Kondensatorer spiller en vigtig rolle i højhastigheds-PCB-design og er ofte den mest anvendte enhed på PCB'er. I PCB'er opdeles kondensatorer normalt i filterkondensatorer, afkoblingskondensatorer, energilagringskondensatorer osv.
1. Udgangskondensator, filterkondensator
Vi omtaler normalt kondensatoren i input- og outputkredsløbene på strømmodulet som filterkondensatoren. Den enkle forståelse er, at kondensatoren sikrer stabiliteten af input- og outputstrømforsyningen. I strømmodulet skal filterkondensatoren være stor, før den er lille. Som vist på billedet er filterkondensatoren placeret stor og derefter lille i pilens retning.
Ved design af strømforsyningen skal det bemærkes, at ledningerne og kobberbeklædningen er brede nok, og at antallet af huller er tilstrækkeligt til at sikre, at strømningskapaciteten opfylder behovet. Bredden og antallet af huller vurderes i forbindelse med strømmen.
Strømindgangskapacitet
Strømindgangskondensatoren danner en strømsløjfe med switching-sløjfen. Denne strømsløjfe varierer med en stor amplitude, Iout-amplituden. Frekvensen er switching-frekvensen. Under DCDC-chippens switching-proces ændrer den strøm, der genereres af denne strømsløjfe, sig, inklusive hurtigere di/dt.
I den synkrone BUCK-tilstand skal den kontinuerlige strømvej passere gennem chippens GND-ben, og indgangskondensatoren skal være forbundet mellem chippens GND og Vin, så stien kan være kort og tyk.
Jo lille nok arealet af denne strømrings ring er, desto bedre vil den eksterne stråling fra denne strømrings ring være.
2. Afkoblingskondensator
Effektpinden på en højhastigheds-IC skal bruge nok afkoblingskondensatorer, helst én pr. pin. Hvis der i det faktiske design ikke er plads til afkoblingskondensatoren, kan den slettes efter behov.
Afkoblingskapacitansen for IC-strømforsyningens pin er normalt lille, såsom 0,1 μF, 0,01 μF osv. Den tilsvarende pakke er også relativt lille, såsom 0402-pakke, 0603-pakke osv. Ved placering af afkoblingskondensatorer skal følgende punkter bemærkes.
(1) Placer den så tæt som muligt på strømforsyningens stik, ellers har den muligvis ikke en afkoblingseffekt. Teoretisk set har kondensatoren en vis afkoblingsradius, så nærhedsprincippet bør implementeres strengt.
(2) Afkoblingskondensatoren til strømforsyningens ledning skal være så kort som muligt, og ledningen skal være tyk. Normalt er ledningsbredden 8 ~ 15 mil (1 mil = 0,0254 mm). Formålet med fortykkelsen er at reducere ledningens induktans og sikre strømforsyningens ydeevne.
(3) Efter strømforsyningen og jordbenene på afkoblingskondensatoren er ført ud af svejsepuden, skal der laves huller i nærheden, og de skal tilsluttes strømforsyningen og jordplanet. Ledningen skal også være fortykket, og hullet skal være så stort som muligt. Hvis et hul med en åbning på 10 mm kan bruges, bør et 8 mm hul ikke bruges.
(4) Sørg for, at afkoblingssløjfen er så lille som muligt
3. Energilagringskondensator
Energilagringskondensatorens rolle er at sikre, at IC'en kan levere strøm på kortest mulig tid, når der anvendes elektricitet. Energilagringskondensatorens kapacitet er generelt stor, og den tilsvarende pakke er også stor. I printkortet kan energilagringskondensatoren være langt væk fra enheden, men ikke for langt væk, som vist på billedet. Den almindelige energilagringskondensator i fan-hole-tilstand er vist på billedet.
Principperne for ventilatorhuller og kabler er som følger:
(1) Ledningen er så kort og tyk som muligt, så der er en lille parasitisk induktans.
(2) For energilagringskondensatorer eller enheder med stor overstrøm skal der laves så mange huller som muligt.
(3) Selvfølgelig er skivehullet den bedste elektriske ydeevne for ventilatorhullet. Virkeligheden kræver grundig overvejelse.