Hallo zusammen, ich habe eine Schaltung entwickelt, die Versorgung und Signal für viele WS2812B LEDs bereitstellt. Je nach Bestückung komme ich rechnerisch auf 13 A bzw. 25 A bei 5V für die LEDs. Spannungsquelle ist ein 24 V-Rail aus einem Netzteil für LCD-Monitore. Die Logik übernimmt im Wesentlichen ein ATSAML21, die Spannungsversorgung habe ich über mehrere LMZ23608 im Current Share Modus realisiert. Board bzw. Schaltplan kann ich bei Interesse gerne einstellen. Zum Problem: Das Datenblatt des LMZ23608 sieht zur Erreichung der Stabilität des Reglers Tantalelkos vor. Dieses hochintegrierte Modul habe ich gewählt, weil ich wenig Praxiserfahrung mit DCDC-Wandlern habe, Stückpreis keine große Rolle spielt (Schaltung wird 2 mal aufgebaut) und ich die PCB nicht mehrfach bestellen möchte, weil ich den Wandler falsch designed habe. Bauchschmerzen bereiten mir nun die Tantalelkos im Hochstromrail. Laut Datenblatt gehören die da hin und ich habe sie auch gescheit derated, aber ich möchte ungerne die Wohnung anzünden und bin von der google Bildersuche „tantalum failure“ eingeschüchtert. Hat jemand Erfahrung damit, solche Module mit einer anderen Kombination zu betreiben? MLCC mit Widerstand in Serie? Gibt es da vielleicht irgendwine Lösung? Oder sind Tantalpolymer Elkos heutzutage gutmütiger geworden und damit ausreichend sicher? Ich hoffe ich löse mit dieser schwammigen Formulierung keinen Glaubenskrieg aus. Gruß Thomas
Thomas S. schrieb: > Hat jemand Erfahrung damit, solche Module mit einer anderen Kombination > zu betreiben? MLCC mit Widerstand in Serie? Gibt es da vielleicht > irgendwine Lösung? Dein Regler interessiert sich nicht dafür ob der Ausgangskondensator aus Alu, Tantal oder Popcorn ist. Den interessieren nur seine Pole und Nullstellen in der Übertragungsfunktion, und für Dich heisst das ESR und Kapazität. Du solltest den ESR-Wert des vorgeschlagenen Tantalelkos in dessen Datenblatt nachsehen können. Dann kannst Du einen MLCC passender Kapazität nehmen und die Differenz an ESR durch ein reales Bauteil auffüllen. Bei MLCC ist ebenfalls Derating zu beachten -- die Kapazität sinkt mit der Spannung. Da muss dann bei Nennspannung der richtige Wert übrigbleiben.
Thomas S. schrieb: > Oder sind Tantalpolymer Elkos heutzutage gutmütiger geworden Nein, sie werden für bestimmte Zwecke einfach nicht mehr eingesetzt. Georg
Soul E. schrieb: > und für Dich heisst das ESR und > Kapazität. > > Du solltest den ESR-Wert des vorgeschlagenen Tantalelkos in dessen > Datenblatt nachsehen können. Dann kannst Du einen MLCC passender > Kapazität nehmen und die Differenz an ESR durch ein reales Bauteil > auffüllen. Das Prinzip verstehe ich. Leuchtet mir ein. Konkret: Die typical application sieht am Ausgang für ein 5V Rail folgende Parallelschaltung vor: - 2 x Tantal 330 µF, 10 V, 15 mOhm - 1 x 47 µF Keramik - 1 x 47 nF Keramik für EMV Jetzt frage ich mich folgendes: Das Modell dieser Gesamtkapazität kann man ja unendlich komplex machen. In den Datenblättern sehe ich, dass die MLCCs bei Betriebsspannung je nach Dielektrikum noch 40..90% ihrer Nennkapazität haben. Und die ESR der Keramik hängt von der Frequenz ab. Zuerst mal: Gehe ich Recht in der Annahme, dass hier die Schaltfrequenz des Reglers relevant ist? Wenn der also bei 400-500 kHz betrieben wird, entnehme ich die ESR aus dem Datenblatt für eben diese Frequenz? Wenn ich jetzt MLCCs einsetzen möchte, wird es schwierig, auf insgesamt 700 µF zu kommen. Sehe ich das richtig, dass für die Stabilität eine kleinere Kapazität mit niedriger ESR (Keramik) mit einer Bulk-Kapazität und hoher ESR (Aluminium) kombiniert werden könnte? Wäre das ein Kondensator, würde mir die Berechnung einleuchten. Nur mit einer Parallelschaltung aus verschiedenen Kondensatoren, deren ESRs und Kapazitäten jeweils um Größenordnungen auseinander liegen, habe ich keine Ahnung, wieviel Kapazität mit kleiner ESR und wieviel mit hoher ESR ich jetzt nehmen könnte, um ein sinnvolles Verhalten zu erzielen. Wie ist die Vorgehensweise, um von der oben genannten Parallelschaltung mit Tantalelkos auf eine sinnvolle Alternativkonfiguration aus Keramik und Alu zu kommen? Wäre Euch für einen solchen Hinweis sehr dankbar. Gruß Thomas
Thomas S. schrieb: > Hallo zusammen, > > Zum Problem: Das Datenblatt des LMZ23608 sieht zur Erreichung der > Stabilität des Reglers Tantalelkos vor. Dieses hochintegrierte Modul > habe ich gewählt, weil ich wenig Praxiserfahrung mit DCDC-Wandlern habe, > Stückpreis keine große Rolle spielt (Schaltung wird 2 mal aufgebaut) und > ich die PCB nicht mehrfach bestellen möchte, weil ich den Wandler falsch > designed habe. > > Bauchschmerzen bereiten mir nun die Tantalelkos im Hochstromrail. Laut > Datenblatt gehören die da hin und ich habe sie auch gescheit derated, > aber ich möchte ungerne die Wohnung anzünden und bin von der google > Bildersuche „tantalum failure“ eingeschüchtert. > > Gruß > Thomas Du solltest im Datenblatt den Abschnitt "8.2.2.6 COUT Selection" sorgfältiger lesen. Da steht nichts von zwingender Verwendung von Tantalelkos. Der IC hat übrigens einen internen Softstart für den Ausgang von typ 1,6ms, damit sind die größten Gefahren für Ta-Elkos schon mal umschifft. Arno
Das ist doof. 330 µF schaffst Du nicht mit MLCC, oder zumindest willst Du das nicht bezahlen. 15 mOhm schaffst Du nicht mit Al-Elkos. Eine Möglichkeit wäre ein Alu-Polymer-Elko. Panasonic ZC Serie fällt mir spontan ein, da hat der FAE neulich Muster dagelassen. Also sowas: https://de.farnell.com/panasonic/eehzc1e331p/kondensator-330-f-25v-20-radial/dp/2095332 Ist aber preislich gesehen kein Schnäppchen, auch nicht in Stückzahlen. Von daher würde ich mich eher nach einem anderen Schaltreglerbaustein umsehen. Je nach Branche darfst Du auch Tantal oder Tantal-Niob durchaus verwenden. Es muss halt sichergestellt sein dass keine zu hohen Stromstöße auftreten (z.B. beim Einschalten) und dass im Fehlerfall (Tantal schliesst kurz) die zugeführte Energie begrenzt ist (z.B. weil der Schaltregler den Strom überwacht und abschaltet).
Arno H. schrieb: > Du solltest im Datenblatt den Abschnitt "8.2.2.6 COUT Selection" > sorgfältiger lesen. Habe ich mehrfach, verstehe allerdings einiges nicht: Es ist dort die Rede von einem äquivalenten Kondensator. Meint das, ich soll die Parallelschaltung der Impedanzen (ESR + C) der einzelnen Kondensatoren für die Berechnung zugrunde legen und einen Ersatzkondensator daraus berechnen? Wirken denn die verschiedenen, parallel geschalteten Kondensatoren mit ihren wesentlich unterschiedlichen ESR und C-Werten nicht in verschiedenen Frequenz- und Lastbereichen? Was heißt "wenn die ESR höher als 15 mOhm ist, kann man C verringern"? Wie viel höher ist denn gut? Was heißt verringern? Soul E. schrieb: > Eine Möglichkeit wäre ein Alu-Polymer-Elko. Panasonic ZC Serie fällt mir > spontan ein Auf so ähnliche bin ich auch gestoßen, indem ich bei Mouser nach C und ESR gefiltert habe. Panasonic SVP-Serie habe ich zum Beispiel gefunden. Die haben ESR-Werte exakt wie die Tantalelkos, unterstützen sehr hohe Welligkeitsströme, sind in den Kapazitäten erhältlich und der Preis ist eigentlich auch in Ordnung für meine Anwendung. Gibt es irgendwas, das gegen Alu-Polymer-Solid-Caps spricht? Sonst verwende ich einfach diese und bin auf der sicheren Seite. Gruß Thomas
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