Existe alguma desvantagem em usar um capacitor de suavização maior que o necessário?

Eu trabalho com reguladores de tensão DC de baixa potência. Já estou ciente da fórmula para calcular o tamanho dos capacitores de suavização. Esse pode ser um processo iterativo de testar um tamanho com um escopo e, em seguida, usar um tamanho maior ou adicionar mais até que o escopo mostre níveis aceitáveis ​​(muito baixos) de ondulação e ruído.

Além do custo dos capacitores, existe alguma vantagem em arredondar (muito) e apenas usar capacitores muito grandes em vez de tentar calibrar o tamanho para "apenas o suficiente", mas não mais do que isso?

No que diz respeito aos limites, existem dois requisitos concorrentes: longo prazo (ondulação) e instantâneo (pico). Um grande eletrolítico pode fornecer o primeiro, mas não o último. Geralmente, você paralela seu eletrolítico grande com um 0,1uF menor, capaz de fornecer esse pico instantâneo enquanto o eletrolítico entra em ação. Ou o 0,1uF pode ser para desacoplamento local para estabilizar esse regulador. Se o capacitor especificado for realmente 0,1uF ou menor, a intenção do capacitor é fornecer pequenas quantidades de carga muito rapidamente. Não substitua isso por um eletrolítico maior - esse é definitivamente um caso em que quanto maior, pior, não melhor.

Indo além disso, você terá que nos dizer com que tipo de reguladores está lidando. Se é apenas um regulador linear básico, isso realmente não importa. Se você possui um regulador de comutação, o capacitor afetará a frequência ressonante do comutador, portanto, tenha muito cuidado.

Um capacitor de suavização maior que o mínimo na saída de um transformador e retificador proporcionará menor ondulação, o que é uma vantagem. No entanto, é uma pequena vantagem, já que até dobrar o tamanho do capacitor apenas reduzirá pela metade a ondulação. Qualquer coisa a jusante de um capacitor grande precisará ter uma Relação de Rejeição de Fonte de Alimentação (PSRR) significativa para lidar com a ondulação. Existem maneiras mais baratas de melhorar isso por um fator de dois do que dobrando o tamanho do Big Filtering Capacitor (BFC).

A desvantagem de um BFC maior é que ele extrairá pulsos de corrente maiores e mais curtos do transformador de entrada e do retificador.

Isso pode causar uma série de problemas, embora a maioria seja pequena ou possa ser atenuada.

a) Maior geração de interferência eletromagnética, devido a pulsos de corrente maiores e correntes mais altas sendo desativadas nos diodos.

b) Diodos e transformador ligeiramente mais quentes, devido à maior corrente RMS.

c) Fator de potência de entrada mais baixo.

Um cheiro de indutância em algum lugar da fonte (entrada CA, indutância de vazamento do transformador, pós-transformador ou pós-diodo) reduzirá a magnitude e estenderá o comprimento dos pulsos do retificador, melhorando todos os itens acima.

Nota: minha interpretação do post do OP é que estamos falando de capacitores na saída dos reguladores de tensão; alguns outros posts parecem assumir que o solicitante está falando sobre capacitores nos retificadores.

A principal desvantagem de um capacitor maior é que o tempo de subida e descida do interruptor será maior. Isso significa mais estresse no regulador durante a inicialização e, em casos extremos, pode até causar um desligamento por sobrecorrente do regulador. Também pode causar problemas para cargas que não lidam muito bem com subtensão.

Dito isto, acho que não adianta tentar gerenciar o tamanho desses capacitores. Na maioria dos casos, permitir uma margem generosa (um fator de 2 ou mais) sobre o que você acha que precisa provavelmente não será um problema.

Do comentário de Andy akas:

Se o suprimento que você estiver usando tiver requisitos específicos de capacitor de saída , siga-os. Para todos esses tipos de reguladores ligados (LDO), geralmente há apenas uma capacitância mínima. (pesquise a folha de dados para ESR).

Se você estiver usando um regulador de modo de chave, o capacitor de saída (nos controladores de modo atual) determina o pólo de saída e zero . Nos conversores de tensão, ele forma um circuito ressonante com o indutor de saída. Em ambos os casos, devemos fornecer compensação de loop e isso é parcialmente determinado pelo valor do (s) capacitor (es) de saída.

(Nota: eu sei que o uso de cerâmica na saída de um dispositivo de modo atual requer outras técnicas para fornecer uma saída zero, pois um capacitor de cerâmica zero tem uma freqüência muito alta para ser útil).

Esses capacitores devem ser cuidadosamente escolhidos ; alterar esses valores requer reavaliar os componentes de compensação de loop, ou é possível que haja instabilidade do loop.

Essa reavaliação também pode reduzir a largura de banda do loop, reduzindo o desempenho transitório.

Aqui está outro ponto: muitos conversores modernos são protegidos contra curtos ou sobrecargas no circuito de saída. Essa proteção é essencial para as PSUs de laboratório e um recurso interessante para todas as PSUs com conectores, pois a capacidade de conectar cargas diferentes aumenta o risco de curtos e sobrecargas.

Ter uma grande limitação na saída reduz a eficácia dessa proteção, uma vez que mais energia está disponível para causar o dano antes que a proteção desligue a energia.

Em face de maior, é melhor por razões bem documentadas em outros lugares. Se a tampa ficar muito grande, haverá problemas com a corrente de irrupção. Em uma pequena fonte de alimentação, o transformador deve manter isso em um valor razoável. filtro de tampa as correntes de pico nos diodos podem ser várias vezes a corrente de saída CC média. Isso está bem documentado em outros lugares.Este pico de corrente de diodo causa fator de potência ruim e corrente de linha ruim THD. Se a impedância da fonte for baixa, a tampa maior fará Geralmente, você pode usar a tampa maior em um pequeno sistema baseado em transformador sem precisar adicionar outras peças. Sistemas maiores podem ser feitos para funcionar bem, empregando um reator de linha no AC ou um pequeno afogador no DC.Se você estiver colocando um limite de alisamento muito grande na saída de um conversor buck, há um risco de instabilidade que pode precisar de um pequeno indutor para atenuar o divórcio.

Capacitores maiores também têm mais parasitas (por exemplo, resistência e indutância equivalentes em séries). É isso que "os torna mais lentos", por assim dizer.