamento più grande del minimo sull'uscita di un trasformatore e raddrizzatore ti darà un'increspatura più bassa, il che è un vantaggio. È comunque un piccolo vantaggio, poiché anche raddoppiare le dimensioni del condensatore dimezzerà (approssimativamente) l'increspatura. Qualsiasi cosa a valle di un grande condensatore dovrà avere un rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR) significativo per far fronte all'ondulazione. Esistono modi più economici per migliorare questo fattore di due volte rispetto al raddoppiare le dimensioni del condensatore a filtro grande (BFC).

L'aspetto negativo di un BFC più grande è che attirerà impulsi di corrente più grandi e più brevi dal trasformatore di ingresso e dal raddrizzatore.

Ciò può causare una serie di problemi, anche se la maggior parte sono piccoli o possono essere mitigati.

a) Maggiore generazione di interferenze elettromagnetiche, a causa di maggiori impulsi di corrente e correnti più elevate che vengono disattivate nei diodi.

b) Diodi e trasformatore leggermente più caldi, a causa della maggiore corrente RMS.

c) Fattore di potenza in ingresso più scarso.

Un fiuto di induttanza da qualche parte nell'alimentazione (ingresso CA, induttanza di dispersione del trasformatore, post trasformatore o post diodo) ridurrà l'ampiezza ed estenderà la lunghezza degli impulsi del raddrizzatore, migliorando tutto quanto sopra.

Nota: la mia interpretazione del post dei PO è che stiamo parlando di condensatori sull'uscita dei regolatori di tensione, alcuni altri post sembrano supporre che il richiedente stia parlando di condensatori su raddrizzatori.

Il principale svantaggio di un condensatore più grande è che il tempo di accensione e spegnimento sarà maggiore. Ciò significa una maggiore sollecitazione del regolatore durante l'avvio e, in casi estremi, può persino causare un arresto per sovracorrente del regolatore. Può anche causare problemi per carichi che non gestiscono molto bene la sottotensione.

Detto questo, non penso che abbia senso cercare di micromanage le dimensioni di tali condensatori. Nella maggior parte dei casi è improbabile che un margine generoso (un fattore di 2 o più) su ciò di cui pensi di aver bisogno sia un problema.

Dal commento di Andy Akas:

Se l'alimentazione in uso ha requisiti specifici per il condensatore di uscita , assicurarsi di seguirli. Per tutti questi tipi di regolatore collegato (LDO), di solito esiste solo una capacità minima. (cerca la scheda tecnica per ESR).

Se si utilizza un regolatore in modalità switch, il condensatore di uscita (nei controller in modalità corrente) determina il polo di uscita e lo zero . Nei convertitori in modalità tensione, forma un circuito risonante con l'induttore di uscita. In entrambi i casi, dobbiamo fornire una compensazione del circuito e ciò è parzialmente determinato dal valore dei condensatori di uscita.

(Nota: sono consapevole che l'utilizzo della ceramica sull'uscita di un dispositivo in modalità corrente richiede altre tecniche per fornire uno zero di uscita poiché uno zero di condensatore ceramico ha una frequenza troppo alta per essere utile).

Questi condensatori devono essere scelti con cura ; la modifica di questi valori richiede una nuova valutazione dei componenti di compensazione del circuito, oppure è possibile che si possa verificare instabilità del circuito.

Questa nuova valutazione può anche ridurre la larghezza di banda del circuito di alimentazione, riducendo le prestazioni transitorie.

Ecco un altro punto: molti moderni convertitori sono protetti da cortocircuiti o sovraccarichi nel circuito di uscita. Tale protezione è un must per gli alimentatori da laboratorio e una bella funzionalità per tutti gli alimentatori con connettori, poiché la possibilità di collegare carichi diversi aumenta il rischio di cortocircuiti e sovraccarichi.

Avere un grande limite in uscita riduce l'efficacia di tale protezione, poiché è disponibile più energia per fare il danno prima che la protezione interrompa l'alimentazione.

Sulla faccia di più grande è meglio per ragioni che sono ben documentate altrove.Se il tappo diventa davvero grande ci saranno problemi con la corrente di spunto. Su un piccolo alimentatore il trasformatore dovrebbe mantenere questo valore ragionevole. Quando si rettifica la rete in un il filtro cap le correnti di picco nei diodi possono essere diverse volte la corrente di uscita DC media. Questo è ben documentato altrove. Questo picco della corrente del diodo provoca un fattore di potenza scarso e una corrente di linea THD errata. Se l'impedenza della sorgente è bassa, il cappuccio più grande farà peggio ancora. Generalmente puoi usare il tappo più grande su un piccolo sistema basato su trasformatore senza dover aggiungere altre parti. I sistemi più grandi possono essere fatti funzionare bene usando un reattore di linea sull'AC o un piccolo induttanza sul DC.Se si imposta un limite di livellamento molto grande sull'uscita di un convertitore buck, esiste il rischio di instabilità che potrebbe essere necessario un piccolo induttore per mitigare il divorzio del tappo grande.

Condensatori più grandi hanno anche più parassiti (ad es. Equivalenti resistenze in serie e induttanza). Questo è ciò che "li rallenta" per così dire.