Les condensateurs jouent un rôle important dans la conception de circuits imprimés haute vitesse et sont souvent les composants les plus utilisés sur les PCB. Sur les PCB, les condensateurs sont généralement classés en condensateurs de filtrage, condensateurs de découplage, condensateurs de stockage d'énergie, etc.

1. Condensateur de sortie de puissance, condensateur de filtrage

On appelle généralement condensateur de filtrage le condensateur des circuits d'entrée et de sortie du module de puissance. En termes simples, le condensateur assure la stabilité de l'alimentation d'entrée et de sortie. Dans un module de puissance, le condensateur de filtrage doit être grand avant de se limiter. Comme illustré, le condensateur de filtrage est placé grand puis petit dans le sens de la flèche.

Lors de la conception de l'alimentation, il convient de veiller à ce que le câblage et le revêtement en cuivre soient suffisamment larges et que le nombre de trous soit suffisant pour garantir une capacité de débit suffisante. La largeur et le nombre de trous sont évalués en fonction du courant.

Capacité d'entrée d'alimentation

Le condensateur d'entrée forme une boucle de courant avec la boucle de commutation. Cette boucle de courant varie selon une amplitude importante, Iout. La fréquence est la fréquence de commutation. Lors de la commutation du circuit DC/DC, le courant généré par cette boucle de courant varie, notamment avec un rapport di/dt plus rapide.

En mode BUCK synchrone, le chemin de courant continu doit passer par la broche GND de la puce et le condensateur d'entrée doit être connecté entre GND et Vin de la puce, de sorte que le chemin peut être court et épais.

Plus la surface de cet anneau de courant est petite, meilleur sera le rayonnement externe de cet anneau de courant.

2. Condensateur de découplage
La broche d'alimentation d'un circuit intégré haute vitesse nécessite suffisamment de condensateurs de découplage, de préférence un par broche. Dans la conception actuelle, si l'espace disponible pour le condensateur de découplage est insuffisant, celui-ci peut être supprimé si nécessaire.
La capacité de découplage de la broche d'alimentation du circuit intégré est généralement faible, par exemple 0,1 μF, 0,01 μF, etc. Le boîtier correspondant est également relativement compact, par exemple 0402 ou 0603. Lors du placement des condensateurs de découplage, les points suivants doivent être pris en compte.
(1) Placer le condensateur le plus près possible de la broche d'alimentation, sinon il risque de ne pas avoir d'effet de découplage. Théoriquement, le condensateur possède un certain rayon de découplage ; le principe de proximité doit donc être strictement appliqué.
(2) Le condensateur de découplage relié à la broche d'alimentation doit être aussi court que possible et la broche doit être épaisse. La largeur de la ligne est généralement de 8 à 15 mil (1 mil = 0,0254 mm). L'épaississement a pour but de réduire l'inductance de la broche et d'assurer les performances de l'alimentation.
(3) Une fois les broches d'alimentation et de masse du condensateur de découplage sorties du plot de soudure, percez des trous à proximité et connectez-les à l'alimentation et au plan de masse. Le fil doit également être épais et le trou doit être aussi grand que possible. Si un trou d'une ouverture de 10 mil peut être utilisé, un trou de 8 mil est déconseillé.
(4) Assurez-vous que la boucle de découplage est aussi petite que possible

3. Condensateur de stockage d'énergie
Le rôle du condensateur de stockage d'énergie est de garantir que le circuit intégré puisse fournir de l'énergie dans les plus brefs délais lorsqu'il utilise de l'électricité. La capacité du condensateur de stockage d'énergie est généralement importante, tout comme son boîtier. Sur un circuit imprimé, le condensateur de stockage d'énergie peut être éloigné du composant, mais sans exagérer, comme illustré. Le mode « ventilateur » d'un condensateur de stockage d'énergie courant est illustré sur l'image.

Les principes des trous de ventilateur et des câbles sont les suivants :
(1) Le fil est aussi court et épais que possible, de sorte qu'il y ait une petite inductance parasite.
(2) Pour les condensateurs de stockage d'énergie ou les dispositifs à forte surintensité, percez autant de trous que possible.
(3) Bien sûr, la meilleure performance électrique du trou de ventilateur est celle du trou de disque. La réalité exige une réflexion approfondie.