¿Cuáles son los propósitos de C38 a C51 en este diseño?

La respuesta corta es una menor ondulación de la fuente de alimentación debido al ruido de regulación de la carga que es causado por DC Ω's = DCR del motor

Si observa detenidamente la carga conmutada y RdsOn de los conmutadores y el ESR de los Caps, debe esperar que el ESR de la cadena de Caps sea mucho menor que el DCR de carga. ... Quizás cerca del RdsOn del puente completo.

Si observa cualquier familia de mayúsculas que debería esperar a medida que las piezas aumentan de valor, la ESR se hace más pequeña, pero también la frecuencia de resonancia propia disminuye. De hecho, para el mismo voltaje y tamaño, el ESR * C es bastante constante en cualquier familia de tapas de diseño.

Además, cada tapa tiene una pequeña ESL [nH] que puede afectar el timbre en la conmutación y controla la frecuencia de resonancia propia (SRF) y tener un banco paralelo de mayúsculas también reduce la ESL en N mayúsculas

Observe el plano grande de cobre del lado superior en cada lado de las tapas. Estos también son aspectos importantes del diseño para reducir la inductancia de la fuente de alimentación que puede afectar el ruido de suministro regulado por la carga.

Con las tapas de ESR ultra bajas de perfil bajo, como espero que sean, esperaría que la constante de tiempo de ESR * C baja esté en el rango de 1-10 µs y las mayúsculas estándar en los 100 Rango de 300µs . Esto cambia con el diseño de la tapa de los materiales, el tamaño y el voltaje en un rango más amplio. Esta es solo una regla general que es 100 veces mejor que hace 40 años.

Por lo tanto, para un buen diseño de tapas, T = ESR * C = 1 µs y C = 10uF cada tapa podría tener un ESR hipotéticamente de 100 mΩ y, por lo tanto, 14 tapas paralelas serán ~ 7 mΩ .

Si no examina la impedancia de carga real de este diseño, si examina las especificaciones de estos interruptores de tapa y motor y el ESR del motor, debería encontrar que las tapas son una fuente de voltaje adecuada para que la fluctuación del pulso de paso sea < 5% por ejemplo. A partir de esta especificación, puede calcular el ESR: Rds + DCR de relaciones de motor para minimizar las pérdidas de calor en los interruptores y tapas para un diseño confiable.

C38 a C51 es una forma de hacer un capacitor de 140 µF muy bajo de ESR (resistencia en serie equivalente). Las tapas individuales a dicha capacitancia y tensión deberían ser electrolíticas para ser prácticas. Sin embargo, los que tienen ESR bastante alto. Las tapas de cerámica tienen una ESR muy baja, pero no tienen valores suficientemente altos a ese voltaje.

En este caso, la solución fue hacer un paralelo con un montón de tapas de cerámica. Eso cuesta más que el electrolítico equivalente, pero en este caso, el diseñador decidió que valía la pena obtener el ESR bajo.

Las tapas cerámicas también tienen otras ventajas, aunque probablemente era bueno tenerlas según los requisitos necesarios. Pueden operar a temperaturas mucho más altas, y no se degradan por una operación cercana a la temperatura o voltaje nominal, como lo son los electrolíticos. Pueden manejar una corriente de rizado mucho mayor (que va junto con la ESR, ya que el límite real de la corriente de rizado es el calentamiento), y tienen vidas útiles mucho más altas. Aparte de la falta de voltaje, casi todo lo que mata las tapas de cerámica es el abuso mecánico, generalmente debido a la flexión de la placa.