stm32f7x2Rx vcap1 encontrar un condensador ESR bajo adecuado

Según AN4661

En los dispositivos STM32F7x2Rx, solo está disponible el pin VCAP1 y debe conectarse a un capacitor cerámico de 4,7 µF de ESR bajo entre 0,1 Ω y 0,2 Ω.

Entonces, ¿cómo hago para encontrar un condensador adecuado?

Después de revisar muchas hojas de datos de varias marcas de condensadores, algunos enumeran un diagrama de "ESR (Ohm) vs frecuencia (Hz)" que parece que eso es lo que se necesita. La mayoría de los gráficos se parecen a esto:Ejemplo de ESR de Murata

Ahora, el valor de ESR que se muestra en esos diagramas varía enormemente con respecto a la frecuencia, lo que plantea la pregunta de qué frecuencia debemos verificar. Supongo que la frecuencia del reloj HSE (8 mhz en mi caso), pero no he encontrado nada que lo indique explícitamente.

También está la serie Murata LLR que aparece como E01 100mΩ (que parece sospechosamente consistente), pero solo está disponible en 1uF.

¿Puede alguien indicarme la dirección correcta sobre cómo elegir un condensador coincidente en el paquete 0603? No estoy seguro de si eso es factible (tal vez los criterios anteriores solo se pueden combinar en 0402 o 0805)?

Información adicional:

  • Usando HSE con un cristal de 8Mhz
  • Usando PLL
  • Procesador funcionando a 168Mhz
  • USB funcionando a 48Mhz

Dibujando en el rango 0.1-0.2R (barra roja) en el gráfico para el GRM188R61C475ME11, luego según tengo entendido, la línea verde marca las frecuencias válidas, que son de ~0.004Mhz a 0.008Mhz y de ~600Mhz a 1600Mhz.ingrese la descripción de la imagen aquí

En el

  • cpu-clock de 168Mhz el gráfico muestra ~0.05Ohm
  • usb-clock de 42Mhz el gráfico muestra ~0.03Ohm
  • Frecuencia HSE de 8Mhz el gráfico muestra ~0.002Ohm

Ninguna de las tres frecuencias está dentro del rango exigido de 0.1Ω y 0.2Ω... Entonces, o estoy malinterpretando algo o todos los capacitores de varias marcas y series que miré no son adecuados.

A menos que la hoja de datos signifique que cualquier cosa <0.1-0.2R es válida, pero en ese caso para mcu con vcap1 y vcap2 dice

Cuando el regulador de voltaje está habilitado, los pines VCAP1 y VCAP2 deben conectarse a un capacitor cerámico de 2*2.2 μF ESR bajo < 2 Ω.

Entonces, ¿por qué mencionar específicamente less-than para este caso, pero mencionar un rango muy específico para el caso only-vcap1?

Respuestas (2)

Resumen :

  • El VCAP alimenta el Núcleo. Por lo tanto, la frecuencia central importa además de la frecuencia del sistema.

  • Conectar dos capacitores de 2.2uF en paralelo también ayuda a reducir la ESR porque la ESR será la mitad de las partes individuales.

  • Una situación de ganar-ganar. puede montar uno de 4,7 uF o dos de 2,2 uF compartiendo las mismas almohadillas de cobre.

  • Las opciones de capacitores de 4.7uF se mencionan a continuación

Si tengo que apegarme solo a MLCC (también lo prefiero siempre al tantalio), aquí hay algunas partes que me parecen mejores debido a

  1. Los productos están en producción.
  2. El ESR está bien en 100 m Ohmios
  3. El paquete es 0603 y
  4. Varias opciones de voltaje están disponibles 10V, 16V, 25V
  5. También puedo montar capacitores en paralelo, lo que también reduce efectivamente la ESR

El rango de frecuencia principal a ser visto será definido por su aplicación. ¿Estás usando PLL? Dependiendo de la frecuencia del periférico y del núcleo, puede echar un vistazo al gráfico. Diría que está bien.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Las piezas de comparación son de 4,7 uF, paquete 0603. Elija los condensadores adecuados en función del precio y la disponibilidad. También eche un vistazo al coeficiente de temperatura para ver el cambio aceptable en la capacitancia sobre el rango de temperatura.

Ninguna de las tres frecuencias está dentro del rango exigido de 0.1Ω y 0.2Ω... Entonces, o estoy malinterpretando algo o todos los capacitores de varias marcas y series que miré no son adecuados.

Por ahora, con los valores de ESR más bajos, los capacitores cerámicos hacen un gran trabajo al tener una buena respuesta y menos pérdidas de calor debido a las ondas. Pero la estabilidad puede ser un tema (no soy experto en esto). Los ESR inferiores a 0,1 ohmios estarían bien o no. Puede escribir a ST una vez . La mayoría de los reguladores de hoy en día serán estables incluso con menos condensadores ESR. Solo ST debería decirlo .

Por cierto, la ESR es de casi 0,1 ohmios para la frecuencia del reloj central. El VCAP1 es para el regulador de voltaje central. Yo hubiera seguido adelante con esto.

Creo que mi confusión proviene de no estar seguro de cómo interpretar el gráfico. Agregué más información en la pregunta original, dado el rango de 0.1-0.2R, parece que esto solo es válido para frecuencias de ~ 0.004 Mhz a 0.008 Mhz y de ~ 600 Mhz a 1600 Mhz. El mcu-clock es de 168Mhz, USB en 42Mhz y HSE en 8Mhz... ninguno de estos está dentro del rango 'válido'... pero otros condensadores parecen ser similares (es decir, R mucho más bajo que el mcu parece requerir).
Cualquier valor inferior a 100 mohm no es algo negativo.
Gracias por su consejo, realmente lo aprecio. Ordenaré varias de las piezas que sugiere y simplemente probaré. También probé su sugerencia de contactar a st a través de su sitio web y su respuesta fue básicamente "vete, solo ayudamos a las grandes empresas" (de una manera más educada), debo decir que me sorprendió, no pensé que obtendría una responder en absoluto.
Pregunte en el foro de la comunidad ST. También lo intentaré por mi parte.
Ya se publicó, pero no hay respuestas hasta ahora: community.st.com/s/question/0D50X0000BDmzN2/…

Puedes conseguir a Tant. para cumplir con el mismo C = 4.7uF y ESR = 100 mOhm en un caso 1206 mientras que el caso 805 es el doble de ESR. El precio aumenta drásticamente cerca y por debajo de 1us = T = ESR*C en cualquier electrolítico, mientras que T<10us es ESR bajo y T>100us es de uso general.

https://www.digikey.ca/products/en/capacitors/tantalum-polymer-capacitors/70/page/2?k=4.7uf%20tant&ColumnSort=724

... excepto que la cerámica puede no tener una densidad tan alta pero una ESR*C=Tau más baja, por lo que es más difícil encontrar C grandes pero es bueno en paralelo para extender el rango de frecuencia> 300 kHz.

Normalmente, un experto puede modelar los valores de RLC equivalentes para ver si hay alguna antirresonancia ofensiva con muchos.

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