Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Övriga diskussioner relaterade till komponenter. Exempelvis radiorör, A/D, kontaktdon eller sensorer.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 6126
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av AndersG »

Om ni tänker oss en 47uF 10V som avkoppling på AVdd till en ADC eller DDS. Finns det någon som helst orsak att inte använda en GRM32ER71A476KE15L utan använda en låg ESR aluminiumelektrolyt i stället?

Kondingen är del av ett kondensatorbatteri, 47uF, 0,1uF ker och 0,01uF ker i parallell.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 24521
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Skype: torstenhemma
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av Icecap »

Elektrolyten är för "lågfrekvens" medan de keramiske är till för pulserna.

Med 100nF i tillräckligt antal är elektrolytens typ av mindre betydelse.
Användarvisningsbild
calmar
Inlägg: 540
Blev medlem: 23 november 2005, 13:14:41
Ort: Göteborg
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av calmar »

Tar man bara hänsyn till hur mycket kapacitansen sjunker på grund av likspänningen över kondensatorn så borde det fungera minst lika bra som en elektrolyt.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 34626
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av TomasL »

Problemet med keramiska kondingar är väl att kapacitansen minskar kraftigt, när man närmar sig märkspänningen.
troligen får man ha en 50V eller 100V konding för att kapacitansen skall ligga kvar.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 6126
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av AndersG »

Tillverkaren rekommenderar 0,1u parallellt med 10u. Jo jag vet att keramiska multilayers tappar kapacitans då man närmar sig märkspänning, men man kan ju gardera och sätta säg 25V kondingar.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 34626
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av TomasL »

Diu får försöka hitta ett de-rating diagram över din a keramer, och se hur mycket som finns kvar.
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 6126
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av AndersG »

Precis. Eller köra filmkondingar, men de blir större och dyrare.

edit:
En GRM32ER71A476KE15 (47u/10V) har enligt deratingen 60% kvar vid 5V. En CKG57KX7R1E476M335JH klarar sig betydligt bättre.

Nackdelen är att den är ca 10x priset av en aluminiumelektrolyt och har en icke-standard footprint.
limpan4all
Inlägg: 7164
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av limpan4all »

En relevant fråga är "vad är frekvensområdet där dom skall ha låg ESR" om det är för att filtrera efter en störning från helvågslikriktare för 50Hz AC så blir svaret helt annorlunda jämfört om dom skall användas för att filtrera bort störningar som skapas av en GHz CPU, sedan finns problemet med att omvandlare inte konsumerar ström i DC utan som pulsad AC. Jag brukar att på ett "POC kort (proof Of Concept)" mäta upp hur strömmen ser ut (spänningen över 1 Ohm i serie) det ger god kunskap över vilket problem som skall lösas.
Tanken är ju att det skall vara en ren DC där. Men vad är det man är "rädd" för, för det är ju det man skall ta bort. Sedan skiljer ju även svaret på om man designar för miljonkvantiteter eller "one-off" för eget bruk. I det första fallet så testar man sig fram för att se vad som krävs för att uppnå de prestanda som krävs extrapollerat livslängdsegenskaperna och den lägsta totalkostnaden. Skall man göra till sig själv eller kanske bara ett fåtal, då tar man i och det ordentligt. För då är komponentkostnaden försumbar till den egna tiden eller kostnaderna med att bli tvungen att göra en revision till.
Det var det långa svaret. Det lite kortare är att använda sig av ferritbeads som har hög impedans vid höga frekvenser men i stort sett är 0 ohm vid DC där efter sätta dit en stor elyt med keramer i parallell. Jag ser alltid till att ha faktor 100 mellan kondensatorer och aldrig annat än X7R kondensatorer gära i 1206 eler större. Att notera, många A/D omvandlare är ganska okritiska på AVdd pga god design internt, men extremt kritiska på Vref och induktansen i dessa ledare är orsaker till störningar i storleken några bitar...
Användarvisningsbild
AndersG
EF Sponsor
Inlägg: 6126
Blev medlem: 25 februari 2008, 17:10:58
Ort: Mariehamn
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av AndersG »

Precis. Du har rätt och det är one-off, såvida ingen annan bygger samma. Det är ju inte heller helt osannolikt att kopplingen på labruskan behöver en större konding än ett riktigt kort. Å andra sidan "kostar" en footprint ganska litet. Man behöver ju inte löda dit ngt om det inte behövs. Tänkte annars ha en kombination av serieinduktans (47u) och en större konding+mindre i parallell.

På labbruskan hade jag ganska mycket högfrekvent skräp, men dessutom något lågfrekvent. Antagligen 50 eller 100Hz från någon nätdel.

I detta fall är det både en AD, där jag naturligtvis inte vill ha onödiga störningar, samt en DDS som genererar en LO som jag vill ha rimligt stabil.
limpan4all
Inlägg: 7164
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av limpan4all »

OK.
Då förstår jag bättre. Utifrån min erfarenhet så spelar layouten större roll än hur man avkopplar. Oftast så missar man att ta hänsyn till ledningsdragningen för returströmmarna och det är vanligen där man har ripple relativt det man vill mäta på. Extra illa blir det om man har HF strömmar som blandas med returen till det man vill mäta på. Vid mindre än 10 bitar är problemet nästan försumbart, vid 12 bitar kan det skönjas, vid 16 bitar är det rejält problematiskt och ca 75-90% av problemen kommer därifrån (mätt som "brus"), minst. AVdd avkopplingen är ytterst sällan problemet (annat än i dess returledare). Inte ens hela obrutna jordplan räcker. Det är inte ovanligt med ett antal 100uV i potentialskillnad mellan olika punkter på ett jordplan. Man måste ytterst noga planera hur retur/jord/GND strömmarna skall gå (läs skissa/rita) för att inte göra bort sig.
Lågt ESR kan faktiskt förvärra det hela då man får strömmar med skarpare flanker både vid i och urladdning.
DDS är en fantastisk teknologi men dom är också värsta tänkbara störsändare ur EMC synvinkel, allt händer vid mycket höga frekvenser (läs flankhastighet). Jag använde en AD9830 i mitten av nittiotalet och en multiplicerande DAC, det tog lång tid innan jag fick EMC sidan under kontroll....
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 23036
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Jag läste en intressant artikel om vådan av att biffa på med bra avkopplingskondingar där det satt dåliga. De dåliga kondingarna har massa parasitelement och när man då sätter dit en perfekt konding kan man få en elak svängningskrets, så när det kommer en puls på matningsledningen börjar kondingarna att svänga och generera en hel massa mer skit.

Lite OT.
Användarvisningsbild
hcb
Moderator
Inlägg: 4653
Blev medlem: 23 februari 2007, 21:44:50
Skype: hcbecker
Ort: Åkarp / Uppsala
Kontakt:

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av hcb »

limpan4all>kondensatorer gärna i 1206 eller större

Varför är större fysisk storlek bättre? Är det för att det blir färre skikt för samma kapacitans?
limpan4all
Inlägg: 7164
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Multilager kondingar vs elektrolyter för låg ESR?

Inlägg av limpan4all »

DC bias problematiken är mindre vid större storlekar, det är iallafall min erfarenhet. Och om man verkligen vill ha prestanda så är det 0612 man skall ha... Fast enligt min högst personliga åsikt så är det bättre att gå andra vägar såsom multipla "via in pad" och styva spänningsplan.
Skriv svar