¿Hay alguna desventaja en usar un condensador de suavizado más grande de lo necesario?

Trabajo con reguladores de voltaje de CC de baja potencia. Ya conozco la fórmula para calcular el tamaño de los condensadores de suavizado. Este puede ser un proceso iterativo de probar un tamaño con un alcance y luego usar un tamaño más grande o agregar más hasta que el alcance muestre niveles aceptables (muy bajos) de ondulación y ruido.

Además del costo de los condensadores, ¿hay algún inconveniente en redondear (mucho) y solo usar condensadores muy grandes en lugar de tratar de calibrar el tamaño a "lo suficiente" pero no más que eso?

En cuanto a los límites, hay dos requisitos en competencia: a largo plazo (onda) e instantáneo (pico). Un gran electrolítico puede darle el primero pero no el segundo. Por lo general, paralela su electrolítico grande con un 0.1uF más pequeño capaz de suministrar ese pico instantáneo mientras el electrolítico entra en acción. O el 0.1uF puede ser para el desacoplamiento local para estabilizar ese regulador. Si el capacitor especificado es en realidad 0.1uF o menor, entonces la intención del capacitor es suministrar pequeñas cantidades de carga muy rápido. No reemplace esto con un electrolítico más grande, ese es definitivamente un caso donde más grande es peor, no mejor.

Más allá de eso, tendrás que decirnos con qué tipo de reguladores estás lidiando. Si es solo un regulador lineal básico, entonces realmente no importa. Sin embargo, si tiene un regulador de conmutación, el condensador afectará la frecuencia de resonancia del conmutador, así que tenga mucho cuidado allí.

Un condensador de suavizado más grande que el mínimo en la salida de un transformador y un rectificador le dará una ondulación más baja, lo cual es una ventaja. Sin embargo, es una pequeña ventaja, ya que incluso duplicar el tamaño del capacitor solo reducirá (aproximadamente) a la mitad la ondulación. Cualquier cosa aguas abajo de un condensador grande necesitará tener una relación de rechazo de fuente de alimentación (PSRR) significativa para hacer frente a la ondulación. Hay formas más económicas de mejorar esto en un factor de dos que duplicar el tamaño del Big Filtering Capacitor (BFC).

La desventaja de un BFC más grande es que atraerá pulsos de corriente más grandes y más cortos desde el transformador de entrada y el rectificador.

Esto puede causar una serie de problemas, aunque la mayoría son pequeños o pueden mitigarse.

a) Mayor generación de interferencia electromagnética, debido a pulsos de corriente más grandes y corrientes más altas que se desconectan en los diodos.

b) Diodos y transformadores ligeramente más calientes, debido a la mayor corriente RMS.

c) Factor de potencia de entrada más pobre.

Una inhalación de inductancia en algún lugar del suministro (entrada de CA, inductancia de fuga del transformador, transformador posterior o diodo posterior) reducirá la magnitud y extenderá la longitud de los pulsos del rectificador, mejorando todo lo anterior.

Nota: mi interpretación de la publicación de OP es que estamos hablando de condensadores en la salida de los reguladores de voltaje, algunas otras publicaciones parecen suponer que el autor de la pregunta está hablando de condensadores en rectificadores.

La desventaja principal de un condensador más grande es que el tiempo de activación y desactivación será mayor. Eso significa más estrés en el regulador durante el arranque y, en casos extremos, incluso puede causar un apagado por sobrecorriente del regulador. También puede causar problemas para cargas que no manejan muy bien la subtensión.

Habiendo dicho eso, no creo que tenga sentido tratar de microgestión del tamaño de tales condensadores. En la mayoría de los casos, permitir un margen generoso (un factor de 2 o más) sobre lo que cree que necesita es poco probable que sea un problema.

Del comentario de Andy akas:

Si el suministro que está utilizando tiene requisitos específicos de condensador de salida , asegúrese de seguirlos. Para todos estos tipos de reguladores vinculados (LDO), generalmente solo hay una capacitancia mínima. (busque la hoja de datos para ESR).

Si está utilizando un regulador de modo de conmutación, entonces el condensador de salida (en los controladores de modo de corriente) determina el polo de salida y el cero . En convertidores de modo de voltaje, forma un circuito resonante con el inductor de salida. En ambos casos, debemos proporcionar compensación de bucle y eso está determinado en parte por el valor de los condensadores de salida.

(Nota: Soy consciente de que el uso de cerámica en la salida de un dispositivo de modo de corriente requiere otras técnicas para proporcionar una salida cero ya que un condensador de cerámica cero es demasiado alto en frecuencia para ser útil).

Estos condensadores deben elegirse cuidadosamente ; cambiar estos valores requiere reevaluar los componentes de compensación del bucle, o es muy posible que pueda resultar en inestabilidad del bucle.

Esta reevaluación también puede reducir el ancho de banda del bucle del suministro, lo que reduce el rendimiento transitorio.

Aquí hay otro punto: muchos convertidores modernos están protegidos contra cortocircuitos o sobrecargas en el circuito de salida. Dicha protección es imprescindible para las PSU de laboratorio y una buena característica para todas las PSU con conectores, ya que la capacidad de conectar diferentes cargas aumenta el riesgo de cortocircuitos y sobrecargas.

Tener un gran límite en la salida reduce la efectividad de dicha protección, ya que hay más energía disponible para hacer el daño antes de que la protección corte la energía.

En la cara de más grande es mejor por razones que están bien documentadas en otros lugares. Si el límite se vuelve realmente grande, habrá problemas con la corriente de entrada. En una fuente de alimentación pequeña, el transformador debe mantener esto a un valor razonable. Filtrar la tapa de las corrientes máximas en los diodos puede ser varias veces la corriente de salida de CC promedio. Esto está bien documentado en otros lugares. Este pico de corriente del diodo causa un factor de potencia deficiente y una corriente de línea defectuosa THD. esto es peor. Generalmente, puede usar la tapa más grande en un sistema basado en un pequeño transformador sin tener que agregar ninguna otra parte. Se puede hacer que los sistemas más grandes funcionen bien empleando un reactor de línea en la CA o un pequeño estrangulador en la CC.Si está colocando un límite de suavizado muy grande en la salida de un convertidor reductor, existe el riesgo de inestabilidad que puede necesitar un pequeño inductor para mitigar al divorciarse del límite máximo.

Los condensadores más grandes también tienen más parásitos (p. Ej., Resistencia e inductancia de serie equivalentes). Esto es lo que los "ralentiza", por así decirlo.