stm32f7x2Rx vcap1 Suche nach einem geeigneten Kondensator mit niedrigem ESR

Gemäß AN4661

In den STM32F7x2Rx-Geräten ist nur der VCAP1-Pin verfügbar und muss mit einem 4,7 µF niedrigen ESR zwischen 0,1 Ω und 0,2 Ω Keramikkondensator verbunden werden.

Wie finde ich also einen geeigneten Kondensator?

Nachdem Sie viele Datenblätter verschiedener Kondensatormarken durchgesehen haben, listen einige ein "ESR (Ohm) vs. Frequenz (Hz)" -Diagramm auf, das so klingt, als wäre es erforderlich. Die meisten Diagramme sehen ähnlich aus:Murata ESR-Beispiel

Nun variiert der in diesen Diagrammen angezeigte ESR-Wert stark über der Frequenz, was die Frage aufwirft, welche Frequenz wir überprüfen müssen. Ich vermute die Frequenz der HSE-Uhr (in meinem Fall 8 MHz), aber ich habe nichts gefunden, was dies explizit angibt.

Es gibt auch die Murata LLR-Serie, die als E01 100 mΩ aufgeführt ist (was verdächtig konsistent erscheint), aber nur in 1 uF erhältlich ist.

Kann mir jemand in die richtige Richtung weisen, wie man einen passenden Kondensator im 0603-Paket auswählt - nicht sicher, ob das überhaupt machbar ist (vielleicht können die oben genannten Kriterien nur in 0402 oder 0805 übereinstimmen)?

Zusätzliche Information:

  • Verwenden von HSE mit einem Kristall von 8 MHz
  • Mit PLL
  • Prozessor läuft mit 168 MHz
  • USB läuft mit 48 MHz

Wenn Sie den Bereich von 0,1 bis 0,2 R (roter Balken) in das Diagramm für den GRM188R61C475ME11 einzeichnen, markiert die grüne Linie meines Wissens nach die gültigen Frequenzen, die von ~ 0,004 MHz bis 0,008 MHz und von ~ 600 MHz bis 1600 MHz reichen.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bei der

  • CPU-Takt von 168 MHz zeigt die Grafik ~0,05 Ohm
  • USB-Takt von 42 MHz zeigt die Grafik ~ 0,03 Ohm
  • HSE-Frequenz von 8 MHz, das Diagramm zeigt ~ 0,002 Ohm

Keine der drei Frequenzen liegt im geforderten Bereich von 0,1Ω und 0,2Ω... Also entweder interpretiere ich etwas falsch oder alle Kondensatoren verschiedener Marken und Serien, die ich mir angeschaut habe, sind ungeeignet.

Es sei denn, das Datenblatt bedeutet, dass alles < 0,1-0,2R gültig ist, aber in diesem Fall heißt es für MCUs mit sowohl vcap1 als auch vcap2

Wenn der Spannungsregler aktiviert ist, müssen die VCAP1- und VCAP2-Pins mit einem 2*2,2-μF-Keramikkondensator mit niedrigem ESR < 2 Ω verbunden werden.

Warum also speziell weniger als für diesen Fall erwähnen, aber einen ganz bestimmten Bereich für den Fall von only-vcap1 erwähnen?

Antworten (2)

Zusammenfassung :

  • Das VCAP versorgt den Core mit Strom. Daher spielt die Kernfrequenz eine andere Rolle als die Systemfrequenz

  • Das parallele Verbinden von zwei 2,2-uF-Kondensatoren hilft auch bei der Reduzierung des ESR, da der ESR die Hälfte der einzelnen Teile ausmacht.

  • Eine win-win Situation. Sie können entweder einen 4,7 uF oder zwei 2,2 uF montieren, die sich dieselben Kupferpads teilen.

  • Die Optionen für 4,7-uF-Kondensatoren sind unten aufgeführt

Wenn ich mich nur an MLCC halten muss (ich bevorzuge es auch immer gegenüber Tantal), hier sind ein paar Teile, die ich aufgrund dessen am besten finde

  1. Die Produkte sind in Produktion
  2. Der ESR liegt gut bei 100 m Ohm
  3. Paket ist 0603 und
  4. Es stehen mehrere Spannungsoptionen zur Verfügung: 10 V, 16 V, 25 V
  5. Ich kann auch Kondensatoren parallel montieren, was auch den ESR effektiv reduziert

Der zu sehende Hauptfrequenzbereich wird durch Ihre Anwendung bestimmt. Benutzt du PLL? Je nach Umfangs- und Kernfrequenz können Sie sich die Grafik ansehen. Ich würde sagen, es ist in Ordnung.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Vergleichsteile sind von 4,7 uF, 0603-Paket. Wählen Sie die Kondensatoren, die nach Preis und Verfügbarkeit geeignet sind. Sehen Sie sich auch den Temperaturkoeffizienten an, um die akzeptable Änderung der Kapazität über den Temperaturbereich zu sehen.

Keine der drei Frequenzen liegt im geforderten Bereich von 0,1Ω und 0,2Ω... Also entweder interpretiere ich etwas falsch oder alle Kondensatoren verschiedener Marken und Serien, die ich mir angeschaut habe, sind ungeeignet.

Mit den niedrigeren ESR-Werten leisten die Keramikkondensatoren vorerst hervorragende Arbeit, da sie ein gutes Ansprechverhalten und die geringsten Wärmeverluste aufgrund von Welligkeiten aufweisen. Aber die Stabilität kann ein Thema sein (ich bin kein Experte darin). ESRs unter 0,1 Ohm wären in Ordnung oder auch nicht. Sie können einmal in ST schreiben . Die meisten Regler sind heutzutage auch mit den wenigsten ESR-Kondensatoren stabil. Das sollte nur ST sagen .

Der ESR liegt übrigens bei knapp 0,1 Ohm für die Kerntaktfrequenz. Der VCAP1 ist für den Kernspannungsregler. Damit wäre ich weitergekommen.

Ich denke, meine Verwirrung kommt daher, dass ich nicht sicher bin, wie ich die Grafik interpretieren soll. Ich habe in der ursprünglichen Frage weitere Informationen hinzugefügt. Angesichts des Bereichs von 0,1 bis 0,2 R scheint dies nur für Frequenzen von ~ 0,004 MHz bis 0,008 MHz und von ~ 600 MHz bis 1600 MHz gültig zu sein. Der MCU-Takt ist 168 MHz, USB auf 42 MHz und HSE auf 8 MHz ... keiner von beiden liegt im "gültigen" Bereich ... aber andere Kondensatoren scheinen ähnlich zu sein (dh viel niedrigeres R als das MCU zu erfordern scheint).
Alles unter 100 MOhm ist nicht negativ.
Vielen Dank für Ihren Rat, ich weiß es wirklich zu schätzen - ich werde mehrere der von Ihnen vorgeschlagenen Teile bestellen und es einfach ausprobieren. Ich habe auch Ihren Vorschlag versucht, st über ihre Website zu kontaktieren, und ihre Antwort war im Grunde "Geh weg, wir helfen nur großen Unternehmen" (höflicher). Ich muss sagen, das hat mich überrascht, ich hätte nicht gedacht, dass ich eine bekommen würde überhaupt antworten.
Fragen Sie im ST-Community-Forum. Ich werde es auch von meiner Seite versuchen.
Wurde bereits gepostet, aber bisher keine Antworten: community.st.com/s/question/0D50X0000BDmzN2/…

Sie können Tante bekommen. um das gleiche C = 4,7 uF und ESR = 100 mOhm in einem 1206-Fall zu erfüllen, während ein 805-Fall doppelt so hoch ist wie der ESR. Der Preis steigt dramatisch in der Nähe von und unter 1 us = T = ESR * C in jeder Elektrolyse, während T < 10 us ein niedriger ESR und T > 100 us Allzweck ist.

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

... außer Keramik ist möglicherweise nicht so dicht, aber niedriger ESR * C = Tau , so dass es schwieriger ist, große Cs zu finden, aber gut parallel zur Erweiterung des Frequenzbereichs> 300 kHz.

Normalerweise kann ein Experte die äquivalenten RLC-Werte modellieren, um zu sehen, ob bei vielen eine störende Antiresonanz vorliegt.

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