Creo que la regla general para desacoplar las tapas es "cuanto más grande, mejor!".
La mejor manera de averiguar si su desacoplamiento es lo suficientemente bueno es construir el circuito y medir la ondulación. La segunda mejor manera es simular el circuito en Spice y medir la ondulación.
Sin embargo, si desea tener una estimación aproximada del orden de magnitud, debe tener en cuenta los siguientes parámetros:
- Impedancia de salida de su fuente de alimentación - \ $ R \ $
- Corriente de conmutación promedio y su duración: \ $ I_A \ $ y \ $ T \ $
- El rizado máximo permitido en el voltaje de la fuente: \ $ V_ {r_ {max}} \ $
Está claro que la fluctuación de la tensión de la fuente de alimentación se debe a la caída de tensión en su impedancia de salida interna, y que esta caída de tensión es igual a la caída de tensión en la tapa:
$$ V_ {r} (t) = I_ {R} (t) R = \ frac {1} {C} \ Delta Q (t) $$
Tenga en cuenta que \ $ I_ {R} \ $ en la ecuación anterior no es la corriente total consumida por la carga, sino la fracción de esta corriente que se extrae de la fuente de alimentación (la otra parte se extrae del condensador) .
Si haces el álgebra y las sustituciones, obtendrás la siguiente ecuación:
$$ V_r (t) = \ frac {1} {C} \ int_ {0} ^ {t} I_C (t ') dt' $$
Donde \ $ I_C (t ') \ $ es la corriente extraída del capacitor.
Para encontrar la caída de voltaje máxima, necesita encontrar el máximo de la función anterior. Esto requiere la diferenciación con respecto a \ $ t \ $ y encontrar el valor de \ $ t \ $ para el cual el derivado es igual a cero. Debido a que la corriente extraída del capacitor depende de la tensión en el capacitor y de la corriente consumida por la carga, la diferencia anterior no es simple y requiere una caracterización exacta del perfil de corriente de conmutación.
Sin embargo, no desea una solución exacta, sino solo estimaciones, por lo tanto, podemos hacer varias suposiciones que simplificarán el problema:
- La corriente extraída de la fuente de alimentación cuando la ondulación está en el máximo es \ $ \ frac {V_ {r_ {max}}} {R} \ $. Podemos asumir una fluctuación lineal, lo que significa que la corriente promedio extraída de la fuente es \ $ I_ {R_ {A}} = \ frac {V_ {r_ {max}}} {2R} \ $
- La corriente promedio extraída del capacitor es entonces \ $ I_ {C_ {A}} = I_A-I_ {R_ {A}} = I_A- \ frac {V_ {r_ {max}}} {2R} \ $ .
- La caída de voltaje total en el capacitor debido a la corriente promedio superior que fluye durante el período de tiempo de \ $ T \ $ (tiempo de conmutación) es \ $ \ Delta V_C = \ frac {1} {C} I_ {C_A} T = \ frac {T} {C} * (I_A- \ frac {V_ {r_ {max}}} {2R}) \ $
Aceptar todas las suposiciones anteriores y requerir \ $ \ Delta V_C = V_ {r_ {max}} \ $ conduce al siguiente valor de capacitancia:
$$ C = T \ left (\ frac {I_A} {v_ {r_ {max}}} - \ frac {1} {2R} \ right) $$
Descargo de responsabilidad :
He derivado la ecuación anterior justo ahora. Puede estar completamente equivocado. Sin embargo, veo que la dependencia de la capacidad requerida en los parámetros del problema es intuitivamente correcta:
- Cuanto mayor sea la corriente de conmutación, mayor será la capacidad que necesita
- Cuanto menor sea la ondulación deseada, mayor será la capacidad que necesita
- Cuanto mayor sea la resistencia de salida interna del suministro, mayor será la capacidad que necesita
- La dependencia del tiempo de conmutación es un poco complicada: no tiene efecto en el primer término entre paréntesis debido al promedio de la corriente. Por lo tanto, cuanto más corto sea el tiempo de conmutación, mayor será la capacidad que necesita.
Será prudente probar este modelo y, como dijiste, de todos modos, toma el condensador que es más grande de lo que predice esta ecuación.
Estaré encantado de recibir comentarios sobre este modelo.