¿Por qué necesitamos un límite de 100nF en la salida de un SMPS?

Estaba mirando Micrel AN-53 y he notado que en un circuito de la primera página (el circuito está abajo), a la salida de un convertidor boost de 400KHz, 27V, 7A, 180W, hay dos de 680 uF, dos de 10 uF y un condensador de 0,1 uF.

Puedo entender que los capacitores de 680uF son los capacitores de salida a granel y en lugar de 1360 uF, es mejor usar 2x680 uF con los beneficios de una ESR baja y el rechazo de frecuencias más altas que las rechazadas usando 1360 uF.

Puedo entender que 10 uF es para suavizar frecuencias aún más altas y tienen una ESR mucho más baja que los electrolíticos.

Sin embargo, no puedo entender por qué se usa un capacitor de 100nF. La carga utilizará la tapa de desacoplamiento si es necesario. Además de eso, ¿no debería colocarse el capacitor de 100 nF muy cerca del suministro y la tierra para mantener baja la inductancia del cable? ¿La señal filtrada no se volverá desagradable en su camino hacia la carga? Usarlo en la salida no tiene sentido, pero para mí es un área de PCB innecesaria y adicional.

Entonces, ¿podría explicar la función y la necesidad de condensadores de 10uF y 100nF en la salida (C3, C4, C10)?

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Respuestas (1)

Segunda pregunta primero -

  • 2 x 680 uF a menudo tendrán una mejor clasificación de corriente de ondulación que una sola tapa más grande, a veces de manera muy significativa.

  • 2 x 680 uF también puede ser de menor altura o más fácil de colocar en el espacio de la placa; PUEDE tener más área pero ser menos obstructivo que una sola tapa más grande.

  • Además, como usted dice, la ESR puede ser mejor, pero a menudo una sola gran capitalización es igual de buena.


El condensador de 0,1 uF está diseñado para eliminar componentes de muy alta frecuencia mejor que los condensadores más grandes.

El capacitor pequeño generalmente tendrá una ESR baja, una inductancia interna y de plomo baja, una frecuencia de resonancia propia más alta y una impedancia general más baja a frecuencias más altas. Al menos, ese es el plan. Los fabricantes de renombre pueden publicar tablas que muestren la impedancia con la frecuencia y, a partir de ellas, un diseñador [tm] excesivamente entusiasta puede proporcionar una combinación de filtrado que produzca el mejor resultado general. Era tradicional considerar una tapa de 0.1uF como la tapa del filtro HF estándar, pero ha habido dos escuelas de pensamiento en los últimos tiempos.
Un argumento es que el aumento de las frecuencias de los smp y los procesadores y los circuitos integrados de destino hace que los límites más pequeños se adapten mejor a las frecuencias típicas. El otro sostiene que las nuevas tapas de cerámica son muy superiores a las de, por ejemplo, hace una década y que una cerámica de 1 uF o incluso de 10 uF hará un buen trabajo en las frecuencias relevantes. Ambos argumentos tienen mérito. Si usa una cerámica moderna de 0.1 uF en lugar de una de 1 uF, podría decirse que obtiene el beneficio de ambos argumentos :-). (es decir, es más grande de lo que podría haber usado y más pequeño de lo que podría haber usado).

No veo en una lectura rápida nada que diga dónde se encuentra físicamente ese condensador. Si bien las tapas se muestran secuencialmente en el diagrama, ese es solo un diagrama eléctrico y el diseño real no es fuertemente sugerido por él. La ubicación general de los componentes a menudo tendrá cierta semejanza con el flujo del diagrama del circuito, pero nada es necesariamente fijo. En este caso, el 0.1uF puede estar físicamente cerca del cátodo de D1 y del lado de tierra de R2 R14 R16 y ahí es donde intentaría ubicarlo.

Cypress excelente - Uso de tapas de desacoplamiento

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Cómo seleccionar tapas de derivación Goodish

Tiende a sugerir que más grande es mejor en su mayoría :-):
de esta excelente guía: una guía práctica para el diseño de PCBB de alta velocidad

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Útil y relacionado pero no 100% sobre el tema aquí Útil

Relacionado - mayúsculas y ESR Wikipedia

Entonces, ¿esta cerámica moderna de 0.1uF ayuda al controlador IC en el control de transitorios o tales mejoras en su control? ¿Si es así, cómo? Si no, y si la carga no está realmente cerca de ese capacitor, ¿por qué se usa donde la inductancia del cable hace que la tapa sea inútil?
¿Y por qué no puedo citar su nombre en los comentarios después del símbolo '@'?
@abdullahkahraman: las reglas de citación parecen haber cambiado hace unos días. Si publica comentarios sobre la pregunta o la respuesta de una persona, esta recibe una copia automáticamente. Las citas solían ser redundantes y ahora son imposibles.
@abdullahkahraman Espero que la mayor ganancia sea en el ruido de muy alta frecuencia que se desvía en la fuente o cerca de ella. Cuanta más inductancia de pista entre ella y la carga, mejor para el filtrado. Puede haber alguna ganancia de estabilidad, pero esto generalmente se relaciona con las tapas más grandes. | Más importante para la estabilidad es C12, que no tienen git. Está en el diagrama cct pero está explícitamente excluido en la lista de materiales. Esta gorra puede tener un efecto MAYOR en la estabilidad y el rendimiento. Pregúntame cómo lo sé :-).