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固态电容的使用有问题

一个DC-DC的电源,输出5V2A。工作频率是50KHz。

输出使用低ESR 680uF/16V的电容,带满载测试OK。输出绞波在60mV以下。

换为SANYO的固态电容 470uF 6.3V的测试,根本就不能带满载。最多只能带到1.5A,此时的纹波也很大,超过200mV了,而且还可听到有啸叫声出现,电感很快就发热。

请教大家这是什么原因,不是说固态电容的效果更好吗?

 

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wyzlsq
LV.6
2
2010-11-28 00:48

低的ESR影响到反馈了,输出产生了振荡.

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bode
LV.9
3
2010-11-28 10:42
你说的带载不能满载,是什么意思?限流了还是限功率了?
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2010-11-28 14:36
我觉得低的esr影响到环路了。
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lijun
LV.5
5
2010-11-28 20:54
@bode
你说的带载不能满载,是什么意思?限流了还是限功率了?

是有限流的。

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lijun
LV.5
6
2010-11-28 20:56

还从没用过固态电容,对它的特性不了解。

有了解的人请讲解一下它的特性,有什么优点及缺点。

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wyzlsq
LV.6
7
2010-11-29 13:03
@高等数学
我觉得低的esr影响到环路了。

是的

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lijun
LV.5
8
2010-11-29 13:41
@高等数学
我觉得低的esr影响到环路了。

我试着调节取样电阻上并联的电容,从不加电容 到 47P、220P 、102、103,但都还是不行。

我想可能是DC-DC的工作频率太低了(50KHz),用固态电容不太适合吧。

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wyzlsq
LV.6
9
2010-11-29 22:19
@lijun
我试着调节取样电阻上并联的电容,从不加电容到47P、220P、102、103,但都还是不行。我想可能是DC-DC的工作频率太低了(50KHz),用固态电容不太适合吧。
应该测试下Phase_Gain,凭经验修改有时候很难达到要求的。另外容量也会影响到环路的。你在固态电容上并联个120uF的普通电容看看。
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lijun
LV.5
10
2010-11-30 10:31
@wyzlsq
应该测试下Phase_Gain,凭经验修改有时候很难达到要求的。另外容量也会影响到环路的。你在固态电容上并联个120uF的普通电容看看。

工厂只有示波器,能测试吗?

 

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hlp330
LV.9
11
2010-11-30 16:43
@lijun
还从没用过固态电容,对它的特性不了解。有了解的人请讲解一下它的特性,有什么优点及缺点。
固态电容的ESR是很小的,你现在纹波这么大,很可能是环路有问题,抓一个输出的波形来看看。
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LV.1
12
2010-11-30 16:57
@hlp330
固态电容的ESR是很小的,你现在纹波这么大,很可能是环路有问题,抓一个输出的波形来看看。
用示波器测试一下输出波形.把电感感量调下.
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wyzlsq
LV.6
13
2010-11-30 22:42
@lijun
工厂只有示波器,能测试吗? 

单示波器测不了哦,看有没有DIY的高手有用扫频仪改测Phase-Gain的方法。

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lijun
LV.5
14
2010-12-01 09:51
@hlp330
固态电容的ESR是很小的,你现在纹波这么大,很可能是环路有问题,抓一个输出的波形来看看。

 

这是输出带1A负载的测试。我认同是环路有问题的,也有按上面讲的加一个电解电容,但是没有明显改善。因只有示波器,没法测出相位-增益图。

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hlp330
LV.9
15
2010-12-01 15:27
@lijun
[图片] 这是输出带1A负载的测试。我认同是环路有问题的,也有按上面讲的加一个电解电容,但是没有明显改善。因只有示波器,没法测出相位-增益图。

全是开关频率的纹波,你的固态电容的ESR是多少?

以前的低ESR的电容的ESR是多少?

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lijun
LV.5
16
2010-12-01 15:39
@hlp330
全是开关频率的纹波,你的固态电容的ESR是多少?以前的低ESR的电容的ESR是多少?

固态电容的ESR是小于10mohm,低ESR电解电容的ESR小于0.2ohm.

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hlp330
LV.9
17
2010-12-01 15:48
@lijun
固态电容的ESR是小于10mohm,低ESR电解电容的ESR小于0.2ohm.

ESR这么小,纹波反而这么大,只能够多调节一下环路了。

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lijun
LV.5
18
2010-12-01 16:19
@hlp330
全是开关频率的纹波,你的固态电容的ESR是多少?以前的低ESR的电容的ESR是多少?

放弃调试了。可能是DC-DC的IC本身内部放大器的频率补偿造成的。

 

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ryhryh85
LV.2
19
2010-12-01 20:49
@lijun
放弃调试了。可能是DC-DC的IC本身内部放大器的频率补偿造成的。 

个人觉得还是可以通过调节电压反馈环的增益解决此问题。

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wyzlsq
LV.6
20
2010-12-01 23:50
@hlp330
全是开关频率的纹波,你的固态电容的ESR是多少?以前的低ESR的电容的ESR是多少?

不合理,图中是200uS每格,频率为3.3KHz,左右,不是开关频率。是系统产生的震荡频率。

50KHz的开关频率应该是20uS每周期。

把时间放到20uS每格。此时的delta V/ delta I = ESR. 可以估计电容的ESR.

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lijun
LV.5
21
2010-12-02 08:59
@wyzlsq
不合理,图中是200uS每格,频率为3.3KHz,左右,不是开关频率。是系统产生的震荡频率。50KHz的开关频率应该是20uS每周期。把时间放到20uS每格。此时的deltaV/deltaI=ESR.可以估计电容的ESR.

是的,是DC-DC电源产生的低频震荡频率,因此可听到有啸叫声。

固态电容是使用SANYO OS-CON SEPC系列的470uF/6.3V,ESR规格书上是8mohm(max.)100kHz to 300kHz/20度。将时间放到20US每秒及更小,除了这个低频震荡频率外基本上看不到纹波了。

以下是DC-DC IC内部框图,可以看到内部是有一个频率补偿的。我认为是这里造成的,因此在FB端调节电容没效果,有一点点反应也是低频震荡频率在几kHz内有点变化。 

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wyzlsq
LV.6
22
2010-12-02 22:48
@lijun
是的,是DC-DC电源产生的低频震荡频率,因此可听到有啸叫声。固态电容是使用SANYOOS-CONSEPC系列的470uF/6.3V,ESR规格书上是8mohm(max.)100kHzto300kHz/20度。将时间放到20US每秒及更小,除了这个低频震荡频率外基本上看不到纹波了。以下是DC-DCIC内部框图,可以看到内部是有一个频率补偿的。我认为是这里造成的,因此在FB端调节电容没效果,有一点点反应也是低频震荡频率在几kHz内有点变化。[图片] 

我建议如下:

1。把较完整的电路放上来大家学习下。

2。可否输出改为2节滤波,取样在后。这样取样就不会看到输出电容上的快速纹波。输出有可能稳定。不过动态负载会变差。

3。可以将电路Simetrix仿真下,看怎样去改善。

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lijun
LV.5
23
2010-12-03 09:30
@wyzlsq
我建议如下:1。把较完整的电路放上来大家学习下。2。可否输出改为2节滤波,取样在后。这样取样就不会看到输出电容上的快速纹波。输出有可能稳定。不过动态负载会变差。3。可以将电路Simetrix仿真下,看怎样去改善。

谢谢你提出的建议。方案是DC-DC单芯片集成MOS的,线路比较简单,就同LM2575一样,只是由于内部是MOS输出可以达到2A。

因为芯片内部的原因,这种线路确实是不好调试或者说调不出来的。如果芯片将内部频率补偿做成引脚拉出来可以单独调试的话就能达到了。

本人不才,没有学会仿真。

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hlp330
LV.9
24
2010-12-03 15:41
@lijun
谢谢你提出的建议。方案是DC-DC单芯片集成MOS的,线路比较简单,就同LM2575一样,只是由于内部是MOS输出可以达到2A。因为芯片内部的原因,这种线路确实是不好调试或者说调不出来的。如果芯片将内部频率补偿做成引脚拉出来可以单独调试的话就能达到了。本人不才,没有学会仿真。
固态电容低ESR所引起的环路问题很难得到补偿。
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lijun
LV.5
25
2010-12-03 16:43
@hlp330
固态电容低ESR所引起的环路问题很难得到补偿。

我想固态电容在高开关频率的应用中应该会好用。在这里由于IC的问题不能使用固态电容。

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高等数学
LV.10
26
2010-12-03 21:07
@hlp330
固态电容低ESR所引起的环路问题很难得到补偿。
有个想法,把极点补在这个esr零点前面,使-2斜率在高频处,那即使碰到了esr,那也变成-1了 仍然可以  有何隐患?
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hlp330
LV.9
27
2010-12-04 10:17
@高等数学
有个想法,把极点补在这个esr零点前面,使-2斜率在高频处,那即使碰到了esr,那也变成-1了仍然可以 有何隐患?

零点的频率往往很高,不好补偿啊。

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heritwy
LV.2
28
2011-09-19 15:52
要不给你我们代理的韩国ENESOL的固态电容试试?
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heritwy
LV.2
29
2011-09-19 15:53
@wyzlsq
低的ESR影响到反馈了,输出产生了振荡.
是的,ESR太低在有些电路里面会产生震荡
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heritwy
LV.2
30
2011-09-19 15:57
@lijun
还从没用过固态电容,对它的特性不了解。有了解的人请讲解一下它的特性,有什么优点及缺点。
优点是温度特性好,ESR低,寿命长,体积小,不爆浆;缺点嘛就是ESR太低,有些电路里面使用会产生震荡,还有价格贵,再就是目前的固态电容耐压值都比较低,我们代理的韩国ENSOL的耐压50V已经是最高的耐压了。
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heritwy
LV.2
31
2011-09-19 15:59
@heritwy
要不给你我们代理的韩国ENESOL的固态电容试试?
对 ,我的联系方式:13424449178,刘生
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