コンデンサは高速 PCB 設計で重要な役割を果たし、多くの場合 PCBS で最も使用されるデバイスです。PCB では、コンデンサは通常、フィルタ コンデンサ、デカップリング コンデンサ、エネルギー蓄積コンデンサなどに分類されます。

1.電源出力コンデンサ、フィルタコンデンサ

通常、パワーモジュールの入出力回路のコンデンサをフィルタコンデンサと呼びます。簡単に理解すると、コンデンサは入出力電源の安定性を確保するものです。パワーモジュールでは、フィルタコンデンサは小さくする前に大きくする必要があります。写真のように、フィルタコンデンサは矢印の方向に大きく、次に小さく配置されます。

電源を設計するときは、配線と銅皮膜の幅が十分であり、流量容量が需要を満たすのに十分な穴の数があることに注意してください。穴の幅と数は電流と組み合わせて評価されます。

電源入力容量

電源入力コンデンサは、スイッチング ループとともに電流ループを形成します。この電流ループは、大きな振幅、Iout 振幅によって変化します。周波数はスイッチング周波数です。DCDC チップのスイッチング プロセス中に、この電流ループによって生成される電流が変化し、di/dt が高速化されます。

同期 BUCK モードでは、連続電流経路はチップの GND ピンを通過し、入力コンデンサはチップの GND と Vin の間に接続される必要があるため、経路は短くて太い可能性があります。

この電流リングの面積が十分に小さいほど、この電流リングの外部放射は良好になります。

2.デカップリングコンデンサ
高速 IC の電源ピンには十分なデカップリング コンデンサが必要で、できればピンごとに 1 つ必要です。実際の設計において、デカップリングコンデンサを配置するスペースがない場合は、適宜削除してください。
IC の電源ピンのデカップリング容量は通常、0.1μF、0.01μF などと小さく、対応するパッケージも 0402 パッケージ、0603 パッケージなど比較的小さいです。デカップリングコンデンサを配置する場合は、以下の点に注意してください。
(1)電源端子にできるだけ近づけて配置してください。デカップリング効果が得られない可能性があります。理論的には、コンデンサには特定のデカップリング半径があるため、近接の原理を厳密に実装する必要があります。
(2)電源ピンのリード線に接続するデカップリングコンデンサはできるだけ短く、リード線は太い方がよく、通常線幅は8～15mil(1mil=0.0254mm)となります。厚くする目的は、リード線のインダクタンスを低減し、電源性能を確保することです。
(3)デカップリングコンデンサの電源ピンとグランドピンを溶接パッドから引き出した後、近くに穴を開けて電源プレーンとグランドプレーンに接続します。リードも太く、穴はできるだけ大きくする必要があります。口径 10mil の穴が使用できる場合は、8mil の穴は使用しないでください。
(4) デカップリング ループが可能な限り小さいことを確認します。

3.エネルギー貯蔵コンデンサ
エネルギー貯蔵コンデンサの役割は、電気使用時に IC が最短時間で電力を供給できるようにすることです。エネルギー蓄積コンデンサの容量は一般に大きく、対応するパッケージも大きくなります。PCB では、エネルギー蓄積コンデンサはデバイスから遠く離れていても構いませんが、図に示すように遠すぎることはありません。一般的なエネルギー貯蔵コンデンサのファンホール モードを図に示します。

ファンの穴とケーブルの原理は次のとおりです。
(1) 寄生インダクタンスが小さくなるように、リード線はできるだけ短く、太くしてください。
(2)エネルギー貯蔵コンデンサや過電流の大きな機器の場合は、できるだけ多くの穴を開けてください。
(3)もちろん、ファン穴の電気的性能が最も優れているのはディスク穴です。現実には総合的な検討が必要だ