Ist dieser Kondensator für Aufwärtswandler geeignet (niedriger ESR)?

Ich bin dabei, einen Spannungsverstärker (1,5-V-Batterie auf 3,3 V) mit NCP1402 zu bauen .
Das Datenblatt empfiehlt 68 μF Tantal oder zwei 22 μF Kondensatoren für den Ausgang. Schema sieht so aus:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der Ausgangskondensator sollte einen niedrigen ESR haben (Seite 16):

Der Ausgangskondensator wird verwendet, um die Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten, wenn der interne MOSFET eingeschaltet ist, und um die Brummspannung zu glätten. Ein Kondensator mit niedrigem ESR sollte verwendet werden, um die Ausgangswelligkeitsspannung zu reduzieren. Im Allgemeinen sollte ein Tantalkondensator mit 47 μF bis 68 μF und niedrigem ESR (0,15 Ω bis 0,30 Ω) geeignet sein. Für Anwendungen, bei denen Platz ein kritischer Faktor ist, können zwei parallele 22-μF-SMD-Keramikkondensatoren mit niedrigem Profil verwendet werden.

Ich habe SMD-Keramik-22μF-Kappen, aber ich weiß nicht, ob sie geeignet sind oder nicht. Ich habe den ESR dieser Kappen mit dem LCR-Meter gemessen:

8.30Ω @100Hz
0.63Ω @1kHz
0.04Ω @10kHz
0.04Ω @100kHz

ESR ist für Frequenzen über 10 kHz in Ordnung. Aber es ist größer als der empfohlene Wert bei 1 kHz und niedriger.

Ist dieser Kondensator geeignet? Ist es möglich, einen höheren ESR bei niedrigeren Frequenzen zu ignorieren? Sollte ich andere/bessere Kappen kaufen?

Wenn Stabilität nicht erwähnt wird, funktioniert der Konverter, aber Sie erhalten mehr Welligkeit mit höherem ESR.
Sie können den kollektiven ESR auch senken, indem Sie mehr Caps mit einem kleineren Wert verwenden.
Schaltwandler arbeiten normalerweise mit hoher Frequenz, um die Magnetik klein zu halten, und der, mit dem Sie verbunden sind, scheint mit etwa 100 kHz zu laufen, sodass die Niederfrequenzwerte für diese Anwendung ziemlich bedeutungslos sind. Ich würde diesen Messwerten auch nicht wirklich vertrauen, ich denke, das könnte eine Einschränkung Ihres LCR-Messgeräts sein, das den ESR von Kondensatoren mit niedrigem Wert bei niedriger Frequenz misst.
Ja, dieser Konverter läuft mit etwa 100 kHz. Deshalb hatte ich gehofft, dass ich Messungen bei Frequenzen unter 10 kHz ignorieren kann.

Antworten (1)

Erstens bezweifle ich, dass die ESR-Messung bei niedriger Frequenz genau ist. Keramikkappen haben einen viel niedrigeren ESR als Tantal, was den Phasenabstand und das Einschwingverhalten beeinflussen kann, da sich Ihr ESR-Nullpunkt in der Frequenz viel höher bewegt.

Zweitens können Keramikkappen bei DC-Vorspannung sehr große Kapazitätsreduzierungen aufweisen, sodass Sie je nach Dielektrikum möglicherweise eine viel geringere Kapazität haben, als Sie denken.

Drittens gibt es eine erhebliche Stromwelligkeit in den Ausgangskappen eines Aufwärtswandlers. Wenn Sie eine Tantalkappe verwenden, verwenden Sie ein Polymer-Tantal und überprüfen Sie den Ripple-Stromwert. Gewöhnliche Tantalkappen sind dafür bekannt, dass sie bei übermäßigem Ripple-Strom kurzschließen und sich entzünden (manchmal sogar innerhalb ihres Ripple-Strom-Nennwerts).

+1. 22µF MLCC hat einen ESR unter 10 mOhm. Sie sind in der Lage, sehr große Ripple-Ströme zu verarbeiten. Außerdem sind sie durch ihren sehr niedrigen ESL gut in der Lage, HF-Rauschen von Ihrem DCDC zu reduzieren. ABER sie machen auch schöne piezoelektrische Wandler. Wenn die Last gepulsten Strom mit hörbaren Frequenzen zieht, kann die MLCC-Kappe brummen. Kapazitätsverlust unter Vorspannung beachten!
Ich verwende das LCR-Meter "DER EE DE-5000". Es ist kein Fluke, aber ich hielt es für genau genug für meinen Zweck. Ich habe viele verschiedene Arten von Kondensatoren gemessen, die ich habe. 10uF Tantal hat 2,3Ω bei 100Hz, 1,00Ω bei 1kHz, 0,87Ω bei 10kHz, 0,67Ω bei 100kHz, 33uF Elektrolyt hat 4,4Ω bei 100Hz, 1,95Ω bei 1kHz, 1,43Ω bei 10kHz, 1,13Ω bei 100kHz, 10uF Keramik X7R had 7,1 Ω bei 100 Hz, 0,44 Ω bei 1 kHz, 0,02 Ω bei 10 kHz, 0,03 Ω bei 100 kHz.
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