Jag har gjort ett litet kort med en stepup-regulator enligt nedanstående schema. Jag har försökt följa de rekommendationer gällande komponentplacering.
Min lilla erfarenhet av smps är att man alltid får lite störningar och rippel. Nedanstånde bild visar en AC-mätning över C2 vid 110mA resistiv belastning.
Min fråga är om någon har erfarenhet av vad som är "normalt" och vad man kan göra för att minska rippel och störningar?
Vad jag omedelbart undrar mig över är att din glättningskonding är en 100µF tantal, vad jag vet har de inte speciellt låg ESR.
På känsliga grejer har jag alltid låg-ESR kondensatorer och tantaler är "döda" för mig, de är för känsligt och ger knappast några speciella fördelar jämfört med moderna kondensatorer.
Är läget mycket känsligt skulle jag ha tagit 2 st parallellkopplat låg-ESR, sedan en liten induktans och ytterligare en låg-ESR kondensator, sedan fick det vara bra. Självklart bör det finnas en 100nF keramisk omedelbart efter D1 (andra sidan till GND).
hååller till 100% med icecap, och tillägger bara att kolla upp det på andra sidan induktansen korta ledningar mellan c1 l1 och och gärna en keramisk tvärs över c1
Sänka ESR är prio ett. Sätt dit en OS-CON så får du mycket låg ESR och låg ESL.
Finns en metod också att sätta en mycket liten kondensator över dioden, det försämrar dock omvandlaren och ökar påfrestningarna på switchen, men beroende på switchfrekvensen så kan någon eller några pF sänka störningarn. Det inte rekomenderat att göra detta, men ibland så kan det gör nytta.
En annan sak att göra är att testa en tightare layout för att minsta ströinduktans och kapacitans och därmed få upp självresonansfrekvensen på spolen - det ser ut som den ringer ganska friskt. byta till en spole med högre självresonansfrekvens är också en lösning som förbättrar eller kan förbättra problemet, men prio ett är bättre kondensatorer. ESR är för hög i ditt fall. Räcker inte detta så sätt LC-filter på utgången så får du en renare spänning ut till lasten.
Tvärr har jag inga kvalitativa kondensatorer hemma just nu. Jag testade med de jag hade, standard elektrolyt och tantal, men det var ingen större skillnad.
Jag testade ett antal olika små kondingar, från 47nF till 1uF, efter dioden till jord parallellt med C2. Det som gav bäst resultat var 1uF.
Jag testade sedan med en induktans i serie och ytterliggare en liten tantal efter induktansen, och resultatet blev ännu bättre.
Jag ska fortsätta testerna när jag införskaffat lite bättre kondingar, men det verkar som det finns hopp.
Nu är det faktiskt så att det är precis tvärtom,
tantaler har LÅG ESR, hög pulstålighet, höga kapacitans/storlek, och låga läckströmmar.
Vet inte hur dagens låg-esr elektrolyter är, men jämfört med vanliga kondingar
är tantaler alltid att föredra, samt så torkar dom aldrig som elektrolyter gör.
Dock måste tantaler hanteras varsamt då dom inte tål mycket snabba derivator på spänningsökning från 0 Volt typ gnistrande anslutning mot ett batteri eller stor konding vid start [1], tål inte minsta lilla polvändning inklusive att mäta med en Ohmmeter 'bak och fram' då dom blir 'osäkra' komponenter med felutfall från 1 sek till 10 år, större tantaler på kraftdelar exploderar som en kinapuff och sprider runt glödande bitar i hela rummet om det är polvända och detta kan ske från 30 sekunder till också 10 år efter driftsättning... mindre tantaler kan fullständing svärta ned en låda/inkapsling när de brinner pga. polvändning - och att detta kan hända 1000-tal drifttimmar senare och inte vid leveranprovningen direkt vid strömpåslag. Ovanstående är några av de orsaker som gör att jag anser tantaler som opålitliga och bör undvikas och nästan borde ha samma skyddskretsar som LiIon-batterier...
Annars är det sant att tantaler just har låg ESR och passar för switcharfiltrering mm. - men just för att den inte tål den första riktigt snabba spänningsökningen och att driftsäkerheten helt bygger på okulärbesikning av tantalers polvändning och inte kan mätas eller felutfallas fram inom rimlig tid i produktion gör att man bör undvika dessa i design så mycket som möjligt.
[1] det handlar om att oxidhinnorna måste ha tid på att byggas upp tillräkligt tjockt för aktuell spänning rent kemiskt och det hinns inte med på några få us vid tex. strömpåslag och det kan bli genombrott...
Nu snackar du om 1800-tals tantaler
Dagens behöver bara en (enligt elfa iaf) kretsimpedans på 0.1ohm / V - vilket nästan alltid providas genom kopparbanorna så inga extra komponenter behövs.
Dom pajjar inte av en 'felvänd ohmmeter', borde jag ha märkt som elektronikkonstruktör i 15år, men visst - felvändning pajjar dom självklart av, gör man det får man ju skylla sig själv
Och dom används jätteofta i nätagg o DC/DC konvertrar så visst klarar de
snabba spänningspåslag....
Du vet utvecklingen går frammåt
Tantaler är inte bra, det är min erfarenhet i varje fall. Vanliga lytingar och lite kermaik ger bätte egenskaper. De är bara dyra och har den otrevliga egenskapen att förvandlas till 0-ohmsmotstånd alldeles för ofta.
Se till att switchströmmarna inte kan överlagras på utspänningen genom att gå i samma ledare där resistans och induktans annars gör så det blir spikar på utgången. Det är branta flanker, så även en minimal induktans kommer tyvärr att märkas.
Lägg ett LC-filter efter för att rensa, det fungerar jättebra. Jag kanske har haft tur, men lyckats få ner skräpet till <25mV på en sak jag byggt. ELFA har drosslar för detta, men tyvärr bara ytmonterade som har drägligt låg resistans.
Visst, jag har nog främst erfarenheterna från 80-90-talets dropptantaler - med de gav så mycket fel och svåra konsekvenser i produktion och eftermarknad att åtm. jag försöker undvika dom där det går - och det där att 'man får skylla sig själv om man vänder fel' är en mycket svårbemästrad parameter i produktion då montörer och maskiner gör fel tillräckligt ofta och felsymtomen i produktionfasen för veka för dessa fel, för att det skall vara himla irriterande och än värre inte alltid upptäkts förrän efter månader och år i drift hos utrustning som helst inte får går sönder...
Detta är en av många erfarenheterna efter att ha 'städat' efter konstruktörer (och mig själv också) sedan 1985 typ...
---
Visst, det är inte något större problem med tantaler sittande inne i system med ledarresistans, rättvända och snyggt upprampande strömförsörjning - Problemet är när dom placeras i miljöer där man inte har kontroll över detta då många konstruktörer ignorerar/inte känner till tantalernas svageter - men man måste kanske vara 'städtant' och sett några sådana fall för att ta det på allvar...
- hur många (mej inkluderat) har inte satt 1-10 uF-dropptantaler på var sida om en LM7805 för en 'snabbt fixad ' 5-volt och sedan anslutit till påslagen labbagragat (med stor utgångskonding)?! - så kan man göra för labbkopplingar och hobby - men inte tillrådligt vid storserieproduktion av utrustning som tex matas från batterieliminator som pluggas in och ur av kunden om man inte har tillräcklig stor broms på vägen in sas.
---
Visst man kan sitta här och dissa tantaler, men man skall komma ihåg att keramer heller inte är perfekta - i allafall vissa årtal/produktionssatser - har råka ut för att sådana har eldat upp hela kretskort när kermakondings lekte glödande värmeelement som aldrig ville ge sig och nu på en del gammal utrustning tillverkad i slutet av 90-tal så börja man se att vissa batcher/typer av keramkondingar har börja läcka DC-ström liknande 100k - 1 MOhm (en känd 'olycklig' egenskap på keramer tillverkade i slutet av 90-talet som man inte talar högt om idag) - vilket inte är så kul när de används som DC-block i förstärkarkedjor ...
Jag säger det samma... Ogillar tantaler - har haft moderkort på jobbet som rent spontant gått upp i rök och gissa vad orsaken var... jo en liten smutsgulbrun illaluktande tantal.... Men dagens fina keramiska och med torra alulytar så varför skulle man någonsin behöva använda tantal kondingar? Oki, de har säkert blivit bättre med åren, men jag har sett alltför många system alltifrån dyra millitära kort, bra industrikort och konsumentelektronik som dött av felfunktion hos just tantal-kondingar. Det är inte något som jag någnsin kommer att designa in och ser jag dessa på OEM-kort så försöker jag hitta en leverantör som håller sig borta ifrån dem. De är säkert bra när de fungerar, men de är inte pålitliga. Oki våta E-lytar torkar och har sett mycket elektronik som varit ledsen över det, men de har ett snällare fail-beteende då det i 9 fall av 10 bara är ESR som stiger. Tantaler går i kortis och det ställer till med större problem...
