¿Por qué necesitamos un límite de 100 nF en la salida de un SMPS?

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Estaba mirando Micrel AN-53 y me he dado cuenta de que en una Circuito en la primera página (el circuito está debajo), en la salida de un convertidor elevador de 400KHz, 27V, 7A, 180W, hay dos 680 uF, dos 10 uF y un condensador de 0.1 uF.

Puedo entender que los capacitores de 680uF son los capacitores de salida en masa y en lugar de 1360 uF, es mejor usar 2x680 uF con los beneficios de un ESR bajo y el rechazo de frecuencias más altas que los rechazados con 1360 uF.

I puedo entender que 10 uF es para suavizar frecuencias aún más altas y tienen un ESR mucho más bajo que los electrolíticos.

Sin embargo, no puedo entender por qué se usa el condensador de 100 nF. La carga utilizará la tapa de desacoplamiento si es necesario. Además de eso, ¿no debería colocarse el condensador de 100 nF muy cerca del suministro y del suelo para mantener baja la inductancia del cable? ¿No se pondrá desagradable la señal filtrada en su camino hacia la carga? Su uso en la salida no tiene sentido, pero es un área de PCB extra y innecesaria para mí.

Entonces, ¿podría explicar la función y la necesidad de los capacitores 10uF y 100nF en la salida (C3, C4, C10)?

    

1 respuesta

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Segunda pregunta primero -

  • 2 x 680 uF a menudo tendrán un mejor índice de corriente de ondulación que un solo límite mayor, a veces de manera muy significativa.

  • 2 x 680 uF también pueden ser de menor altura o más fáciles de colocar en el espacio de la placa; PUEDE tener más área pero ser menos obstructivo que una sola tapa más grande.

  • También, como dices, la ESR puede ser mejor, pero a menudo una sola gran tapa es igual de buena.

El condensador de 0.1 uF está destinado para eliminar componentes de muy alta frecuencia mejor que los condensadores más grandes.

El pequeño condensador generalmente tendrá una baja ESR, baja derivación e inductancia interna, una mayor frecuencia de auto resonancia y una menor impedancia general en las frecuencias más altas. Al menos, ese es el plan. Los fabricantes de renombre pueden publicar tablas que muestran la impedancia con la frecuencia y, a partir de estos, un diseñador excesivamente interesado puede proporcionar una combinación de filtrado que produzca un mejor resultado general. Era tradicional considerar un límite de 0.1uF como el límite de filtro de HF estándar, pero ha habido dos escuelas, aunque en los últimos tiempos.
 Un argumento es que el aumento de las frecuencias tanto de los smps como de los procesadores y los IC de destino hacen que los límites más pequeños se adapten mejor a las frecuencias típicas. El otro sostiene que las nuevas tapas cerámicas son muy superiores a las de, por ejemplo, una década atrás y que una cerámica de 1uF o incluso una cerámica de 10 uF hará un buen trabajo en las frecuencias relevantes. Ambos argumentos tienen mérito. Si usa una cerámica modermal de 0,1 uF en lugar de ir a 1 uF, entonces podría decirse que obtiene el beneficio de ambos argumentos :-). (es decir, es más grande de lo que podría haber usado y más pequeño de lo que podría haber usado).

No veo en una lectura rápida nada que diga dónde se encuentra físicamente ese capacitor. Si bien las mayúsculas se muestran secuencialmente en el diagrama, solo se trata de un diagrama eléctrico y no se recomienda el diseño real. La ubicación general de los componentes a menudo tendrá cierta reaparición al flujo del diagrama del circuito, pero nada es necesariamente fijo. En este caso, el 0.1uF puede estar físicamente cerca del cátodo de D1 y el lado de tierra de R2 R14 R16 y ahí es donde intentaría ubicarlo.

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Tiende a sugerir que más grande es mejor principalmente :-):
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respondido por el Russell McMahon

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