Gráfico de capacitancia vs. frecuencia de capacitores cerámicos

Cada componente tiene inductancia (Inductancia de serie equivalente o ESL), el valor está determinado por el área del bucle que debe atravesar la corriente. Incluye la inductancia de montaje en la PCB, vías, trazas, etc. Un ejemplo:

Estoespuramentemecánico.Elvalordelcondensadornoimporta,funcionaríaigualparaunaresistencia,inclusoun0Rountrozodecable.

UnlímitetieneESLyESR,porloquesuimpedanciaes:

\$Z=\frac{1}{j\omegaC}+R+j\omegaL\$

(descuidandolaabsorcióndieléctrica,fugas,etc.)

Loscondensadoresdelmismotamañofísico(comotodos0805)tiendenatenerlamismainductancia.Entonces,sitrazamossuimpedanciavsfrecuencia:

Lapartedebajafrecuenciamuestrala\$\frac{1}{j\omegaC}\$esperada.Enaltafrecuencia,\$j\omegaL\$domina.Comotodassondelamismadimensión,todastienenlamismaimpedanciadeHF.

Lacaídaeslafrecuenciaderesonancia.Ensucentro,Z=R.BajaESRdaunbañomásprofundo.

Enaltafrecuencia,esuninductor:nopuedemedirsucapacitancia,porqueCnotieneinfluenciaenlaimpedancia,queestádominadaporL.Estaeslarazónporlacuallacurvadecapacitanciaensuhojadedatossedetiene.SupropósitoesmostrarquelacapacitanciapermaneceestableysecomportabienenLFdondeimporta.

Ahora,lospaquetesmáspequeñostienenmenorESL:

Entonces,larazónporlaqueamenudove10nF//100nFnoesqueellímitede10nFsea"más rápido", sino que se puede obtener en el paquete 0201, por lo que tiene una inductancia más baja. Si ambas mayúsculas son 0805, la 10nF es inútil y una sola 1µF funcionaría mejor.

EDITAR: cuando el paralelismo encabeza estás construyendo un tanque LC y puede sonar . Los MLCC paralelos de baja ESR de diferentes valores pueden volverse desagradables. Esta es la razón por la que las cosas simples (como una puerta lógica o una micro) no se molestan con 10n // 100n, en realidad será peor. Un solo valor es menos riesgoso, 100n o 1µ. Además, los rastros de energía son inductivos, ese es otro tanque de LC, las ferritas también tienen casquillos ... ¡las especias ayudan!

Ahora, tus gorras son cerámicas apiladas:

Usted puede adivinar inmediatamente por su construcción y el hecho de que se sientan por encima de la PCB que tendrán mucho más ESL que un capacitor SMD. Probablemente más como un electrolítico. Sin embargo, estas tapas son de cerámica, por lo que manejarán temperaturas muy altas, también tendrán una ESR muy baja, lo que puede ser una ventaja (también puede causar muchos zumbidos).

Entonces, para un conmutador de 500 kHz, no son la elección correcta, a menos que tenga temperaturas extremas u otra razón para usarlos. Un electrolítico probablemente sería más barato y tendría un poco de ESR para evitar el timbre.

Para filtrar el ruido de 500 kHz, necesita un límite que tenga una baja impedancia en esta frecuencia y más. Por lo tanto, necesita pequeñas MLCC; si suelda a mano, es fácil trabajar con 1-10µF 0805. Puede poner varias en paralelo para disminuir la inductancia, y tenga cuidado en el diseño, ya que lo que importa es la inductancia total, incluidas las vías a nivel del suelo y las trazas.

Si necesita ayuda para su elección de límite, necesita saber cuánta corriente manejará el DC-DC, su topología (buck, boost ...), voltaje, frecuencia, etc.

Los condensadores inevitablemente tienen alguna inductancia en serie. Los condensadores tienen reactancia negativa (parte imaginaria de la impedancia), mientras que los inductores tienen reactancia positiva. La reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia, mientras que la reactancia inductiva es proporcional a la frecuencia.

Lo que esto significa es que hay una frecuencia en la que se cancelan las reactancias capacitivas e inductivas. Esto se conoce como la frecuencia de resonancia.

Por debajo de la frecuencia de resonancia, el componente es "más parecido a un condensador que a un inductor". Por encima de la frecuencia de resonancia es "más como un inductor que un condensador".

Lo que representa esa gráfica es la reactancia medida traducida de nuevo a una capacitancia. A medida que nos acercamos a la resonancia, la reactancia inductiva cancela la reactancia capacitiva y aumenta la capacitancia efectiva (teóricamente va al infinito en la resonancia). Luego, el signo de la reactancia cambia y ya no tiene sentido pensar en el componente como un condensador en absoluto.