Selección de capacitor de salida LDO y consideración de ESR

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Para una aplicación simple de un regulador de voltaje con 5V de entrada y 3.3V de salida, estoy mirando estos tres reguladores.

1) AP2127K-3.3TRG1

2) MIC5504-3.3YM5-TR

3) TLV73333PDBVR

Todos tienen diferentes requisitos de condensadores de salida.

Regulador # 1 (AP2127K-3.3TRG1) dice lo siguiente en la hoja de datos:

"Compatible con condensador cerámico de bajo ESR: 1μF para CIN y COUT"

Y también tiene este gráfico de rango de estabilidad para un límite de salida de 4.7uF

Paramí,"Condensadores de cerámica de baja ESR" significa condensadores de cerámica con una ESR mucho más baja que 100mOhms. ¿A qué frecuencia se refiere esta parte también para sus clasificaciones de ESR?

Regulador número 2 (MIC5504-3.3YM5-TR) dice esto en la hoja de datos.

"El regulador requiere un condensador de salida de 1uF o más para mantener la estabilidad. El diseño está optimizado para su uso con condensadores de chip cerámico de bajo ESR. No se recomiendan los condensadores de alto ESR porque pueden causar oscilaciones de alta frecuencia."

"Estable con condensadores de salida cerámicos de 1uF"

No vi ningún rango exacto de ESR especificado. ¿Qué significa esto? "Low ESR". El regulador número 1 parece pensar que está por encima de los 100mOhms.

Regulador número 3 (TLV73333PDBVR) dice esto en la hoja de datos.

"La serie TLV733 está diseñada con un moderno Arquitectura libre de condensadores para garantizar la estabilidad sin un capacitor de entrada o salida ".

Esto significa que el bucle de control del regulador es estable con 0 tapas ESR y puedo colocar cualquier tapa de cerámica que quiera.

"Sin embargo, La serie TLV733 también es estable con salida de cerámica. Condensadores si es necesario un capacitor de salida. "

Dado que estos son todos el mismo paquete de PCB, me gustaría proporcionar números de pieza alternativos para el que yo elija, pero el límite de salida tiene que funcionar con todos ellos.

Preguntas:

1) ¿A qué frecuencias se refieren las hojas de datos cuando califican el valor de ESR? Los reguladores 1 y 2 parecen tener diferentes opiniones. La hoja de datos de AVX Corp enumera todas las tapas de tantalio ESR a 100kHz. ¿Es esta la frecuencia estándar de la industria para las clasificaciones LDO ESR también?

2) He leído notas de la aplicación que dicen que no se deben usar tapas de desvío de 0.1uF en la salida porque puede terminar con el polo y el cero cancelando entre sí y el regulador podría terminar inestable. Pero la mayoría de los esquemas que veo tienen uno. ¿Esto se debe a que el diseñador calcula qué es el cero y el polo o esto se hace normalmente por error?

3) Dado que el regulador n. ° 2 dice que no se deben usar tapas de ESR altas, ¿significa eso que los reguladores n. ° 1 y n. ° 2 no pueden usar la misma tapa de salida? ¿Dado que el # 1 requeriría un ESR mínimo mayor que el ESR máximo del # 2? Aunque el # 2 no especifica el rango de ESR.

    
pregunta guitardenver

1 respuesta

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¿A qué frecuencia se refiere esta parte también para sus clasificaciones de ESR?

y

  

1) ¿A qué frecuencias se refieren las hojas de datos cuando califican el   Valor de ESR? Los reguladores 1 y 2 parecen tener diferentes opiniones. AVX Corp   La hoja de datos enumera todas las tapas de tantalio ESR a 100kHz. Es esta la industria   ¿Frecuencia estándar para las clasificaciones LDO ESR también?

El problema con 'baja ESR' es su término de marketing nebuloso, si realmente está interesado en encontrar qué ESR es para el capacitor, debe conocer la frecuencia y la impedancia del capacitor. Por lo general, eso significa realmente excavar a través de la hoja de datos de los capacitores o solicitar información de impedancia del fabricante (si se solicita, busco la información en su sitio web)

Por lo general, significan de 10 kHz a 100 kHz, pero esto puede variar de LDO a LDO, no existe un estándar de la industria. Es del circuito de control de voltaje y varía de un diseño a otro.

Por lo tanto, desde una perspectiva de diseño, esto significa excavar a través de la hoja de datos y encontrar la ondulación y el ESR del condensador que utilizaron y asegurar que el ESR sea inferior a ese valor. Así que encontraría el condensador ESR más bajo disponible en el mercado y lo incluiría en su diseño. ¿Cómo haces eso? compare algunos capacitores y encuentre el que tenga la mejor curva de impedancia o una curva de impedancia más baja que la recomendada por los capacitores.


De estabilidad de ESR y el regulador LDO

Un gráfico de ESR de condensador se parece al de abajo, en algunos fabricantes puedes comparar estos valores. o encuéntrelos en hojas de datos para familiarizarse con el ESR.

  

2)Heleídonotasdelaaplicaciónquedicenquenosedebenusartapasdedesvíode0.1uFenel  Salidaporquepuedesterminarconelpoloycerocancelandocadauno  Otrofuerayelreguladorpodríaterminarinestable.Perolamayoríadelosesquemas  Veoquetengouno.Esporqueeldiseñadorcalculaloqueelcero  ¿Yelpoloesosehacenormalmenteporerror?

Recuerdequelainestabilidadessolounproblemasitienecargastransitoriasyenelrangodefrecuenciadeinterés.EnlugardepreocuparsetantoporlaESR,debepreocuparseporlaondulaciónybajoquécondicionespuedesucederesto.Sitienecargastransitorias(especialmentelastransitoriasde1kHza1Mhz,véaseelgráficoanterior)ylepreocupaelrizado,entoncesdebepreocuparseporelESR.Silaondulaciónnoesunapreocupación,entoncesnotepreocupesporeso.

Elfabricanteestátratandodegarantizarsusespecificacionesdeondulación,noquierenquelosingenieroslesdiganquesusproductossondefectuososporquehaydemasiadaondulaciónenlasfrecuenciasmásaltas.

Sirealmentequieressaberdedóndevieneelpolo:

  

Elpoloestáenfrecuenciasmásaltas(comosemuestraenelgráficoanterior,que  seaplicaalamayoríadelosreguladoresperonoatodos).Dichodeotramanera,el  Elsistemadebetenerunmargendefasesuficiente,esdecir,lacantidaddefase  Desplazamientorestantehasta360gradoscuandolagananciaesde0dB.Desdecadauno  elpolocontribuye90°decambiodefasey20dB/década(o–1)rolloff  enganancia,unsistemadealtagananciadetrespolosrequiereunacompensaciónenorden  paraserestableUnreguladoresincondicionalmenteestable(esdecir,tiene  margendefasesuficiente)silacurvadegananciadebucleabiertosedesplazaa  20dB/década(esdecir,comounsolopolesistema)antesdecruzar0dB.los  Elmétodomáscomúndecompensaciónesinsertarunceroenelsistemapara  Canceleelcambiodefaseyelrolloffdeunodelospolos.DesdeunLDO  yarequiereuncondensadordesalidaparaelfuncionamientonormal,utilizandoel  ElESRdelcapacitordesalidaestípicamenteelmássimpleymenoscostoso  Métodoparagenerarestecero.

Tambiéndesde estabilidad de ESR y el regulador LDO

  

3) Dado que el Regulador n. 2 dice que no se deben usar mayúsculas de ESR altas, ¿significa eso?   ¿Los reguladores # 1 y # 2 no pueden usar la misma tapa de salida? Ya que # 1 lo haría   ¿Requiere una ESR mínima mayor que la ESR máxima de # 2? Aunque   2 no especifica el rango de ESR.

Podría, si tienen diferentes tipos de bucles de control, entonces podría tener problemas para especificar el mismo condensador. Haga la vida más sencilla para usted mismo, muestre algunos LDO y colóquelos en la placa en cuestión (con el mismo condensador) y mida la ondulación en operación. Utilice un condensador con un ESR razonablemente bajo

    
respondido por el laptop2d

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