Как да поставим кондензатори в дизайна на печатни платки?

Кондензаторите играят важна роля в проектирането на високоскоростни печатни платки и често са най-използваното устройство в тях. В печатните платки кондензаторите обикновено се разделят на филтърни кондензатори, разделителни кондензатори, кондензатори за съхранение на енергия и др.

1. Изходен кондензатор, филтърен кондензатор

Обикновено наричаме кондензатора на входните и изходните вериги на захранващия модул филтриращ кондензатор. Простото разбиране е, че кондензаторът осигурява стабилността на входното и изходното захранване. В захранващия модул филтриращият кондензатор трябва да е първо голям, а след това малък. Както е показано на картинката, филтриращият кондензатор е разположен първо голям, а след това малък по посока на стрелката.

wps_doc_0

При проектирането на захранването трябва да се отбележи, че окабеляването и медната обвивка са достатъчно широки, а броят на отворите е достатъчен, за да се гарантира, че капацитетът на потока отговаря на търсенето. Ширината и броят на отворите се оценяват във връзка с тока.

Входен капацитет на захранването

wps_doc_1

Входният кондензатор образува токов контур с комутационния контур. Този токов контур варира с голяма амплитуда, Iout амплитуда. Честотата е честотата на превключване. По време на процеса на превключване на DCDC чипа, токът, генериран от този токов контур, се променя, включително по-бързо di/dt.

В синхронния BUCK режим, пътят на непрекъснатия ток трябва да преминава през GND пин на чипа, а входният кондензатор трябва да бъде свързан между GND и Vin на чипа, така че пътят може да е къс и дебел.

wps_doc_2

Колкото по-малка е площта на този токов пръстен, толкова по-добро ще бъде външното излъчване на този токов пръстен.

2. Разделящ кондензатор
Захранващият пин на високоскоростна интегрална схема се нуждае от достатъчно разделителни кондензатори, за предпочитане по един на пин. В действителния дизайн, ако няма място за разделителния кондензатор, той може да бъде премахнат, ако е необходимо.
Разделителният капацитет на захранващия пин на интегралната схема обикновено е малък, например 0.1μF, 0.01μF и т.н. Съответният корпус също е сравнително малък, например 0402, 0603 и т.н. При поставяне на разделителни кондензатори е необходимо да се имат предвид следните точки.
(1) Поставете възможно най-близо до пиновете на захранването, в противен случай може да няма разединителен ефект. Теоретично, кондензаторът има определен радиус на разединяване, така че принципът на близост трябва стриктно да се прилага.
(2) Разделителният кондензатор към захранващия пин трябва да е възможно най-къс, а проводникът трябва да е дебел, обикновено ширината на проводника е 8 ~ 15 mil (1 mil = 0,0254 mm). Целта на удебеляването е да се намали индуктивността на проводника и да се осигури добра производителност на захранването.
(3) След като захранващият и заземяващият щифтове на разделителния кондензатор са изведени от заваръчната площадка, пробийте отвори наблизо и ги свържете към захранващия и заземяващия панел. Кабелът също трябва да бъде удебелен, а отворът трябва да е възможно най-голям. Ако може да се използва отвор с диаметър 10 mil, не трябва да се използва отвор с диаметър 8 mil.
(4) Уверете се, че разединителният контур е възможно най-малък

3. Кондензатор за съхранение на енергия
Ролята на кондензатора за съхранение на енергия е да гарантира, че интегралната схема може да осигури захранване за възможно най-кратко време, когато използва електричество. Капацитетът на кондензатора за съхранение на енергия обикновено е голям, както и съответният корпус. В печатната платка кондензаторът за съхранение на енергия може да бъде разположен далеч от устройството, но не твърде далеч, както е показано на снимката. Обичайният режим на вентилаторно-отворен кондензатор за съхранение на енергия е показан на снимката.

wps_doc_3

Принципите на вентилаторните отвори и кабелите са следните:
(1) Проводникът е възможно най-къс и дебел, така че да има малка паразитна индуктивност.
(2) За кондензатори за съхранение на енергия или устройства с голям свръхток, пробийте колкото е възможно повече дупки.
(3) Разбира се, най-добрите електрически характеристики на отвора на вентилатора са на отвора на диска. Реалността изисква цялостно разглеждане.