Problem mit Lastschaltung bei Kondensatorresonanzfrequenz

Ich habe mir dieses Video angesehen (EEVblog Nr. 1117 - PCB Power Plane Capacitance) , in dem der Autor die Impedanzkurve der Kapazität analysiert, die zwischen den Power Planes einer Leiterplatte gebildet wird.

Der Vergleich mit einem Standardkondensator zeigte, dass die PCB-Kapazität eine weniger scharfe Resonanzzone hat. Der Autor argumentiert, dass dies sehr gut ist, denn wenn Sie eine Lastschaltung bei der "richtigen" Frequenz haben, würde dies ernsthafte Probleme verursachen.

Ich habe mir jedoch immer vorgestellt, dass es gut wäre, einen Kondensator zu haben, der ein Impedanztal nahe der Betriebsfrequenz hat, da dies ein besserer Bypass wäre.

Was ist also die Grundlage, um einen Betrieb in der Nähe des Resonanzpunkts zu vermeiden?

Antworten (1)

Ich habe mir das Video nicht angesehen, aber ich weiß, dass PCB-Leistungs-/Masseebenen mit geringer FR4-Dicke Dielektrika mit sehr hohem Q, niedrigem ESL und niedrigem ESR sind und sich hervorragend für die Entkopplung von Welligkeiten eignen.

Es ist auch wahr, dass "einige" SMPS-ICs und MOSFET-LDOs einen niedrigen Phasenspielraum haben, wenn der ESR der Lastkappe ZU klein ist, da die Brummspannungsrückkopplung zu niedrig ist, um den Spannungsfehler mit einem angemessenen Phasenspielraum zu regulieren.

Natürlich ist es kein gutes Design , eine niederfrequente Resonanz in der Nähe eines Arbeitspunkts eines Oszillators wie Boost-Oszillatoren zu haben, die > 1 MHz mit PFM mit variabler Frequenz anstelle von PWM betreiben können .... Dies könnte zu Intermodulations- oder "Aliasing"-Fehlern oder einer Schwebungsfrequenz führen.

Da die Induktivität auf das physikalische Seitenverhältnis zurückzuführen ist und die Induktivität mit dem L / W-Verhältnis zunimmt, wodurch die Serienresonanzfrequenz (SRF) gesenkt wird. Daher haben einige Kappen absichtlich einen höheren ESR für die VHF / UHF-Verwendung, um störende Resonanzen mit hohem Q zu vermeiden, die mit mehreren Kappen parallel interagieren.

Das Problem, das Sie in der Frage angeben, ist jedoch tatsächlich eine Lösung namens Zero Valley Switching (ZVS) -Abwärtswandler, die auf Impuls-zu-Impuls-Basis mit minimalen Verlusten regeln. Es ist nicht nur nahe, sondern IST tatsächlich die Resonanzfrequenz der gewählten LC-Komponenten.

Lernen Sie so viel wie möglich über Komponenten-Qs und wie sich diese auf Bandbreite, Anstiegszeit und Überschwingen auswirken. Die Komponenten-Qs müssen auch größer sein als die Resonanz-Qs einer Schaltung, wenn dies erwünscht ist, wie Kristallfilter oder Mikrowellen-LC-Leiterfilter.

Lernen Sie so viel wie möglich über Impedanzverhältnisse vs. f bei der Analyse reaktiver Teile.