تلعب المكثفات دورًا هامًا في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عالية السرعة، وغالبًا ما تكون أكثر الأجهزة استخدامًا في لوحات الدوائر المطبوعة. في لوحات الدوائر المطبوعة، تُقسم المكثفات عادةً إلى مكثفات ترشيح، ومكثفات فصل، ومكثفات تخزين طاقة، وغيرها.

1. مكثف خرج الطاقة، مكثف المرشح

عادةً ما نُشير إلى مكثف دوائر الإدخال والإخراج في وحدة الطاقة باسم مكثف الترشيح. ببساطة، يضمن المكثف استقرار مصدر الطاقة عند الإدخال والإخراج. في وحدة الطاقة، يجب أن يكون مكثف الترشيح كبيرًا قبل صغيرًا. كما هو موضح في الصورة، يُوضع مكثف الترشيح كبيرًا ثم صغيرًا في اتجاه السهم.

عند تصميم مصدر الطاقة، يجب مراعاة أن يكون عرض الأسلاك والغطاء النحاسي كافيًا، وأن يكون عدد الثقوب كافيًا لضمان تلبية سعة التدفق للطلب. يُقيّم عرض وعدد الثقوب بالتزامن مع التيار.

سعة مدخلات الطاقة

يُشكّل مكثف دخل الطاقة حلقة تيار مع حلقة التبديل. تتغير هذه الحلقة الحالية بسعة كبيرة (I/out). التردد هو تردد التبديل. أثناء عملية تبديل شريحة DCDC، يتغير التيار الناتج عن هذه الحلقة، بما في ذلك زيادة سرعة di/dt.

في وضع BUCK المتزامن، يجب أن يمر مسار التيار المستمر عبر دبوس GND الخاص بالشريحة، ويجب توصيل مكثف الإدخال بين GND وVin الخاص بالشريحة، لذلك قد يكون المسار قصيرًا وسميكًا.

كلما كانت مساحة حلقة التيار هذه صغيرة بما يكفي، كلما كان الإشعاع الخارجي لهذه الحلقة الحالية أفضل.

2. مكثف الفصل
يحتاج طرف الطاقة في الدائرة المتكاملة عالية السرعة إلى عدد كافٍ من مكثفات الفصل، ويفضل أن يكون واحدًا لكل طرف. في التصميم الفعلي، إذا لم تتوفر مساحة كافية لمكثف الفصل، يمكن حذفه حسب الحاجة.
عادةً ما تكون سعة فصل دبوس مصدر طاقة الدائرة المتكاملة صغيرة، مثل 0.1 ميكروفاراد، 0.01 ميكروفاراد، إلخ. كما أن العبوات المقابلة صغيرة نسبيًا، مثل العبوات 0402 و0603، إلخ. عند تركيب مكثفات الفصل، يجب مراعاة النقاط التالية.
(1) يُوضع المكثف في أقرب مكان ممكن من طرف مصدر الطاقة، وإلا فقد لا يكون له تأثير فصل. نظريًا، يتمتع المكثف بنصف قطر فصل معين، لذا يجب تطبيق مبدأ القرب بدقة.
(2) يجب أن يكون مكثف الفصل بين سلك دبوس مصدر الطاقة قصيرًا قدر الإمكان، وأن يكون السلك سميكًا، وعادةً ما يكون عرض السلك من 8 إلى 15 مل (1 مل = 0.0254 مم). الغرض من التكثيف هو تقليل محاثة السلك وضمان أداء مصدر الطاقة.
(3) بعد إخراج دبابيس مصدر الطاقة والأرضية لمكثف الفصل من لوحة اللحام، يُثقب الثقوب القريبة ويُوصل بمستوى مصدر الطاقة والأرضية. يجب أيضًا تكثيف السلك، ويجب أن يكون الثقب كبيرًا قدر الإمكان. إذا كان من الممكن استخدام ثقب بفتحة 10 مل، فلا يُنصح باستخدام ثقب بفتحة 8 مل.
(4) تأكد من أن حلقة الفصل صغيرة قدر الإمكان

3. مكثف تخزين الطاقة
دور مكثف تخزين الطاقة هو ضمان توفير الدائرة المتكاملة (IC) للطاقة في أقصر وقت عند استخدام الكهرباء. عادةً ما تكون سعة مكثف تخزين الطاقة كبيرة، وعبوته كبيرة أيضًا. في لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، يمكن وضع مكثف تخزين الطاقة بعيدًا عن الجهاز، ولكن ليس بعيدًا جدًا، كما هو موضح في الصورة. يظهر في الصورة وضع فتحة المروحة الشائع لمكثف تخزين الطاقة.

مبادئ فتحات المروحة والكابلات هي كما يلي:
(1) يجب أن يكون السلك قصيرًا وسميكًا قدر الإمكان، بحيث يكون هناك محاثة طفيلية صغيرة.
(2) بالنسبة لمكثفات تخزين الطاقة، أو الأجهزة ذات التيار الزائد الكبير، قم بثقب أكبر عدد ممكن من الثقوب.
(3) بالطبع، أفضل أداء كهربائي لفتحة المروحة هو فتحة القرص. لكن الواقع يتطلب دراسة شاملة.