Guten Tag zusammen! Im Datenblatt des TS2951 (3,3V) Spannungsreglers werden diverse Optionen beschrieben, welcher Kondensator am Ausgang zu nutzen ist: Tantal, oder Elko - Kerkos werden nicht explizit genannt. Hervorgehoben wird nur, dass der ESR kleiner 5 Ohm un die Resonanzfrequenz > 500kHz sein muss, dass der Ausgang nicht ins Schwingen gerät. Ich würde jedoch gerne einen MLCC (zB 4,7µF/16V) einsetzen, da dieser kleiner als der Elko und robuster als der Tantal ist. Nach ESR und Frequenz betrachtet sollte das keinerlei Probleme machen. Übersehe ich etwas, oder kann ich problemlos auch einen MLCC einsetzen? Vin übrigens 5V und I ca. 2mA. Vielen Dank und beste Grüße Reinhard
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Hallo, die Applikationshinweise stammen oft noch aus einer Zeit, wo die hochkapazitiven MLCC noch nicht so bekant und verfügbar waren. Oft werden solche Daten auch einfach nur weiter kopiert. Ansonsten gibt es heute kaum noch einen Grund, nicht gleich MLCC einzusetzen, statt Tantal-C. Selbst Elkos werden bei Kapazitätswerten in der Größenordnung unter 100uF kaum noch notwendig. Was man aber je nach Anwendungsfall beachten sollte: 1) MLCC haben zum Teil eine recht hohe Abhängigkeit der Kapazität von Spannung (aber nicht alle, wie es oft pauschalisiert wird). 2) Sie arbeiten in der Regel in einem vielbreiteren Frequenznereich, aber nicht unbegrenzt und überall gleich gut. Deshalb ist die Kombination von verschiedenen Werten unter EVM-Aspekten eine gute Sitte (z.B. 10nF + 100nF + 22uF oder ähnlich). 3) Bei den hochkapazitiven MLCC gibt es auch Typen mit nicht sehr hochwertigen Dielektrika und sehr begrenzten Temperaturbereichen. Für industrielle Anwendungen muss man auf jeden Fall auf Z5U oder ähnliches Zeugs verzichten. Unter X5R kommt da in der Regel nix rein. 4) Effekte, die mit dem niedrigen RSR oder dem Piezoeffekt zu tun haben, können in speziellen Anwendungen auch Bedutung haben. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Hallo, > die Applikationshinweise stammen oft noch aus einer Zeit, wo die > hochkapazitiven MLCC noch nicht so bekant und verfügbar waren. > Oft werden solche Daten auch einfach nur weiter kopiert. > > Ansonsten gibt es heute kaum noch einen Grund, nicht gleich MLCC > einzusetzen, statt Tantal-C. > Selbst Elkos werden bei Kapazitätswerten in der Größenordnung unter > 100uF kaum noch notwendig. > > Was man aber je nach Anwendungsfall beachten sollte: > 1) MLCC haben zum Teil eine recht hohe Abhängigkeit der Kapazität von > Spannung (aber nicht alle, wie es oft pauschalisiert wird). Kannst du das erklären? Steigt oder sinkt die Kapazität mit höherer Spannung? > > 2) Sie arbeiten in der Regel in einem vielbreiteren Frequenznereich, > aber nicht unbegrenzt und überall gleich gut. Deshalb ist die > Kombination von verschiedenen Werten unter EVM-Aspekten eine gute Sitte > (z.B. 10nF + 100nF + 22uF oder ähnlich). Würde 100nF und 4,7µF einsetzen wollen. > > 3) Bei den hochkapazitiven MLCC gibt es auch Typen mit nicht sehr > hochwertigen Dielektrika und sehr begrenzten Temperaturbereichen. Für > industrielle Anwendungen muss man auf jeden Fall auf Z5U oder ähnliches > Zeugs verzichten. Unter X5R kommt da in der Regel nix rein. Dieser X7R wäre meine Wahl: https://www.reichelt.de/Vielschicht-SMD-G0805-High-Cap/X7R-G0805-4-7-16/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=4339&ARTICLE=89733&SEARCH=4%2C7%B5f%2016v&OFFSET=16&; > > 4) Effekte, die mit dem niedrigen RSR oder dem Piezoeffekt zu tun haben, > können in speziellen Anwendungen auch Bedutung haben. Ok, aber eher nicht in Verbindung mit dem TS2951? > Gruß Öletronika Danke dir!
U. M. schrieb: > die Applikationshinweise stammen oft noch aus einer Zeit, wo die > hochkapazitiven MLCC noch nicht so bekant und verfügbar waren. > Oft werden solche Daten auch einfach nur weiter kopiert. > > Ansonsten gibt es heute kaum noch einen Grund, nicht gleich MLCC > einzusetzen, statt Tantal-C. So pauschal kann man das nicht sagen! Viele LDOs (Low Drop Spannungsregler) haben Stabilitätsprobleme bei Kondensatoren mit zu niedrigem ESR! In der Regel ist im Datenblatt dafür ein ESR-Bereich angegeben, bei dem der Regler stabil ist. Keramische Kondensatoren haben üblicherweise einen ESR von wenigen Milliohm. Bei Reglern, die auf den höheren ESR von Tantals oder Elkos abgestimmt sind, kann man sich ggf. durch eine künstliche Anhebung des ESR durch einen Serienwiderstand zum C behelfen.
Hallo, > Reinhard schrieb: > Kannst du das erklären? Steigt oder sinkt die Kapazität mit höherer > Spannung? Mit zunehmender Spannung geht die Kapazität in der Regel runter. Das ist aber im vom Dielektrikum, der Bauform und dem Nennspannungswert abhängig. https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5527 X7R ist da nicht so kritisch, vor allem wenn man eine deutlich höhere Nennspannng wählt, als die Einsatzspannung. Hier ein Datenblatt von Murata als Bsp. -> S.13 http://search.murata.co.jp/Ceramy/image/img/A01X/G101/ENG/GRM219C71C475ME21-01.pdf Ich würde dir raten, etwas mehr Kapazität zu spendieren, können ruhig 10...22uF sein. Die angegebenen Werte sind als minimale Empfehlungen zu verstehen. Mit einer etwas größeren Bauform, z.B. 1206 ist das auch mit X7R noch gut zu machen. In einer Schaltung kann man die C auch etwas verteilen, eines dicht am Regler und weitere eher dicht am Verbaucher. Gruß Öletronika
Reinhard schrieb: > Kannst du das erklären? Steigt oder sinkt die Kapazität mit höherer > Spannung? Sie fällt. Dein ausgewählter Kondensator hat z.B. bei 16V nicht mal mehr 1,4µF. Bei 3,3V hat er aber noch Nennkapazität bzw. sogar noch etwas mehr. (Daten von: http://ds.murata.co.jp/software/simsurfing/en-us/index.html) Es gibt keine hochkapazitiven MLCCs, bei denen es nicht so ist und ist eine Eigenschaftt des Dielektrikums (d.h. alle X5R, X7R usw. sind diesbezüglich ähnlich). Der Kapazitätsverlust nimmt bei kleineren Gehäuseformen zu.
Thomas E. schrieb: > So pauschal kann man das nicht sagen! Viele LDOs (Low Drop > Spannungsregler) haben Stabilitätsprobleme bei Kondensatoren mit zu > niedrigem ESR! > In der Regel ist im Datenblatt dafür ein ESR-Bereich angegeben, bei dem > der Regler stabil ist. Leider ist in dem Datenblatt nur folgendes dazu angegeben: "The ESR of about 5Ω or less and resonant frequency above 500KHz are most important parameter in the value of Capacitor. The Capacitors value can be increased without any limit." Führt das dann nicht zu einem "neuen" Problem, wenn ich in der 3,3V Bahn auch noch 100nF Kerkos habe? Damit hätte - unabhängig vom dem Elko oder Tantal - mir ja zudem noch einen minimalen ESR "in die Leitung" geholt? Ärgerlich, dass das nicht einfach noch etwas konkreter im Datenblatt hinterlegt wurde. Thomas E. schrieb: > Sie fällt. Dein ausgewählter Kondensator hat z.B. bei 16V nicht mal mehr > 1,4µF. Bei 3,3V hat er aber noch Nennkapazität bzw. sogar noch etwas > mehr. > (Daten von: http://ds.murata.co.jp/software/simsurfing/en-us/index.html) > > Es gibt keine hochkapazitiven MLCCs, bei denen es nicht so ist und ist > eine Eigenschaftt des Dielektrikums (d.h. alle X5R, X7R usw. sind > diesbezüglich ähnlich). Der Kapazitätsverlust nimmt bei kleineren > Gehäuseformen zu. Ahh, okay, das wusste ich noch nicht. Danke für die genaue Erklärung dazu! Dann bin ich in diesem Fall mit den 3,3V bei einem 16V MLCC ja "im grünen Bereich". U. M. schrieb: > Ich würde dir raten, etwas mehr Kapazität zu spendieren, können ruhig > 10...22uF sein. Die angegebenen Werte sind als minimale Empfehlungen zu > verstehen. Mit einer etwas größeren Bauform, z.B. 1206 ist das auch mit > X7R noch gut zu machen. > In einer Schaltung kann man die C auch etwas verteilen, eines dicht am > Regler und weitere eher dicht am Verbaucher. Angegeben sind bei 1mA 0.1uF, dementsprechend dachte ich mit 4,7µF (+ die 0.1µF nochmal am Verbraucher) schon ausreichend dimensioniert zu haben?
Hallo, ich denke, die Befürchtungen wegen zu geringen ESR oder zu hoher Kapazität sind auf eher wenige Fälle beschränkt und sollten im konkreten Fall auch im Datenblatt beschrieben sein. > Führt das dann nicht zu einem "neuen" Problem, wenn ich in der 3,3V Bahn > auch noch 100nF Kerkos habe? Damit hätte - unabhängig vom dem Elko oder > Tantal - mir ja zudem noch einen minimalen ESR "in die Leitung" geholt? Nun mach dir mal das Leben nicht so schwer. Die Warnungen zum niedrigen ESR gelten lange nicht für alle Regler, eher nur für eine kleine Minderheit. Ansonsten sind ist niedriger ESR für Cs in Digitalschaltungen zwingend notwendig, sonst bekommt man so machen IC nicht stabil zum laufen, weil bei sehr schnellen Schaltvorgängen hohe Impulsströme mit Anstiegszeiten im Bereich von ns und ps auftreten. Ohne schnelle MLCC geht da nix. > Angegeben sind bei 1mA 0.1uF, dementsprechend dachte ich mit 4,7µF (+ > die 0.1µF nochmal am Verbraucher) schon ausreichend dimensioniert zu > haben? Sofern der Regler mit höherer kapazitiver Last keine Probleme hat, was für die meisten Regler zutrifft, ist es eher vorteilhaft, einen etwas höhere Kapazitätswert einzusetzen. Wenn im Datenblatt steht: "The Capacitors value can be increased without any limit." dann muss man sich nicht an der Grenze des minimal notwenigen bewegen. Die Kapazitäten sollte auch an die Last angepasst werden. Kein Spannungsregler kann Lastsprünge von digitalen Schaltungen im ns-Bereich ausregeln. Deshalb müssen die Kapzitäten in der Schaltung die Einbrüche der Betriebsspannung puffern. Wenn die Kapazitäten höhere Werte haben, bei niedriger ESR, dann bleibt die Betriebsspannung umso stabiler. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Wenn im Datenblatt steht: > "The Capacitors value can be increased without any limit." ...ist das (hier) nicht ein recht vielversprechender Indikator für einen Regler(-typ), bei dem zu niedriger ESR eher nicht das Problem sein sollte? Eine "unbegrenzt große" Kapazität hätte doch auch als ELKO bzw. Kombi aus ELKO und FOKO o.ä. eine Art "unbegrenzt niedrigen" ESR. Was meinst Du, @Öletronika?
Hallo, ich wäre vorsichtig, und würde vor den MLCC z.B. einen 100mOhm hineintun. Grund: Zwar ist es so, dass im Datenblatt von Taiwan Semi das nicht expliziet gefordert ist. Aber der Regler soll kompatibel zum LP2951 sein, denke ich (das suggeriert ja schon die Nummer). Und der hat das ESR-Problem: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lp2951.pdf Der ESR muss zwischen 10mOhm und 5Ohm liegen. Und unter 10mOhm kann ein Kerko schon liegen. Ich würde das beachten, auch wenn das Taiwan nicht ins Datenblatt schreibt. Alternativ würde ich vorschlagen, etwas moderneres zu nehmen. Einfallen täten mir spontan: MCP1755 Oder TPS709. Der erste ist recht teuer aber dafür sehr sparsam, der zweite geht halt nur bis 16V. Du müsstest uns Daten nennen, dann könnte man bessere Vorschläge machen.
U. M. schrieb: > Ansonsten sind ist niedriger ESR für Cs in Digitalschaltungen zwingend > notwendig, Ja, aber diese Abblock-Kondensatoren baut man nicht an den Spannungsregler, sondern an die ICs. Dann ist zwischen Spannungsregler und C ein Stück Leiterbahnen dazwischen und der LDO sieht den extrem niedrigen ESR der Kerkos gar nicht! Schon ein 2 cm langes Stück Leiterbahn mit 1 mm Breite hat knapp 10 mOhm, womit die ESR-Erfordernisse meist schon erfüllt sind.
Nachtrag: hinzu kommt bei der Verbindung zwischen LDO und Schaltung mit Kerkos natürlich auch noch die Induktivität der Leiterbahn, deren Impedanz bei >100kHz (was durchaus in der Bandbreite des LDO-Regelverstärkers liegt) auch locker mal >10 mOhm entspricht.
Hurra schrieb: > ich wäre vorsichtig, und würde vor den MLCC z.B. einen 100mOhm > hineintun. > > Grund: > Zwar ist es so, dass im Datenblatt von Taiwan Semi das nicht expliziet > gefordert ist. Aber der Regler soll kompatibel zum LP2951 sein, denke > ich (das suggeriert ja schon die Nummer). Das habe ich in dem LP-Datenblatt auch gelesen - ging nur davon aus, dass ein "verbesserter Nachfolger" diese "schlechte Eigenschaft" ja nicht zwingen übernehmen muss. Hurra schrieb: > Einfallen täten mir spontan: MCP1755 Oder TPS709. > Der erste ist recht teuer aber dafür sehr sparsam, der zweite geht halt > nur bis 16V. Du müsstest uns Daten nennen, dann könnte man bessere > Vorschläge machen. Ich benötige aus 5V erzeugte 3,3V - hauptsächlich als Referenz und zur Versorgung einiger, weniger Komponenten. Daher würde ein Regler mit 10mA + Sicherheit vollkommen ausreichen. Dieser sollte jedoch leicht, dauerhaft, als SMD und zu guten Preisen verfügbar sein. Homo Habilis schrieb: >> Wenn im Datenblatt steht: >> "The Capacitors value can be increased without any limit." > > ...ist das (hier) nicht ein recht vielversprechender Indikator für einen > Regler(-typ), bei dem zu niedriger ESR eher nicht das Problem sein > sollte? > > Eine "unbegrenzt große" Kapazität hätte doch auch als ELKO bzw. Kombi > aus ELKO und FOKO o.ä. eine Art "unbegrenzt niedrigen" ESR. Ich habe es nun sowohl mit einem Elko, als einem MLCC aufgebaut und bekomme eine saubere Ausgangsspannung. Auch auf dem Oszi kann ich nichts ungewöhnliches sehen. In der Praxis scheint das also zu funktionieren. Nur würde ich auch gerne den "theoretischen Beweis" haben. ;)
Hallo, > Reinhard schrieb: > Ich benötige aus 5V erzeugte 3,3V - hauptsächlich als Referenz Naja, da sind die Ansprüche an die Genaigkeit wohl nicht so hoch. > Dieser sollte jedoch leicht, > dauerhaft, als SMD und zu guten Preisen verfügbar sein. Ich setze seit einiger Zeit für solche Zwecke den LM1117-3.3 ein. Ist billig und unkritisch, erfüllt den Zweck gut. Allerdings in der Bauform SOT223 etwas größer. Gruß Öletronika
U. M. schrieb: > Ich setze seit einiger Zeit für solche Zwecke den LM1117-3.3 ein. Genau den würde ich hier keinesfalls für die Verwendung mit MLCCs vorschlagen! Zitat aus dem Datenblatt: "The output capacitor is critical in maintaining regulator stability, and must meet the required conditions for both minimum amount of capacitance and equivalent series resistance (ESR)...." und dann: "The ESR of the output capacitor should range between 0.3 Ω to 22 Ω." Ich würde z.B. den LP2985 vorschlagen, der ist laut DB "Stable With Low-ESR Output Capacitor". Außerdem kostet der nur die Hälfte vom LM1117 - folglich ist der LM1117 weder billig, noch unkritisch, und reichlich groß obendrein...
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