Kondensatorauswahl für Step-Down-Regler

[Thomas Beul]

Hallo,

ich habe ein Netzteil mit Brückengleichrichter und einen nachfolgenden
Step-Down-Regler (LM2676) auf 5 V mit maximal 2,5 A. Die Software von
LT schlägt am Eingang und am Ausgang jeweils relativ kleine
Kondensatoren mit niedrigem Widerstand und hohem Ripplestrom vor. Dazu
habe ich folgende Fragen:

1. Die vorgeschlagenen Kondensatoren sind SMD und wohl kaum in
kleinen Stückzahlen zu bekommen. Ich würde lieber bedrahtete
Low-ESR-Elkos einsetzen, die erforderlichen Werte für Widerstand
und Ripplestrom lassen sich dabei aber nur mit wesentlich
größeren Kapazitäten erreichen. Kann ich die vorgeschlagenen
Kondensatoren mit 10 bzw. 100 uF problemlos gegen entsprechende
1000 uF Elkos ersetzen?

2. Zusätzlich zu den durch den Schaltregler bedingten Kondensatoren
habe ich auch noch Glättungskondensatoren nach dem Gleichrichter
und Stützkondensatoren an diversen Verbrauchern, die ja auch
parallel am Eingang bzw. Ausgang des Schaltreglers hängen. Kann
ich an diesen Stellen normale Elkos und Tantalkondensatoren
verwenden, und nur jeweils einen Low-ESR-Typ am Schaltregler?
Oder müssen alle Kondensatoren Low-ESR-Typen sein?

Falls letzteres der Fall ist, wäre der Glättungskondensator nach
dem Gleichrichter und der Eingangskondensator des Schaltreglers
praktisch ein und dasselbe. Wie ermittle ich dann den zu
verwendenden Kondensator? Der Ripplestrom setzt sich dann ja
aus dem Ladestrom bei 100 Hz und dem durch den Schaltregler
verursachten Strom bei 260 kHz zusammen, wobei die Kondensatoren
unterschiedliche Spezifikationen je nach Frequenz haben. Außerdem
ist es scheinbar so, daß alle Low-ESR-Typen einen recht niedrigen
zulässigen Ripplestrom bei niedrigen Frequenzen haben. Man bräuchte
riesige Kapazitäten, um auf die erforderlichen Werte zu kommen.

MfG
Thomas

 

[Dieter Wiedmann]

Thomas Beul schrieb:

ich habe ein Netzteil mit Brückengleichrichter und einen nachfolgenden
Step-Down-Regler (LM2676) auf 5 V mit maximal 2,5 A. Die Software von
LT schlägt am Eingang und am Ausgang jeweils relativ kleine

National, nicht LT.

Kondensatoren mit niedrigem Widerstand und hohem Ripplestrom vor. Dazu
habe ich folgende Fragen:

1. Die vorgeschlagenen Kondensatoren sind SMD und wohl kaum in
kleinen Stückzahlen zu bekommen. Ich würde lieber bedrahtete

Doch, Farnell hat welche.

Low-ESR-Elkos einsetzen, die erforderlichen Werte für Widerstand
und Ripplestrom lassen sich dabei aber nur mit wesentlich
größeren Kapazitäten erreichen. Kann ich die vorgeschlagenen
Kondensatoren mit 10 bzw. 100 uF problemlos gegen entsprechende
1000 uF Elkos ersetzen?

Eingangseitig kann es höchstens Probleme wegen des Inrush-Current geben,
ausgangsseitig bringst du evtl. den Regler durcheinander.

2. Zusätzlich zu den durch den Schaltregler bedingten Kondensatoren
habe ich auch noch Glättungskondensatoren nach dem Gleichrichter
und Stützkondensatoren an diversen Verbrauchern, die ja auch
parallel am Eingang bzw. Ausgang des Schaltreglers hängen. Kann
ich an diesen Stellen normale Elkos und Tantalkondensatoren
verwenden, und nur jeweils einen Low-ESR-Typ am Schaltregler?
Oder müssen alle Kondensatoren Low-ESR-Typen sein?

Das kommt ganz darauf an, wie gut die Entkopplung sein soll.


Gruß Dieter

Falls letzteres der Fall ist, wäre der Glättungskondensator nach
dem Gleichrichter und der Eingangskondensator des Schaltreglers
praktisch ein und dasselbe. Wie ermittle ich dann den zu
verwendenden Kondensator? Der Ripplestrom setzt sich dann ja
aus dem Ladestrom bei 100 Hz und dem durch den Schaltregler
verursachten Strom bei 260 kHz zusammen, wobei die Kondensatoren
unterschiedliche Spezifikationen je nach Frequenz haben. Außerdem
ist es scheinbar so, daß alle Low-ESR-Typen einen recht niedrigen
zulässigen Ripplestrom bei niedrigen Frequenzen haben. Man bräuchte
riesige Kapazitäten, um auf die erforderlichen Werte zu kommen.

MfG
Thomas

 

[Thomas Beul]

"Dieter Wiedmann" <Dieter.Wiedmann@t-online.de> schrieb:

National, nicht LT.

Natürlich, Entschuldigung.

Low-ESR-Elkos einsetzen, die erforderlichen Werte für Widerstand
und Ripplestrom lassen sich dabei aber nur mit wesentlich
größeren Kapazitäten erreichen. Kann ich die vorgeschlagenen
Kondensatoren mit 10 bzw. 100 uF problemlos gegen entsprechende
1000 uF Elkos ersetzen?

Eingangseitig kann es höchstens Probleme wegen des Inrush-Current
geben

Das wäre mit den vorgeschlagenen Kondensatoren und den
Glättungskondensatoren des Gleichrichters parallel dazu
aber wahrscheinlich das gleiche?

ausgangsseitig bringst du evtl. den Regler durcheinander.

Das hoffe ich nicht, in der Simulation geht es jedenfalls.

Zusätzlich zu den durch den Schaltregler bedingten Kondensatoren
habe ich auch noch Glättungskondensatoren nach dem Gleichrichter
und Stützkondensatoren an diversen Verbrauchern, die ja auch
parallel am Eingang bzw. Ausgang des Schaltreglers hängen. Kann
ich an diesen Stellen normale Elkos und Tantalkondensatoren
verwenden, und nur jeweils einen Low-ESR-Typ am Schaltregler?
Oder müssen alle Kondensatoren Low-ESR-Typen sein?

Das kommt ganz darauf an, wie gut die Entkopplung sein soll.

Was verstehst Du in diesem Zusammenhang unter Entkopplung?

Meine Befürchtung war, daß die normalen Kondensatoren es
möglicherweise nicht aushalten, wenn sie an den Schaltregler
angeschlossen werden, auch wenn dieser bereits mit zusätzlichen
geeigneten Kondensatoren beschaltet ist.

Gibt es diesbezüglich Bedenken?

MfG
Thomas

 

[Dieter Wiedmann]

Thomas Beul schrieb:

Das wäre mit den vorgeschlagenen Kondensatoren und den
Glättungskondensatoren des Gleichrichters parallel dazu
aber wahrscheinlich das gleiche?

Klar.

ausgangsseitig bringst du evtl. den Regler durcheinander.

Das hoffe ich nicht, in der Simulation geht es jedenfalls.

Übertreibe es in der Simulation mal, wenns dann immer noch läuft hast du
Sicherheitsreserve.

Was verstehst Du in diesem Zusammenhang unter Entkopplung?

Entkopplung der Versorgungsspannung zwischen verschiedenen
Bauteilen/-gruppen.

Meine Befürchtung war, daß die normalen Kondensatoren es
möglicherweise nicht aushalten, wenn sie an den Schaltregler
angeschlossen werden, auch wenn dieser bereits mit zusätzlichen
geeigneten Kondensatoren beschaltet ist.

Gibt es diesbezüglich Bedenken?

Der LM2676 läuft, AFAIR, bei ca. 250kHz. Da ist schon die Induktivität
von 2-3cm Leiterbahn nicht mehr zu vernachlässigen, die wirken wie eine
Speicherdrossel und verringern die Strombelastung der Elkos deutlich.


Gruß Dieter