RegLab měnič je jedna rovnováha

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Zvlnění výstupu: dva nezávislé členy

Trojúhelníkový proud z cívky teče do kondenzátoru a ven jde napětí, které není hladké. To zvlnění má dva sčítance, které spolu nesouvisí — a skoro vždycky jeden z nich úplně převládne.

z náboje ΔI/(8fC)5,4 mVz ESR: ΔI·ESR9,6 mVdohromady 15,0 mV (0,45 % výstupu)rozhoduje ESR — zvětšit kapacitu tady nepomůžezvlnění proudu 478 mAčlen z ESR neobsahuje kapacitu vůbec — desetkrát větší kondenzátor s týmž ESR nezmění nicproto se na výstup dávají keramiky: ne kvůli kapacitě, kvůli tomu, co v nich NENÍ
Dva členy vedle sebe. Zvětšuj kapacitu při velkém ESR a sleduj, že se skoro nic nezmění.

Z náboje

Kondenzátor se nabíjí, když je proud cívkou nad zátěží, a vybíjí, když je pod ní. Náboj, který takhle přeteče za půl periody, dělí kapacita:

ΔVC = ΔI / (8 · f · C)čistě kapacitní člen

Z ESR

Skutečný kondenzátor má sériový odpor. Tím teče celé zvlnění proudu a vyrobí na něm úbytek — bez ohledu na kapacitu:

ΔVESR = ΔI · ESRa kapacita v tom není vůbec

To je celé jádro téhle kapitoly: ve druhém vzorci kapacita nefiguruje. U elektrolytu s ESR 200 mΩ a zvlněním 400 mA je to 80 mV, a je jedno, jestli má 100 µF nebo 1000 µF. Desetkrát větší kondenzátor nezlepší nic. Kdo řeší zvlnění přidáváním kapacity, musí nejdřív zjistit, který ze dvou členů vlastně řeší.

Odtud plyne volba součástky

typESRkdy
keramika X7R/X5R2–10 mΩvýstup měniče — nízké ESR je to, co se kupuje
polymer / tantal10–50 mΩkdyž je potřeba hodně kapacity a ESR nesmí být vysoké
hliníkový elektrolyt100–500 mΩvstupní zásobník, kde jde o objem, ne o zvlnění

Keramika se na výstup nedává kvůli kapacitě, ale kvůli tomu, co v ní NENÍ.

A jedna past, kterou tenhle model nepočítá: keramický kondenzátor ztrácí kapacitu se stejnosměrným napětím. Kus označený 22 µF na 6,3 V může mít při 5 V reálně 8 µF. Ve vzorci pro ΔVC tedy nepatří jmenovitá hodnota, ale ta při pracovním napětí — a ta je v katalogu jen jako graf.

Vzorce v této kapitole

ΔV_C — zvlnění z náboje
ΔV_C = ΔI/(8fC) [V]
ΔV_ESR — zvlnění z ESR
ΔV_ESR = ΔI·ESR [V] Ohmův zákon