¿Puede un capacitor de desacoplamiento ser demasiado grande?

El tipo es más importante que el valor; si es una pieza de cerámica de montaje superficial más pequeña (por ejemplo, 0805 o más pequeña), no hay desventaja para un capacitor de mayor valor.

Compare los siguientes dos condensadores Murata 0603 X7R similares (el primero es 1uF, el inferior es 100nF):

Si observa alguna impedancia razonable, como 1 ohm, la 1uF es < 1 ohm para 250kHz a 600MHz y 100nF desde aproximadamente 1.8MHz a 400MHz, por lo que el 1uF es mejor en todas partes (un regulador decente llenará las frecuencias más bajas y un chip lento como el ATtiny no creará bordes con contenido de mayor frecuencia) preocuparse) por lo que cualquiera de los dos está bien.

Debe ir al sitio web del fabricante de la tapa y descargar el software o usar programas basados en la web para obtener el comportamiento real, generalmente se omite en las hojas de datos en toda su gloria porque hay demasiadas posibilidades. Tenga en cuenta que la capacitancia del 1uF será menor debido a la tensión de polarización que no me molesté en establecer (es solo un ejemplo), pero debería hacerlo.

A 32.768 kHz, la respuesta es que un condensador más grande (su 1uF) debería estar bien.

A altas frecuencias (más precisamente, rápidas tasas de transición en los pines del dispositivo), se necesita un condensador más pequeño para proporcionar una baja impedancia a estas tasas de borde (para evitar la caída de potencia interna), aunque a velocidades de borde realmente rápidas, los condensadores funcionan por encima de la auto-resonancia de todos modos.

Por lo general, usualmente proporcionamos un capacitor de bypass a granel (unas pocas UF) en algún lugar cercano, con los dispositivos de menor valor lo más cerca posible de los pines de alimentación del dispositivo.

Consulte esta respuesta para obtener más detalles sobre MLCC auto-resonancia.

Es posible que desee leer sobre corrientes de fuga.

Si lo está ejecutando en un cristal de reloj de 32.768 kHz, es probable que le preocupe mucho el consumo de corriente promedio a largo plazo.

En mi investigación muy limitada, la corriente de fuga es en general más alta en los condensadores más grandes, aunque en su mayoría parece estar relacionada con la tecnología de construcción real.

Una búsqueda rápida de cifras reales me lleva a este artículo por muRata Con algunos consejos. Muestra que la corriente de fuga aumenta por capacitancia, pero solo enumera los valores de los condensadores de 1 µF.

Solo puede responder si importan cantidades tan pequeñas de corriente o no, y tiene que buscar un valor más representativo para su tipo específico de condensador. Puede ser más importante para las aplicaciones de supercapacitadores que para las que funcionan con baterías.

La diferencia de precio entre un capacitor grande que puede suministrar ciertas cantidades de carga tan rápido como un tope más pequeño y un capacitor grande con un rendimiento inferior, a menudo excederá el costo de un tope más pequeño. Por lo tanto, usar una tapa más pequeña junto con una tapa más grande inferior generalmente permitirá que uno obtenga un mejor rendimiento a un precio más bajo que usar una tapa. Tratar de vencer con una gran capitalización a menudo implica que uno tendrá un rendimiento de alta frecuencia inferior o gastará más de lo que debería.

En cuanto a si la cantidad total de capacitancia puede ser demasiado grande, eso es una función de la fuente de alimentación. Una tapa con baja resistencia en serie absorberá esencialmente toda la corriente que pueda obtener hasta que se cargue. Si uno conectara un montón de tapas que suman 1000uF a un suministro con un límite de corriente de 10 mA, entonces los rieles de alimentación del dispositivo tardarían 300 ms en alcanzar los tres voltios, y durante ese tiempo la tapa estaría extrayendo los 10 mA. Sin embargo, si el suministro pudiera generar 1A sin dificultad, entonces las tapas se cargarían a pleno voltaje en solo 3 ms en lugar de 300.

Tenga en cuenta también que si un dispositivo (o subsistema con sus propias tapas de filtro) con frecuencia se encenderá, se usará brevemente y luego se apagará durante el tiempo suficiente para que la tapa se descargue, entonces toda la energía utilizada para alimentar las tapas se desperdiciará esencialmente cuando se apague el dispositivo o el subsistema. Duplicar el tamaño de las tapas de filtro duplicaría la cantidad de desperdicio.

Piense en la ATtiny como una resistencia variable (carga dinámica). Todas las fuentes de alimentación del mundo real tienen resistencia de fuente más el cable al dispositivo, y cierta inductancia del cable y el PS. Si el ATtiny consume más corriente porque se activan más transistores (esto puede suceder en el marco de tiempo ns), causará una caída de voltaje por la resistencia y la inductancia del cable, lo que puede ser malo. Por lo tanto, se coloca un condensador de filtro para mantener constante el voltaje, el ATtiny extraerá algo de energía del condensador durante el breve período de tiempo que necesite.

La ATtiny puede modelarse como una resistencia si conoce el consumo de corriente, y la tensión \ $ R = V * I \ $ esta resistencia cambia con la corriente consumida. También puede averiguar la fuente de resistencia de su fuente de alimentación y el modelo que también.

Ahora piense que si coloca un capacitor gigante en paralelo con el ATtiny, no será muy diferente de una resistencia pequeña. Sin embargo, afectará el tiempo de arranque del circuito. Si coloca un condensador 1F en paralelo con el ATtiny, ¡podría tardar unos minutos en cargarse dependiendo de su suministro! Un 1uF debería estar bien. Tenga en cuenta que los condensadores también tienen resistencia en serie que no se considera en este modelo simple.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

En términos generales, el límite de valor más pequeño está ahí porque tiene una mayor frecuencia de resonancia propia. En las frecuencias por debajo de eso, se ve eléctricamente como una gorra. Arriba, parece un inductor.

No te dejes engañar por los gráficos de impedancia que solo muestran la impedancia pero no la CLASE de impedancia que es.

Piense que las tapas más grandes son un tanque para reponer la carga debido a elementos como el pico de consumo de corriente, y los más pequeños como para absorber los efectos de transiciones cortas (pulsos de corriente) y evitar su conducción al resto del circuito.

Esto no es ESTRICTAMENTE exacto, pero es una regla de oro adecuada.

PUEDES TENER MUCHA CAPACITANCIA. Sin embargo, todo depende del tipo de fuente de alimentación. En el antiguo puente de diodo y las fuentes de alimentación de la tapa de suavizado, cuanto más capacitancia tenga, más corto será el ángulo de conducción del diodo cuando rectifique la red. Los ángulos de conducción cortos, a su vez, conducen a mayores corrientes pico (ya que el promedio sigue siendo el mismo, los picos deben ser más altos cuando la corriente fluye durante un tiempo más corto). El efecto de eso es que puede exceder las clasificaciones de corriente pico en los diodos y cocinarlas.

En estos días, con los convertidores de modo de conmutación modernos, tal cosa es muy rara y en general es algo de lo que no debe preocuparse.

Específicamente con algo como una ejecución ATTiny a unos pocos kHz de un reloj de cristal, no tienes mucho de qué preocuparte. (Un ARM que funcione a 1 GHz sería un asunto diferente y se justificaría mucho más cuidado y atención).