Hallo,
Wird durch das parallel-schalten der ESR und ESL reduziert?
Aufgrund der Parallelschaltung?
Elkos haben sowieso eine recht niedrige Grenzfrequenz.
Schaltflanken von Schaltreglern können aber Anstiegszeiten
im ns-Bereich haben.
Der Einsatz Bereich für Elkos geht also nur bis zu einigen 10kHz,
weil die Ladungsträgerbeweglichkeit in dem Elektrolyt zwischen
den Alufolien (Ionenleitung) sehr begrenzt ist.
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrolytkondensator#P…
Etwas schneller sind da schon Tantal-C, aber auch die gehen
nur bis ca. 1MHz .
Für höhere Frequenzen ist dann auch noch die Konstruktion
bestimmend. Alle Kond., bei denen eine Folie aufgewickelt ist,
haben logisch auch eine größere parasitäre Induktivität.
http://de.wikipedia.org/wiki/Folienkondensator#Aufba…
Um Grenzfrequenzen bis in den GHz-Bereich zu erreichen, wird
ein anderes Verfahren benutzt, bei dem die sogenannten
Vielschicht-C (MLCC) rauskommen:
http://de.wikipedia.org/wiki/MLCC#Prinzipieller_Aufb…
Da sind die Elektroden in einer Kammstruktur zusammengefasst
und das Dielektrikum ist ein entsprechender Feststoff.
Wenn man dann noch die Anschlüsse kurz hält und kräftig ausführt,
dann bekommt man eine sehr niedrige Impedanz auch bei höchsten
Frequenzen.
Um In Schaltungen die Vorteile aller Bauformen zu nutzen,
schaltet man verschiedenen C parallel.
Die langsamen C können weiter entfernt sein, aber die C für
die höchsten Frequenzen gehören sehr dicht an die Störquellen
(Digitale IC und Schaltregler).
Also z.B. einen dicken Elko mit paar hundert uF als Speicher
für längere Überbrückungszeiten, ein Tantal-C mit 5-50uF
für Störungen im mitteleren Frequenzbereich und dazu z.B.
10nF …100nF MLCC für die ganz hohen Störfrequenzen.
Auf die Tantal-C kann man auch verzichten, weil es inzwischen
günstige MLCC bis einige 10uF gibt.
Hat man grundsätzlich hohe Schaltfrequenzen, kann man aber
z.B. auch die anfälligen Elkos verzichten, und setzt da nur
Tantal-C ein.
Bei PC-Mainboards wird das mit „all solid capacitors“ beworben.
Da hat man dann nach 2…3 Jahren nicht solche Effekte:
http://www.globale-evolution.de/bilder/elko_2.jpg
Elkos, die dicke Backen machen und nicht mehr funktionieren.
Ich habe mich für diese Typen von Kondensatoren entschieden.
Sind sogar besonders für den Einsatzzweck von Schaltreglern
ausgeschrieben.
http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=B31A;…
01;ARTICLE=84772;START=0;SORT=artnr;OFFSET=100;SID=32eqneNawQAS
AAADluBdscf1c4acfe1358fefd99ef7b2754ae8af
Ja, ok.
Höhere Temp. (nicht nur 85°C) und Low ESR sollte für
Schaltregler besser geeignet sein als 0815-Typen.
Was hat das eigentlich mit dem Ripple Current auf sich? Woher
kommt dieser? Ich habe doch eigentlich nur eine Gleichspannung.
Du hast eine gepulste Gleichspannung, die erst durch die
Kondensatoren zu einer glatten Gleichspannung wird.
http://www.fremo-hemsbach.de/tech/Gl_Dioden_01.htm
Der Ladekondensator muss also ständig einen Strom aufnehmen und
wieder abgeben und das bei einem Schaltregler nicht mit lahmen
100Hz und schöner Sinusschwingung, sondern mit Frequenzen um
einige 10kHz bis MHz und Stromflanken ähnlich einer
Rechteckschwingung.
Langsame Elkos mit hohem ESR kommen da nicht mit.
Entsprechend gibt es im Kondensator Verluste wegen der
Stromspitzen (in Folge deutliche Erwärmung -> schnellere Alterung)
und außerdem ist das Pulsieren nach der Glättung (Ripple)
größer (Störspannungen auf Betriebsspannung wirken sich
negativ auf Schaltungen aus).
Kommt das durch die Schaltvorgänge des Reglers? Die Ströme
fließen ständig auf verschiedenen Wegen. Ladevorgänge und
Entladevorgänge der Spule und Kondensatoren
Ja logisch.
Wie kann ich den Ripplestrom berechnen, um nachweisen zu
können, das ich mit meinen Werten auf der sicheren Seite liege?
Man kann viel rechnen, aber am einfachsten ist es, man nimmt
einen Oszi und überprüft das.
Ansonsten hält man sich mind. an die Applikationsvorschriften
des Herstellers vom Schaltregler. Besser man dimensioniert
BE, welche diese Störspannungen (Ripple) beeinflussen entsprechend
großzügig. Das kostet meist wenige Cent, bringt aber deutlich
mehr Zuverlässigkeit.
Z.B. die Drossel im Schaltregler kann in der Regel auch mehr
Induktivität haben als vorgeschrieben.
Da nimmt man am besten Ringkerndrosseln, weil die auch das
geringste Streufeld haben.
Gruß Uwi
