¿Hay algún inconveniente en utilizar un condensador de alisado más grande de lo necesario?

Question

Trabajo con reguladores de tensión continua de baja potencia. Ya conozco la fórmula para calcular el tamaño del condensador o condensadores de alisado. Puede ser un proceso iterativo de probar un tamaño con un osciloscopio y luego usar un tamaño mayor o añadir más hasta que el osciloscopio muestre niveles aceptables (muy bajos) de ondulación y ruido.

Aparte del coste de los condensadores, ¿hay alguna ventaja en redondear (mucho) y utilizar un condensador(es) muy grande(s) en lugar de intentar calibrar el tamaño a "lo justo" pero no más que eso?

Answer 1

En cuanto a las cápsulas, hay dos requisitos que compiten entre sí: el largo plazo (ondulación) y el instantáneo (pico). Un electrolítico grande puede dar lo primero pero no lo segundo. Por lo general, se pone en paralelo el electrolítico grande con uno más pequeño de 0,1uF capaz de suministrar ese pico instantáneo mientras el electrolítico entra en acción. O el 0,1uF puede ser para el desacoplamiento local para estabilizar ese regulador. Si el condensador especificado es realmente de 0,1uF o menor, entonces la intención del condensador es suministrar pequeñas cantidades de carga muy rápidamente. No lo sustituya por un electrolítico más grande - ese es definitivamente un caso en el que más grande es peor y no mejor.

Más allá de eso, tendrás que decirnos con qué tipo de reguladores estás tratando. Si se trata de un regulador lineal básico, entonces no importa. Sin embargo, si tienes un regulador de conmutación, el condensador afectará a la frecuencia de resonancia del conmutador, así que ten mucho cuidado.

Answer 2

Un condensador de alisado mayor que el mínimo en la salida de un transformador y un rectificador le dará un menor rizado, lo cual es una ventaja. Sin embargo, es una pequeña ventaja, ya que incluso duplicar el tamaño del condensador sólo reducirá (aproximadamente) a la mitad el rizado. Todo lo que se encuentre aguas abajo de un condensador grande tendrá que tener una relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) significativa para hacer frente al rizado. Hay formas más baratas de mejorar esto por un factor de dos que duplicar el tamaño del gran condensador de filtrado (BFC).

La desventaja de un BFC más grande es que extraerá pulsos de corriente más grandes y cortos del transformador de entrada y del rectificador.

Esto puede causar una serie de problemas, aunque la mayoría son pequeños o pueden mitigarse.

a) Mayor generación de interferencias electromagnéticas, debido a los mayores pulsos de corriente, y a las mayores corrientes que se desconectan en los diodos.

b) Diodos y transformador ligeramente más calientes, debido a una mayor corriente RMS.

c) Menor factor de potencia de entrada.

Un poco de inductancia en alguna parte del suministro (entrada de CA, inductancia de fuga del transformador, post-transformador o post-diodo) reducirá la magnitud y extenderá la longitud de los pulsos del rectificador, mejorando todo lo anterior.

Answer 3

Nota: mi interpretación del mensaje de la OP es que estamos hablando de condensadores en la salida de los reguladores de voltaje, algunos otros mensajes parecen asumir que el solicitante está hablando de condensadores en los rectificadores.

El principal inconveniente de un condensador más grande es que el tiempo de subida y de bajada de la conexión será mayor. Esto significa un mayor estrés en el regulador durante el arranque y, en casos extremos, puede incluso causar un apagado por sobrecorriente del regulador. También puede causar problemas para las cargas que no manejan muy bien la subtensión.

Dicho esto, no creo que tenga sentido tratar de microgestionar el tamaño de dichos condensadores. En la mayoría de los casos, dejar un margen generoso (un factor de 2 o más) por encima de lo que crees que necesitas es poco probable que sea un problema.

Answer 4

Del comentario de Andy akas:

Si el suministro que está utilizando tiene requisitos específicos del condensador de salida Entonces, asegúrese de seguirlos. Para todos estos tipos de reguladores vinculados (LDO), suele haber una capacitancia mínima solamente. (buscar la hoja de datos para ESR).

Si se utiliza un regulador conmutado, el condensador de salida (en los reguladores de modo de corriente) determina la salida polo y cero . En los convertidores en modo tensión, forma un circuito resonante con el inductor de salida. En ambos casos, debemos proporcionar compensación de bucle y eso viene determinado en parte por el valor del condensador o condensadores de salida.

(Nota: Soy consciente de que el uso de cerámica en la salida de un dispositivo de modo de corriente requiere otras técnicas para proporcionar un cero de salida, ya que un cero de condensador de cerámica es demasiado alto en la frecuencia para ser útil).

Estos condensadores deben ser cuidadosamente elegido cambiar estos valores requiere reevaluar los componentes de compensación del bucle, o es muy posible que se produzca una inestabilidad del bucle.

Esta reevaluación también puede reducir el ancho de banda del bucle de la alimentación, reduciendo el rendimiento transitorio.

Answer 5

Si el tapón es muy grande, habrá problemas con la corriente de entrada. En una fuente de alimentación pequeña, el transformador debería mantenerla en un valor razonable. Al rectificar la red en un filtro de tapón, los picos de corriente en los diodos pueden ser varias veces la corriente media de salida de CC. Esto está bien documentado en otro lugar. Este pico de corriente de los diodos causa un factor de potencia pobre y una mala THD de la corriente de línea. Si la impedancia de la fuente es baja, la tapa más grande empeorará la situación. En general, se puede utilizar la tapa más grande en un sistema basado en un transformador pequeño sin tener que añadir ninguna otra pieza. Los sistemas más grandes pueden funcionar bien empleando una reactancia de línea en la CA o una pequeña reactancia en la CC. Si se pone una tapa de suavizado muy grande en la salida de un convertidor buck, existe un riesgo de inestabilidad que puede necesitar un pequeño inductor para mitigarlo mediante el divorcio de la tapa grande.