Czy jest jakaś wada stosowania kondensatora wygładzającego większego niż potrzebny?

Pracuję z regulatorami napięcia DC małej mocy. Znam już wzór na obliczanie wielkości kondensatorów wygładzających. Może to być iteracyjny proces testowania jednego rozmiaru z lunetą, a następnie używania większego rozmiaru lub dodawania kolejnych, dopóki zakres nie pokaże akceptowalnego (bardzo niskiego) poziomu tętnienia i szumu.

Poza kosztem kondensatorów, czy jest jakiś kompromis w zaokrąglaniu w górę (dużo) i po prostu używaniu bardzo dużych kondensatorów, zamiast próbować skalibrować rozmiar do „wystarczającej”, ale nie więcej?

Jeśli chodzi o limity, istnieją dwa konkurujące ze sobą wymagania: długoterminowe (tętnienie) i natychmiastowe (skok). Duży elektrolit może dać ci to pierwsze, ale nie drugie. Zasadniczo łączysz duży elektrolit z mniejszym 0,1 uF zdolnym do dostarczenia tego natychmiastowego skoku, podczas gdy elektrolityczny leci do działania. Lub 0,1 uF może służyć do lokalnego odsprzęgania w celu ustabilizowania tego regulatora. Jeśli określony kondensator ma w rzeczywistości 0,1 uF lub mniej, wówczas kondensator ma na celu bardzo szybkie dostarczanie niewielkich ilości ładunku. Nie zastępuj tego większym elektrolitem - to zdecydowanie przypadek, w którym większe jest gorsze, a nie lepsze.

Przechodząc dalej, będziesz musiał powiedzieć nam, z jakimi organami regulacyjnymi masz do czynienia. Jeśli to tylko podstawowy regulator liniowy, to tak naprawdę nie ma znaczenia. Jeśli jednak masz regulator przełączający, kondensator wpłynie na częstotliwość rezonansową przełącznika, więc bądź bardzo ostrożny.

Większy niż minimalny kondensator wygładzający na wyjściu transformatora i prostownika daje niższe tętnienie, co jest plusem. Jest to jednak niewielki plus, ponieważ nawet dwukrotne zwiększenie pojemności kondensatora spowoduje tylko (z grubsza) zmniejszenie o połowę tętnienia. Cokolwiek poniżej dużego kondensatora będzie wymagało znacznego współczynnika odrzucenia zasilacza (PSRR), aby poradzić sobie z tętnieniem. Istnieją tańsze sposoby poprawy tego dwa razy więcej niż podwojenie wielkości Big Filtering Capacitor (BFC).

Minusem większego BFC jest to, że będzie on pobierał większe, krótsze impulsy prądowe z transformatora wejściowego i prostownika.

Może to powodować szereg problemów, choć większość z nich jest niewielka lub może zostać złagodzona.

a) Wyższe wytwarzanie zakłóceń elektromagnetycznych z powodu większych impulsów prądowych i wyższych prądów wyłączanych w diodach.

b) Nieco cieplejsze diody i transformator ze względu na większy prąd RMS.

c) Gorszy wejściowy współczynnik mocy.

Powąchanie indukcyjności gdzieś w zasilaniu (wejście prądu przemiennego, indukcyjność upływu transformatora, post transformator lub dioda postowa) zmniejszy wielkość i wydłuży długość impulsów prostownika, poprawiając wszystkie powyższe.

Uwaga: moja interpretacja postu OP jest taka, że ​​mówimy o kondensatorach na wyjściu regulatorów napięcia, niektóre inne posty wydają się zakładać, że pytający mówi o kondensatorach na prostownikach.

Główną wadą większego kondensatora jest to, że czas włączenia i wyłączenia będzie większy. Oznacza to większy nacisk na regulator podczas uruchamiania, aw skrajnych przypadkach może nawet spowodować wyłączenie nadprądowe regulatora. Może to również powodować problemy dla obciążeń, które nie radzą sobie zbyt dobrze z zbyt niskim napięciem.

Powiedziawszy, że nie sądzę, aby próbowanie mikromanizowania wielkości takich kondensatorów miało sens. W większości przypadków przyznanie hojnego marginesu (współczynnik 2 lub więcej) w stosunku do tego, co Twoim zdaniem potrzebujesz, jest mało prawdopodobne.

Od komentarza Andy akas:

Jeśli używane źródło ma określone wymagania dotyczące kondensatora wyjściowego , upewnij się, że je przestrzegasz. Dla wszystkich tych typów połączonych regulatorów (LDO) zwykle występuje tylko minimalna pojemność. (wyszukaj w arkuszu danych ESR).

Jeśli używasz regulatora przełączającego, wówczas kondensator wyjściowy (w sterownikach w trybie prądowym) określa biegun wyjściowy i zero . W przetwornicach napięciowych tworzy obwód rezonansowy z cewką wyjściową. W obu przypadkach musimy zapewnić kompensację pętli, która częściowo zależy od wartości kondensatorów wyjściowych.

(Uwaga: zdaję sobie sprawę, że zastosowanie ceramiki na wyjściu urządzenia w trybie prądowym wymaga innych technik, aby zapewnić zero wyjściowe, ponieważ ceramiczne zero kondensatora ma zbyt wysoką częstotliwość, aby było użyteczne).

Te kondensatory muszą być starannie wybrane ; zmiana tych wartości wymaga ponownej oceny składników kompensacji pętli lub jest całkiem możliwe, że może to spowodować niestabilność pętli.

Ta ponowna ocena może również zmniejszyć przepustowość pętli zasilania, zmniejszając wydajność stanów przejściowych.

Oto kolejny punkt: wiele nowoczesnych przetwornic jest zabezpieczonych przed zwarciami lub przeciążeniami w obwodzie wyjściowym. Taka ochrona jest niezbędna dla zasilaczy laboratoryjnych i jest przyjemną cechą dla wszystkich zasilaczy ze złączami, ponieważ możliwość łączenia różnych obciążeń zwiększa ryzyko zwarć i przeciążeń.

Duże ograniczenie mocy wyjściowej zmniejsza skuteczność takiej ochrony, ponieważ dostępna jest większa ilość energii, aby wyrządzić szkody, zanim ochrona odetnie zasilanie.

W obliczu większego jest lepiej z powodów, które są dobrze udokumentowane gdzie indziej. Jeśli nasadka staje się naprawdę duża, wystąpią problemy z prądem rozruchowym. Na małym zasilaczu transformator powinien utrzymać to na rozsądnym poziomie. Podczas prostowania sieci w filtr szczytowy prądy szczytowe w diodach mogą być kilkakrotnie wyższe niż średni prąd wyjściowy prądu stałego. Jest to dobrze udokumentowane gdzie indziej. Ten szczytowość prądu diod powoduje zły współczynnik mocy i zły prąd linii THD. Jeśli impedancja źródła jest niska, większa nasadka spowoduje to gorzej. Zasadniczo można zastosować większą nasadkę w małym systemie opartym na transformatorze bez konieczności dodawania jakichkolwiek innych części. Większe systemy można sprawić, aby działały dobrze, stosując reaktor liniowy na prąd przemienny lub niewielki dławik na prąd stały.Jeśli nakładasz bardzo dużą czapkę wygładzającą na wyjście konwertera buck, istnieje ryzyko niestabilności, która może wymagać małego cewki indukcyjnej, aby złagodzić ją przez rozwarcie dużej czapki.

Większe kondensatory mają również więcej pasożytów (np. Ekwiwalentna rezystancja szeregowa i indukcyjność.) To właśnie „spowalnia” je mówiąc.