Selección de un condensador para usar en el circuito de retroalimentación

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Estoy diseñando una fuente de alimentación de laboratorio DC; El circuito de regulación de voltaje tiene este aspecto:

Estoy desarrollando la lista de materiales, componente por componente, y en la siguiente línea especifico el capacitor en el circuito de retroalimentación para el amplificador operacional, C1 en este esquema.

A medida que atravieso la selección de componentes específicos, he desarrollado una nueva apreciación de la diversidad de condensadores disponibles y la relativa complejidad de lo que originalmente pensé que era un tipo de componente bastante sencillo. Así que mi morada en este componente en particular es tanto por la oportunidad de aprendizaje que presenta como por el deseo de elegir el elemento correcto para este caso específico.

Mi PCB es SMD siempre que sea posible, y me inclino a creer que un 0805 X7R de variedad de jardín haría el trabajo bien. Sin embargo, he aprendido que pueden tener comportamientos sorprendentes según, por ejemplo, el voltaje aplicado, por lo que quería tener la perspectiva de diseñadores más experimentados.

El diseño del circuito de retroalimentación en sí mismo fue, con mucho, la mayor inversión de tiempo en el circuito en general. Tuve que refrescar mi nebuloso recuerdo de diagramas de cuerpo, funciones de transferencia, detalles del amplificador operacional, etc. Y me costó bastante intentar hacerlo de esta manera (y entender por qué funcionó entonces :). Así que me inclino a pensar que si hay algún punto en la clasificación general en el que la capacidad sea crítica, esto sería todo.

Entonces, mi pregunta es: ¿Es la tapa de cerámica de montaje superficial regular la opción correcta para usar en este circuito de retroalimentación? ¿O debería estar pensando en algo un poco más sofisticado, como quizás un condensador de película de algún tipo?

    
pregunta scanny

3 respuestas

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Los efectos de sesgo de DC ya se han observado (hay un excelente nota de aplicación de Murata sobre esto). Este enlace parece estar roto; esta página de preguntas frecuentes puede ser de utilidad.

C0G, aunque un poco más caro, trae otras cosas a la mesa, y en un bucle de retroalimentación como el tuyo (estoy diseñando algunas en este momento en una aplicación interesante que cambia unos pocos cientos de voltios que requieren una rampa lineal), quiero tener una parte que se mantendrá en su capacitancia nominal a través del sesgo, el tiempo y la temperatura.

C0G: No hay efecto de polarización de CC de la mayoría de los fabricantes (esto tiene que ver con el material utilizado). Esto es definitivamente cierto para AVX, Murata y Johnson.

No envejecimiento de los condensadores

Tempco < = 30ppm: Esto será importante si la caja de la fuente de alimentación se calienta significativamente.

Compare eso con X7R y encontrará que en un bucle de control, C0G es la mejor opción en una cerámica. Normalmente no necesitaría usar una parte mejor que esa.

En realidad estoy usando una parte 003 0603 de 1xF C0G, 50V, 5%, de AVX (pero todos los sospechosos habituales los tienen).

    
respondido por el Peter Smith
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El peligro de algunos condensadores cerámicos es que pierden capacitancia a medida que aumenta la tensión y aumenta la temperatura. Algunos bajo condiciones dentro de la hoja de datos T y V clasificaciones pueden caer al 25% de su capacitancia nominal. Lo peor es el valor muy alto, por lo que > 1uF encapsula en paquetes pequeños donde los miras y piensas "¿cómo diablos metieron toda esa capacidad en eso ? La respuesta es, al hacer otros compromisos en el material dieléctrico.

Usado en esa posición C1, perder algo de C daría como resultado que la frecuencia de interrupción de ese RC subiera desde su diseño de 340Hz. Si su margen de estabilidad es tan pequeño que necesita una alta precisión en esa constante de tiempo, le sugiero que mejore sus márgenes.

No recuerdo cuáles de las designaciones de especificación de temperatura y voltaje como X7R no se especifican, pero como ha hecho esta pregunta para su educación, está bien. Simplemente te lo advertiré, y puedes ir a cavar para obtener la información. Tendrás que cavar profundo. No diré que los fabricantes intenten ocultar esto, pero no lo hacen fácil de encontrar. Probablemente deberá buscar en el material, en lugar de en el condensador, las hojas de datos.

Entre las principales opciones para materiales están
NP0 - muy estable, pero solo valores muy bajos. Es posible que encuentres una 1nF en eso.
X7R - espera +/- 15%, solo va a valores medios
X5R e Y5R - posiblemente -75% en algunas condiciones, lea las hojas de datos para el valor específico del condensador, el paquete (sí, incluso el paquete), el voltaje, el fabricante y el material con mucho cuidado.

Mantenga su voltaje máximo muy por debajo del voltaje nominal. En 1nF X7R, no deberías tener ningún problema.

    
respondido por el Neil_UK
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El tipo no es crítico, siempre que cumpla con sus necesidades de tolerancia.

Tenga en cuenta que las cerámicas (no estoy seguro de que estén disponibles tan pequeñas) pierden > > 20% (hasta 50% o más) de su capacidad cuando la tensión aplicada alcanza su nivel. Para evitar esto, puede usar una tapa con un voltaje más alto del que necesita.

En su circuito: si sus suministros de + y - 15 V no se activan correctamente, ¿existe alguna posibilidad de que su salida no esté regulada? El 1k activará Q1, pero requiere que opamp lo desactive ...

    
respondido por el jp314

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