Есть ли недостаток в использовании сглаживающего конденсатора большего размера, чем нужно?

Я работаю с маломощными регуляторами напряжения постоянного тока. Мне уже известна формула для расчета размера сглаживающего конденсатора (ов). Это может быть итеративный процесс тестирования одного размера с областью действия, а затем использования большего размера или добавления большего, пока область не покажет приемлемые (очень низкие) уровни пульсации и шума.

Помимо стоимости конденсаторов, есть ли какой-то компромисс с округлением (много) и просто использованием очень большого конденсатора (ов), вместо того, чтобы пытаться откалибровать калибровку на «достаточно», но не более того?

Что касается ограничения, то существует два конкурирующих требования: долгосрочное (пульсация) и мгновенное (скачок). Большой электролит может дать вам первое, но не второе. Как правило, вы проводите параллельное подключение большого электролитического электролита с меньшим значением 0,1 мкФ, способного обеспечить этот мгновенный всплеск, пока электролитические пиломатериалы начинают действовать. Или 0,1 мкФ может быть для локальной развязки, чтобы стабилизировать этот регулятор. Если указанный конденсатор на самом деле составляет 0,1 мкФ или меньше, то цель конденсатора - очень быстро подать небольшое количество заряда. Не заменяйте это большим электролитом - это определенно тот случай, когда чем больше, тем лучше, а не лучше.

Пройдя мимо этого, вы должны будете сказать нам, с какими регуляторами вы имеете дело. Если это просто основной линейный регулятор, то это не имеет значения. Если у вас есть переключающий регулятор, конденсатор будет влиять на резонансную частоту переключателя, поэтому будьте очень осторожны.

Сглаживающий конденсатор больше минимального на выходе трансформатора и выпрямителя даст вам более низкую пульсацию, что является плюсом. Однако это небольшой плюс, так как даже удвоение размера конденсатора только (примерно) вдвое уменьшает пульсации. Все, что находится ниже по потоку от большого конденсатора, должно иметь значительный коэффициент подавления питания (PSRR), чтобы справиться с пульсациями. Есть более дешевые способы улучшить это в два раза, чем удвоить размер Большого фильтрующего конденсатора (BFC).

Недостатком большего BFC является то, что он будет получать большие, более короткие импульсы тока от входного трансформатора и выпрямителя.

Это может вызвать ряд проблем, хотя большинство из них небольшие или могут быть смягчены.

а) Более высокая генерация электромагнитных помех из-за больших импульсов тока и более высоких токов, отключаемых в диодах.

б) Немного более горячие диоды и трансформатор из-за большего тока RMS.

в) Плохой входной коэффициент мощности.

Обрыв индуктивности где-то в источнике питания (вход переменного тока, индуктивность рассеяния трансформатора, посттрансформатор или постдиод) уменьшит величину и увеличит длину импульсов выпрямителя, улучшая все вышеперечисленное.

Примечание: моя интерпретация поста ОП заключается в том, что мы говорим о конденсаторах на выходе регуляторов напряжения, некоторые другие посты, похоже, предполагают, что спрашивающий говорит об конденсаторах на выпрямителях.

Основным недостатком конденсатора большего размера является то, что время включения и время падения выключателя будут больше. Это означает, что большее напряжение на регуляторе во время запуска и в крайних случаях может даже привести к отключению регулятора из-за перегрузки по току. Это также может вызвать проблемы для нагрузок, которые не очень хорошо справляются с пониженным напряжением.

Сказав, что я не думаю, что есть смысл пытаться управлять размерами таких конденсаторов. В большинстве случаев разрешение щедрой маржи (в 2 раза или более) на то, что, по вашему мнению, вам нужно, вряд ли будет проблемой.

От Энди Акаса комментарий:

Если используемый источник питания имеет особые требования к выходным конденсаторам , убедитесь, что вы следуете им. Для всех этих типов связанных регуляторов (LDO) обычно есть только минимальная емкость. (найдите в таблице данных ESR).

Если вы используете регулятор с переключаемым режимом, то выходной конденсатор (в контроллерах с токовым режимом) определяет выходной полюс и ноль . В преобразователях напряжения он образует резонансный контур с выходным индуктором. В обоих случаях мы должны обеспечить петлевую компенсацию, и это частично определяется значением выходного конденсатора (ов).

(Примечание. Мне известно, что использование керамики на выходе устройства с токовым режимом требует других методов для обеспечения нуля на выходе, поскольку ноль керамического конденсатора слишком высок по частоте, чтобы быть полезным).

Эти конденсаторы должны быть тщательно выбраны ; изменение этих значений требует переоценки компонентов компенсации контура, иначе вполне может возникнуть нестабильность контура.

Эта переоценка может также уменьшить полосу пропускания контура питания, снижая переходные характеристики.

Вот еще один момент: многие современные преобразователи защищены от коротких замыканий или перегрузок в выходной цепи. Такая защита является обязательной для лабораторных блоков питания и приятной функцией для всех блоков питания с разъемами, поскольку возможность подключения различных нагрузок увеличивает риск коротких замыканий и перегрузок.

Наличие большого ограничения на выходе снижает эффективность такой защиты, так как доступно больше энергии, чтобы нанести ущерб, прежде чем защита отключит питание.

На первый взгляд, чем больше, тем лучше по причинам, которые хорошо документированы в других источниках. Если колпачок становится действительно большим, будут проблемы с пусковым током. На небольшом источнике питания трансформатор должен снизить это значение до разумного. При выпрямлении сети в Фильтр цоколя пиковые токи в диодах могут в несколько раз превышать средний выходной ток постоянного тока. Это хорошо документировано в других источниках. Эта пиковая величина тока диода вызывает плохой коэффициент мощности и плохой ток в линии THD. Если сопротивление источника низкое, большая заглушка будет делать это хуже. Как правило, вы можете использовать больший колпачок для небольшой системы на базе трансформатора без необходимости добавлять какие-либо другие детали. Для более эффективной работы более крупных систем можно использовать линейный реактор на переменном токе или небольшой дроссель на постоянном токе.Если вы поставите очень большой сглаживающий колпачок на выходе преобразователя с понижением, существует риск нестабильности, который может потребовать небольшого индуктора для смягчения путем развода большого колпачка.

Конденсаторы большего размера также имеют больше паразитных составляющих (например, эквивалентное последовательное сопротивление и индуктивность). Это то, что, так сказать, «замедляет их».