خازن ها نقش مهمی در طراحی PCB با سرعت بالا دارند و اغلب پرمصرف ترین دستگاه در PCBS هستند.در PCB، خازن ها معمولا به خازن های فیلتر، خازن های جداکننده، خازن های ذخیره انرژی و غیره تقسیم می شوند.
1.خازن خروجی توان، خازن فیلتر
ما معمولاً به خازن مدارهای ورودی و خروجی ماژول پاور به عنوان خازن فیلتر اشاره می کنیم.درک ساده این است که خازن پایداری منبع تغذیه ورودی و خروجی را تضمین می کند.در ماژول پاور، خازن فیلتر باید بزرگتر از کوچک باشد.همانطور که در تصویر نشان داده شده است، خازن فیلتر بزرگ و سپس کوچک در جهت فلش قرار می گیرد.
هنگام طراحی منبع تغذیه، باید توجه داشت که سیم کشی و پوسته مسی به اندازه کافی پهن هستند و تعداد سوراخ ها برای اطمینان از اینکه ظرفیت جریان نیاز را برآورده می کند، کافی است.عرض و تعداد سوراخ ها در ارتباط با جریان ارزیابی می شود.
ظرفیت ورودی برق
خازن ورودی برق با حلقه سوئیچینگ یک حلقه جریان تشکیل می دهد.این حلقه جریان با یک دامنه بزرگ، دامنه Iout تغییر می کند.فرکانس فرکانس سوئیچینگ است.در طول فرآیند سوئیچینگ تراشه DCDC، جریان تولید شده توسط این حلقه جریان تغییر می کند، از جمله di/dt سریعتر.
در حالت BUCK همزمان، مسیر جریان پیوسته باید از پایه GND تراشه عبور کند و خازن ورودی باید بین GND و Vin تراشه وصل شود، بنابراین ممکن است مسیر کوتاه و ضخیم باشد.
مساحت این حلقه جریان به اندازه کافی کوچک است، تابش خارجی این حلقه جریان بهتر خواهد بود.
2.خازن جداسازی
پایه برق یک آی سی پرسرعت به خازن های جداکننده کافی، ترجیحاً یکی در هر پایه نیاز دارد.در طراحی واقعی، اگر فضایی برای خازن جداکننده وجود نداشته باشد، می توان آن را در صورت لزوم حذف کرد.
ظرفیت جداسازی پین منبع تغذیه آی سی معمولا کوچک است، مانند 0.1μF، 0.01μF و غیره. بسته مربوطه نیز نسبتا کوچک است، مانند پکیج 0402، بسته 0603 و غیره.هنگام قرار دادن خازن های جداکننده باید به نکات زیر توجه کرد.
(1) تا حد امکان نزدیک به پین منبع تغذیه قرار دهید، در غیر این صورت ممکن است اثر جداسازی نداشته باشد.از نظر تئوری، خازن دارای شعاع جداسازی مشخصی است، بنابراین اصل مجاورت باید به شدت اجرا شود.
(2) خازن جداکننده به سرب پین منبع تغذیه باید تا حد امکان کوتاه باشد و سرب باید ضخیم باشد، معمولاً عرض خط 8 تا 15 میلی متر است (1 میل = 0.0254 میلی متر).هدف از ضخیم شدن کاهش اندوکتانس سرب و اطمینان از عملکرد منبع تغذیه است.
(3) پس از اینکه منبع تغذیه و پایه‌های زمین خازن جداکننده به بیرون از پد جوش هدایت شدند، سوراخ‌هایی را در نزدیکی آن سوراخ کنید و به منبع تغذیه و صفحه زمین متصل شوید.سرب نیز باید ضخیم شود و سوراخ باید تا حد امکان بزرگ باشد.اگر می توان از سوراخی با دیافراگم 10 میل استفاده کرد، نباید از سوراخ 8 میل استفاده کرد.
(4) اطمینان حاصل کنید که حلقه جداسازی تا حد امکان کوچک است
3. خازن ذخیره انرژی
نقش خازن ذخیره انرژی این است که اطمینان حاصل شود که آی سی می تواند در کمترین زمان در هنگام استفاده از برق برق را تامین کند.ظرفیت خازن ذخیره انرژی به طور کلی بزرگ است و بسته مربوطه نیز بزرگ است.در PCB، خازن ذخیره انرژی می تواند بسیار دور از دستگاه باشد، اما نه خیلی دور، همانطور که در تصویر نشان داده شده است.حالت متداول سوراخ فن خازن ذخیره انرژی در تصویر نشان داده شده است.
اصول سوراخ ها و کابل های فن به شرح زیر است:
(1) سرب تا حد امکان کوتاه و ضخیم است، به طوری که یک اندوکتانس انگلی کوچک وجود دارد.
(2) برای خازن های ذخیره انرژی یا دستگاه هایی با جریان اضافه زیاد، تا حد امکان سوراخ کنید.
(3) البته، بهترین عملکرد الکتریکی سوراخ فن، سوراخ دیسک است.واقعیت نیاز به بررسی همه جانبه دارد