¿Es útil pensar en la capacitancia de entrada SMPS como parte de un filtro LC?

Estoy de acuerdo en que parece un filtro de paso bajo LC, pero las apariencias pueden ser engañosas: tenga en cuenta que para el análisis, debe usar la respuesta de paso .

Personalmente, lo visualizo más cerca de un circuito LC paralelo resonante con dos condensadores; capacitor de entrada y capacitancias de conmutación que varían significativamente durante la conmutación, volviéndose estáticas una vez que las cosas se estabilizan.

Esta es una vista un poco simplista, pero he encontrado que es lo suficientemente buena para la mayoría de los circuitos.

Considere las corrientes en el encendido del interruptor, asumiendo que el capacitor ya está cargado: la corriente fluye desde el capacitor hacia el interruptor y la corriente fluye desde el inductor hasta el interruptor, por lo que la dirección efectiva de la corriente es opuesta en la red LC, por lo que no es un circuito en serie clásico, y puede verse como un circuito en paralelo para transitorios, al menos.

Para el análisis transitorio, encuentro que este es un método de análisis preciso.

Cuando se abre el interruptor, el flujo de corriente disminuye, pero sigue oponiéndose.

Tenga en cuenta el sonido decreciente en sus parcelas; esta es la frecuencia natural de su circuito. Está viendo un comportamiento oscilatorio muy amortiguado.

También es importante comprender que un capacitor grande, como el que se usa en una fuente de alimentación de modo conmutado y está sujeto a velocidades de transición de corriente medidas en unas decenas de nanosegundos, tiene un modelo bastante complejo (consulte la figura 10).

Por definición, una fuente de alimentación conmutada encenderá el interruptor principal para suministrar energía a la salida; habrá una transición rápida de la corriente de entrada y si la tasa es lo suficientemente rápida (debido a un cambio repentino en la corriente de salida) se puede generar un pico de voltaje en la terminal Vin suficiente para dañar el controlador. Esto también puede alimentar la salida y posiblemente causar inestabilidad que puede causar momentos de tensión.

Lo mismo ocurre cuando el interruptor principal se apaga, por cierto (cambia el signo de la espiga).

En la hoja de datos de LTC3630 , hay una excelente discusión sobre este tema; Como los enlaces a veces mueren, reproduciré la discusión aquí:

Capacitores cerámicos y ruido audible

Los condensadores cerámicos de mayor valor y menor costo ahora están disponibles en tamaños de caja más pequeños. Su alta corriente de ondulación, clasificación de alto voltaje y baja ESR los hacen ideales para aplicaciones de reguladores de conmutación. Sin embargo, se debe tener cuidado cuando se utilizan estos condensadores en la entrada y la salida. Cuando se usa un capacitor cerámico en la entrada y la energía es suministrada por un adaptador de pared a través de cables largos, un paso de carga en la salida puede inducir un timbre en la entrada, VIN. En el mejor de los casos, este timbre puede acoplarse a la salida y confundirse con inestabilidad del bucle. En el peor de los casos, una irrupción repentina de corriente a través de los cables largos puede causar un pico de voltaje en el VIN lo suficientemente grande como para dañar la pieza.

Para aplicaciones con impedancia de fuente inductiva, como un cable largo, es posible que se requiera un capacitor electrolítico o un capacitor cerámico con una resistencia en serie en paralelo con CIN para amortiguar el timbre del suministro de entrada. La figura 5b muestra este circuito y los valores típicos necesarios para amortiguar el timbre.

Podría ver el circuito sugerido como una reducción de la Q efectiva del circuito de entrada efectivo (se reduce el tamaño del timbre). Me gustaría señalar que el término$\sqrt \frac {L} {C}$aparece en las ecuaciones del factor de amortiguamiento .

Me gustaría señalar que también se incluye el uso de un condensador electrolítico (aluminio); en una primera aproximación, es una red RLC simple a bajas frecuencias, pero como se señaló en el enlace anterior, los fabricantes advierten que no se debe usar este modelo simple para ningún dispositivo electrolítico.