Capacitores desempenham um papel importante no projeto de PCBs de alta velocidade e costumam ser os dispositivos mais utilizados em PCBs. Em PCBs, os capacitores são geralmente divididos em capacitores de filtro, capacitores de desacoplamento, capacitores de armazenamento de energia, etc.
1. Capacitor de saída de potência, capacitor de filtro
Geralmente nos referimos ao capacitor dos circuitos de entrada e saída do módulo de potência como capacitor de filtro. O significado mais simples é que o capacitor garante a estabilidade da alimentação de entrada e saída. No módulo de potência, o capacitor de filtro deve ser grande antes de pequeno. Como mostrado na imagem, o capacitor de filtro é colocado grande e depois pequeno na direção da seta.
Ao projetar a fonte de alimentação, deve-se observar que a fiação e a capa de cobre sejam largas o suficiente e que o número de furos seja suficiente para garantir que a capacidade de fluxo atenda à demanda. A largura e o número de furos são avaliados em conjunto com a corrente.
Capacitância de entrada de energia
O capacitor de entrada de energia forma um loop de corrente com o loop de comutação. Este loop de corrente varia em uma grande amplitude, a amplitude Iout. A frequência é a frequência de comutação. Durante o processo de comutação do chip CC/CC, a corrente gerada por este loop de corrente varia, incluindo uma relação DI/Dt mais rápida.
No modo BUCK síncrono, o caminho de corrente contínua deve passar pelo pino GND do chip, e o capacitor de entrada deve ser conectado entre o GND e o Vin do chip, portanto, o caminho pode ser curto e grosso.
Quanto menor a área deste anel de corrente, melhor será a radiação externa deste anel de corrente.
2. Capacitor de desacoplamento
O pino de alimentação de um CI de alta velocidade precisa de capacitores de desacoplamento suficientes, de preferência um por pino. No projeto atual, se não houver espaço para o capacitor de desacoplamento, ele pode ser removido conforme necessário.
A capacitância de desacoplamento do pino de alimentação do CI é geralmente pequena, como 0,1 μF, 0,01 μF, etc. O encapsulamento correspondente também é relativamente pequeno, como o encapsulamento 0402, o encapsulamento 0603 e assim por diante. Ao instalar capacitores de desacoplamento, os seguintes pontos devem ser observados.
(1) Posicione o mais próximo possível do pino de alimentação, caso contrário, pode não haver efeito de desacoplamento. Teoricamente, o capacitor tem um certo raio de desacoplamento, portanto, o princípio da proximidade deve ser rigorosamente implementado.
(2) O cabo de conexão do capacitor de desacoplamento ao pino da fonte de alimentação deve ser o mais curto possível, e o cabo deve ser grosso, geralmente com uma largura de linha de 8 a 15 mil (1 mil = 0,0254 mm). O objetivo do espessamento é reduzir a indutância do cabo e garantir o desempenho da fonte de alimentação.
(3) Após a saída dos pinos de alimentação e aterramento do capacitor de desacoplamento da placa de solda, faça furos próximos e conecte-os à fonte de alimentação e ao plano de aterramento. O fio condutor também deve ser engrossado e o furo deve ser o maior possível. Se for possível usar um furo com abertura de 10 mil, não se deve usar um furo de 8 mil.
(4) Certifique-se de que o circuito de desacoplamento seja o menor possível
3. Capacitor de armazenamento de energia
A função do capacitor de armazenamento de energia é garantir que o CI possa fornecer energia no menor tempo possível ao usar eletricidade. A capacidade do capacitor de armazenamento de energia é geralmente grande, e o encapsulamento correspondente também é grande. Na placa de circuito impresso, o capacitor de armazenamento de energia pode estar distante do dispositivo, mas não muito, como mostrado na imagem. O modo fan-hole comum do capacitor de armazenamento de energia é mostrado na imagem.
Os princípios dos furos e cabos do ventilador são os seguintes:
(1)O fio é tão curto e grosso quanto possível, de modo que haja uma pequena indutância parasita.
(2)Para capacitores de armazenamento de energia ou dispositivos com grande sobrecorrente, faça o máximo de furos possível.
(3) É claro que o melhor desempenho elétrico do furo do ventilador é o furo do disco. A realidade precisa de consideração abrangente.