Ich entwerfe eine Stromversorgung für mein Board und plane die Verwendung eines isolierten, geregelten DC-DC-Wandlers. Dieser Konverter von Murata ist genau das Richtige, aber das Datenblatt enthält keine Anleitung zu Eingangs- oder Ausgangsbegrenzungen.
Also habe ich mir Konkurrenten angesehen und diese von TI gefunden, die eine funktionsreichere Version dessen ist, was ich verwende. Das Datenblatt zeigt diese Beispielschaltung:
Der Hinweis auf der Eingangskappe lautet:
für 5-V-Eingabegeräte... Niedriger ESR, Keramikkondensatoren sind erforderlich.
Ist hier ein Tippfehler? Bei Digi-Key (Such-URL) beträgt der höchste Wert für Keramikkappen mit niedrigem ESR 3,3 nF, und sie kosten jeweils 43 USD. Was gibt?
Für Ihre Zwecke sollten Sie diese Aussage so lesen, dass sie zwei Dinge behauptet.
Keramikkondensatoren haben einen niedrigen ESR.
Sie können mit diesem Regler einen Keramikkondensator verwenden, da er mit niedrigen ESR-Kappen stabil ist.
Aus Mangel an historischer Perspektive haben Sie nicht ganz verstanden, was diese Aussage bedeutet. Es ist nicht deine Schuld. Früher verwendeten die meisten Regler Aluminium-Elektrolytkappen oder Tantalkappen. Beide haben einen VIEL höheren ESR als Keramik.
Aber Aluminium-Elektrolyten sind sperrig. Und dann war Tantal eine Zeit lang sehr schwer zu bekommen (die große Tantalknappheit). Und die Keramikkappen wurden in höheren Kapazitäten viel besser verfügbar. Also fingen alle (die IC-Anbieter) an, ihre Regler so zu entwerfen, dass sie Keramik verwenden konnten. Dies war ein Marketingargument und eine wichtige Überlegung.
„Unser Regler ist mit Low-ESR-Keramik stabil! Sie müssen sich nicht mit der Beschaffung von Unobtanium-Tantal-Kappen herumschlagen oder ein Tantal simulieren, indem Sie einen Widerstand in Reihe mit Ihrer Keramikkappe hinzufügen (etwas, das auch manchmal gemacht wurde).“
Hoffe, das klärt die Dinge auf. Ich bin sicher, Sie können jede X7R- oder X5R-Keramikkappe verwenden. Wenn Sie sich wirklich Sorgen machen (wenn Sie mir nicht glauben), versuchen Sie herauszufinden, ob für das Teil ein Evaluierungsboard verfügbar ist. Wenn dies der Fall ist, wird es eine veröffentlichte Stückliste für das Bewertungsgremium geben. Sie können also in Ihrem Design genau die gleiche Kappe verwenden, die TI auf ihrem Evaluierungsboard verwendet.
Wie mkeiths ausgezeichnete und akzeptierte Antwort besagt, ist ESR nicht Ihr Problem. Jede Keramikkappe gibt Ihnen den ESR, den die Schaltung benötigt.
Es gibt jedoch einen weiteren Fallstrick bei Keramikkondensatoren, insbesondere bei hochwertigen Kondensatoren wie 2,2 uF. Die verwendeten Keramiken können einen kolossalen Spannungskoeffizienten der Kapazität haben. Ein Teil, das 2,2 uF mit 0 V darüber misst, könnte bei seiner Nennspannung auf 40 % davon abfallen und sich bei erhöhter Temperatur wieder halbieren. Dies wird selten auf Kurzform-Datenblättern angezeigt und wird erst deutlich, wenn Sie tief in die detaillierten Daten des Herstellers auf seiner Website eintauchen. Unterschiedliche Gehäusegrößen und Spannungen verwenden unterschiedliche Dielektrika, daher müssen Sie die Daten für Ihre spezifische Kondensator-Teilenummer nachschlagen. Wenn Sie die Daten nicht finden können, verwenden Sie diesen Hersteller nicht!
Allgemeine Regeln für Reglerentkopplungskondensatoren. Holen Sie sich die vollständigen Daten über den genauen Kondensator, den Sie verwenden. Wenn dies nicht möglich ist, entscheiden Sie sich für große Gehäusegrößen, verwenden Sie nur Kondensatoren bis zur Hälfte ihrer Nennspannung, vermeiden Sie Dielektrika mit einer „5“ in der Bezeichnung, und wenn der Anwendungshinweis eine Mindestkapazität angibt, stellen Sie sie um einen Faktor von mehr bereit 2. Diese sind weniger wichtig für die allgemeine Entkopplung, wo der exakte Wert selten ein Problem darstellt. Für die Reglerentkopplung ist der Wert jedoch oft wichtig für die Stabilität.
Ja, tatsächlich, es gibt sie. Ich verwende gerne K-SIM von Kemet zur Bewertung von ESR und Kapazitätsänderung vs. Bias, wenn ich nach Teilenummern suche.
Hier ist eine schnelle Suche als Beispiel, ein 1206 4,7uF:
Dieses Teil mit einer Toleranz von 10 % kostet 0,46 USD oder 0,126 USD/Stk. in einer 2000-Stk.-Rolle. Ziemlich teuer für einen Kondensator (wahrscheinlich können Sie seine Spezifikationen lockern), aber nicht annähernd die 46 Dollar, die Sie sagten.
Nils Pipenbrink
Wesley Lee
Matt Jung
Benutzer4574