Condensadores de by-pass para mi módulo SIM7600

Si su fuente de alimentación no aporta corriente durante el período de uso de 577, entonces use: -

$$ I = C \ dfrac {dv} {dt} $$

y reorganizar para: -

$$ C = I \ cdot \ dfrac {dt} {dv} $$

Le da un valor de \ $ C = 2 \ veces 0.000577 / 0.3 \ $ = 3850 uF

Asumir que la fuente de alimentación puede proporcionar un amplificador durante este período significa que la capacitancia puede reducirse a un poco más de 1600 uF.

  

¿Debería estar seleccionando un capacitor que tenga una corriente de rizado más de 2A?

Puede usar un capacitor electrolítico como proveedor de energía a granel y evitarlo con (digamos) un capacitor cerámico de 100 uF para manejar los requisitos instantáneos de la carga repentina. Esto se juzga mejor usando un simulador por simplicidad, en el que se usaría un valor de capacitor a granel de 3750 uF en serie con su ESR y ESL, todo en paralelo con un capacitor de 100 uF puro. La versión para estudiantes de Micro-cap es gratuita y también lo es LTSPice.

Su objetivo sería hacer que el valor de los condensadores de cerámica disminuya al experimentar con diferentes condensadores ESR / ESL.

Considere la ondulación I_Max / V_pp, y el tiempo de aumento de la corriente solo para obtener un ESR bajo desde GSM hasta un ESR de 4Vbat en el peor de los casos cuando, por ejemplo, a 3,2 V cerca del final de la carga, finalice su vida útil. Puede comenzar a 10kF, 25mOhm pero terminar a 1kF 250mOhm o menos. Así que la elección de la batería es parte del desafío ESR vs f. De 1 ms a 0.1 ns por ejemplo.

Observe los tamaños de caja pequeños con relaciones de longitud / anchura de 0.5 en lugar de 2: 1, que tienen una mayor inductancia en el sitio Murata o TDK.

Lo más importante es definir la tolerancia de ondulación V y probar / verificar el aumento de la tasa de errores de radio con la ondulación y la velocidad de rotación de la ondulación. Luego, cree una "especificación de diseño" para ESR vs tiempo de subida = 0.35 / f_-3dB luego use esto para Seleccionando cuidadosamente la matriz de C y ESR * C, incluidas las especificaciones de la batería. vs. SoC, estado de carga y Vbat a lo largo de la vida útil.

Una vez que tenga esta "especificación", cualquier ingeniero experimentado podrá comparar soluciones con las especificaciones. Finalmente, tenga cuidado con las altas Q C interactúan para formar una resonancia desastrosa de pasos o impulsos corregidos por una mayor compensación de ESR.

Todas las radios son diferentes y ya tienen algún desacoplamiento. Pero este es el diseño adecuado motus operandi .

  

Si no están usando una batería, pero algunos Reguladores también tienen un ESR vs f que aumenta con f debido al límite de bucle de GBW y, por lo tanto, complementado con los valores de ESR * C en las entradas y salidas para ampliar el rango de frecuencia para la regulación de carga escalonada Error y ondulación impulsiva.

Tensión de error de regulación de carga escalonada = I (paso) {f, dt} * ESR {f, dt} , lo que significa que el error es proporcional a ESR y el tiempo de subida y el tamaño de paso de la corriente (generalización) * *

De acuerdo con la hoja de datos de su DC-DC, es capaz de suministrar la corriente, por lo que solo se trata de minimizar la caída de voltaje debido a las corrientes transitorias rápidas. Un convertidor de conmutación no puede reaccionar instantáneamente a los cambios de corriente de salida, por lo que es el trabajo del condensador de salida suavizar los picos.

Cuando la carga actual es escalonada, ocurren varias cosas:

• Aumentos de corriente y caídas de voltaje según el ESL del límite de salida (L di / dt)

Dado que esto no es visible en su alcance de alcance, entonces su diseño es bueno (es decir, tiene una inductancia lo suficientemente baja), o el tiempo de subida actual es demasiado largo. No se preocupe por esto, si tiene una tapa de cerámica en los pines de alimentación del módulo, está bien. De todos modos, no puedo acercarlo más, y habrá otro límite en el propio módulo.

• Una vez que la corriente se ha estabilizado a su valor nominal (aquí, 2A), la caída de ESR es visible

El DC-DC no ha actuado todavía, y no ha transcurrido el tiempo suficiente para descargar el condensador, pero la tensión de salida cae en I * ESR debido a la ley de Ohm. Esto parece un paso en el alcance.

• Descarga del condensador

La corriente de dibujo de la tapa de salida la descarga, por lo que el voltaje de salida parece una rampa.

• DC-DC recupera el control

Una vez que el conmutador se ajusta al cambio, recupera el control del voltaje de salida.

Todas estas fases deben ser visibles en el alcance. ESL es un pico, ESR es un paso, la capacitancia es una pendiente descendente. Debe hacer la prueba nuevamente a 10µs / div con un paso actual más rápido (si usa un generador de corriente). Esto aclarará si el límite necesita más µF o menos ESR.

Si el paso de ESR ya cae demasiado voltaje, entonces necesita un ESR más bajo.

Sin embargo, si el paso de ESR es lo suficientemente pequeño, pero ves que el voltaje aumenta demasiado rápido a medida que la corriente de carga descarga el condensador, entonces el ESR es bueno pero esto necesita más µF.

Dado que le preocupa la tapa y no el DC-DC (que parece funcionar bien), la mayoría de las acciones se producen en los primeros 10 µs del paso actual, por lo que debe aumentar la velocidad de barrido del alcance. 100µs / div es inútil.

No voy a recomendar un tipo de condensador porque depende mucho de sus restricciones (altura, costo, espacio, diseño ...) y también del rango de temperatura. Algunos casquillos (aluminio) tienen un ESR más alto cuando están fríos, por lo que si está diseñado para uso en exteriores en invierno, asegúrese de verificar las especificaciones de temperatura y ESR. La mayoría de los casquillos sólidos (cerámica, polímero sólido, etc.) tienen una VSG estable frente a la temperatura, pero los que tienen electrolito húmedo no. Por lo tanto, una apuesta segura sería una tapa de polímero sólido (baja ESR a lo largo de la temperatura) de unos pocos cientos de µF. Pero no es delgado, así que si quieres que sea delgado, tendrás que usar mucha cerámica u otras tapas SMD de bajo perfil.