როგორ მოვათავსოთ კონდენსატორები PCB დიზაინში?

კონდენსატორები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მაღალსიჩქარიანი დაბეჭდილი მიკროსქემის დიზაინში და ხშირად წარმოადგენენ დაბეჭდილ მიკროსქემებზე ყველაზე ხშირად გამოყენებულ მოწყობილობას. დაბეჭდილ მიკროსქემებში კონდენსატორები, როგორც წესი, იყოფა ფილტრის კონდენსატორებად, გამანაწილებელ კონდენსატორებად, ენერგიის დაგროვების კონდენსატორებად და ა.შ.

1. სიმძლავრის გამომავალი კონდენსატორი, ფილტრის კონდენსატორი

კვების მოდულის შემავალი და გამომავალი წრედების კონდენსატორს, როგორც წესი, ფილტრის კონდენსატორს ვუწოდებთ. მარტივი გაგება ის არის, რომ კონდენსატორი უზრუნველყოფს შემავალი და გამომავალი კვების წყაროს სტაბილურობას. კვების მოდულში ფილტრის კონდენსატორი ჯერ დიდი უნდა იყოს, შემდეგ პატარა. როგორც სურათზეა ნაჩვენები, ფილტრის კონდენსატორი ისრის მიმართულებით ჯერ დიდია, შემდეგ კი პატარა.

wps_doc_0

კვების წყაროს დიზაინის შექმნისას უნდა გაითვალისწინოთ, რომ გაყვანილობა და სპილენძის გარსი საკმარისად ფართოა და ხვრელების რაოდენობა საკმარისია იმისათვის, რომ ნაკადის გამტარუნარიანობა აკმაყოფილებდეს მოთხოვნას. ხვრელების სიგანე და რაოდენობა შეფასებულია დენთან ერთად.

შეყვანის სიმძლავრის ტევადობა

wps_doc_1

შემავალი სიმძლავრის კონდენსატორი გადართვის მარყუჟთან ერთად ქმნის დენის მარყუჟს. ეს დენის მარყუჟი იცვლება დიდი ამპლიტუდით, Iout ამპლიტუდით. სიხშირე არის გადართვის სიხშირე. DCDC ჩიპის გადართვის პროცესის დროს, ამ დენის მარყუჟის მიერ გენერირებული დენი იცვლება, მათ შორის უფრო სწრაფი di/dt.

სინქრონული BUCK რეჟიმში, უწყვეტი დენის გზა უნდა გაიაროს ჩიპის GND პინში, ხოლო შემავალი კონდენსატორი უნდა იყოს დაკავშირებული ჩიპის GND-სა და Vin-ს შორის, ამიტომ გზა შეიძლება იყოს მოკლე და სქელი.

wps_doc_2

რაც უფრო მცირეა ამ დენის რგოლის ფართობი, მით უკეთესი იქნება ამ დენის რგოლის გარე გამოსხივება.

2. გამანაწილებელი კონდენსატორი
მაღალსიჩქარიანი ინტეგრალური სქემის კვების პინს საკმარისი რაოდენობის განმაცალკევებელი კონდენსატორი სჭირდება, სასურველია თითო პინზე. რეალურ დიზაინში, თუ განმაცალკევებელი კონდენსატორისთვის ადგილი არ არის, მისი საჭიროებისამებრ წაშლა შესაძლებელია.
ინტეგრირებული მიკროსქემის კვების წყაროს პინის განმაცალკევებელი ტევადობა, როგორც წესი, მცირეა, მაგალითად, 0.1μF, 0.01μF და ა.შ. შესაბამისი შეფუთვაც შედარებით მცირეა, მაგალითად, 0402 შეფუთვა, 0603 შეფუთვა და ა.შ. განმაცალკევებელი კონდენსატორების განთავსებისას უნდა გაითვალისწინოთ შემდეგი პუნქტები.
(1) მოათავსეთ რაც შეიძლება ახლოს კვების წყაროს პინთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში შესაძლოა არ ჰქონდეს განცალკევების ეფექტი. თეორიულად, კონდენსატორს აქვს გარკვეული განცალკევების რადიუსი, ამიტომ სიახლოვის პრინციპი მკაცრად უნდა იქნას გამოყენებული.
(2) კვების წყაროს პინისებრ კაბელთან შემაერთებელი კონდენსატორი უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე და კაბელი სქელი, როგორც წესი, ხაზის სიგანეა 8 ~ 15 მილი (1 მილი = 0.0254 მმ). გასქელების მიზანია კაბელის ინდუქციურობის შემცირება და კვების წყაროს მუშაობის უზრუნველყოფა.
(3) მას შემდეგ, რაც განმაცალკევებელი კონდენსატორის კვების წყარო და დამიწების ქინძისთავები შედუღების ბალიშიდან გამოიყვანთ, ახლოს გააკეთეთ ხვრელები და შეაერთეთ კვების წყაროსთან და დამიწების სიბრტყესთან. მავთული ასევე უნდა გასქელდეს და ხვრელი რაც შეიძლება დიდი უნდა იყოს. თუ შესაძლებელია 10 მილი დიამეტრის ხვრელის გამოყენება, 8 მილი დიამეტრის ხვრელი არ უნდა იქნას გამოყენებული.
(4) დარწმუნდით, რომ განმაცალკევებელი მარყუჟი რაც შეიძლება პატარაა

3. ენერგიის შენახვის კონდენსატორი
ენერგიის დაგროვების კონდენსატორის როლია უზრუნველყოს, რომ ინტეგრირებულმა სქემმა ელექტროენერგიის გამოყენებისას უმოკლეს დროში უზრუნველყოს ენერგია. ენერგიის დაგროვების კონდენსატორის ტევადობა, როგორც წესი, დიდია და შესაბამისი პაკეტიც დიდია. დაბეჭდილ დაფაზე ენერგიის დაგროვების კონდენსატორი შეიძლება მოწყობილობიდან შორს იყოს, მაგრამ არც ისე შორს, როგორც ეს სურათზეა ნაჩვენები. სურათზე ნაჩვენებია ენერგიის დაგროვების კონდენსატორის ვენტილატორის ხვრელის რეჟიმი.

wps_doc_3

ვენტილატორის ხვრელებისა და კაბელების პრინციპები შემდეგია:
(1) ელექტროდი რაც შეიძლება მოკლე და სქელია, რათა მცირე პარაზიტული ინდუქციურობა იყოს.
(2) ენერგიის დაგროვების კონდენსატორების ან დიდი ჭარბი დენის მქონე მოწყობილობებისთვის, გაბურღეთ რაც შეიძლება მეტი ნახვრეტი.
(3) რა თქმა უნდა, ვენტილატორის ხვრელის საუკეთესო ელექტრული მახასიათებლები დისკის ხვრელია. რეალობას საფუძვლიანი განხილვა სჭირდება.