Cum se plasează condensatoarele în designul PCB-ului?

Condensatoarele joacă un rol important în proiectarea PCB-urilor de mare viteză și sunt adesea cel mai utilizat dispozitiv pe PCB-uri. În PCB-uri, condensatoarele sunt de obicei împărțite în condensatoare de filtrare, condensatoare de decuplare, condensatoare de stocare a energiei etc.

1. Condensator de ieșire, condensator de filtrare

De obicei, ne referim la condensatorul circuitelor de intrare și ieșire ale modulului de alimentare ca fiind condensator de filtrare. Simpla înțelegere este că acest condensator asigură stabilitatea alimentării cu energie de intrare și ieșire. În modulul de alimentare, condensatorul de filtrare ar trebui să fie mare înainte de a fi mic. După cum se arată în imagine, condensatorul de filtrare este plasat mare și apoi mic în direcția săgeții.

wps_doc_0

La proiectarea sursei de alimentare, trebuie avut în vedere că firele și învelișul de cupru sunt suficient de late, iar numărul de găuri este suficient pentru a asigura că debitul corespunde cererii. Lățimea și numărul de găuri sunt evaluate împreună cu curentul.

Capacitate de intrare a puterii

wps_doc_1

Condensatorul de intrare formează o buclă de curent cu bucla de comutare. Această buclă de curent variază cu o amplitudine mare, amplitudinea Iout. Frecvența este frecvența de comutare. În timpul procesului de comutare al cipului DCDC, curentul generat de această buclă de curent se modifică, inclusiv o creștere a raportului di/dt.

În modul BUCK sincron, calea de curent continuu ar trebui să treacă prin pinul GND al cipului, iar condensatorul de intrare ar trebui să fie conectat între GND și Vin ale cipului, astfel încât calea poate fi scurtă și groasă.

wps_doc_2

Cu cât aria acestui inel de curent este suficient de mică, cu atât radiația externă a acestui inel de curent va fi mai bună.

2. Condensator de decuplare
Pinul de alimentare al unui circuit integrat de mare viteză necesită suficiente condensatoare de decuplare, de preferință câte unul pe pin. În designul actual, dacă nu există spațiu pentru condensatorul de decuplare, acesta poate fi șters după cum este necesar.
Capacitatea de decuplare a pinului de alimentare al circuitului integrat este de obicei mică, cum ar fi 0,1 μF, 0,01 μF etc. Capsula corespunzătoare este, de asemenea, relativ mică, cum ar fi capsula 0402, capsula 0603 și așa mai departe. La plasarea condensatoarelor de decuplare, trebuie reținute următoarele aspecte.
(1) Plasați cât mai aproape posibil de pinul sursei de alimentare, altfel s-ar putea să nu aibă efect de decuplare. Teoretic, condensatorul are o anumită rază de decuplare, așadar principiul proximității trebuie implementat cu strictețe.
(2) Condensatorul de decuplare la pinul sursei de alimentare trebuie să fie cât mai scurt posibil, iar firul trebuie să fie gros, de obicei lățimea liniei fiind de 8 ~ 15 mil (1 mil = 0,0254 mm). Scopul îngroșării este de a reduce inductanța firului și de a asigura performanța sursei de alimentare.
(3) După ce pinii de alimentare și de masă ai condensatorului de decuplare sunt scoși din padul de sudură, realizați găuri în apropiere și conectați-i la sursa de alimentare și la planul de masă. De asemenea, firul trebuie îngroșat, iar gaura trebuie să fie cât mai mare posibil. Dacă se poate utiliza o gaură cu o deschidere de 10 mil, nu se va utiliza una de 8 mil.
(4) Asigurați-vă că bucla de decuplare este cât mai mică posibil

3. Condensator de stocare a energiei
Rolul condensatorului de stocare a energiei este de a asigura că circuitul integrat poate furniza energie în cel mai scurt timp atunci când utilizează electricitate. Capacitatea condensatorului de stocare a energiei este în general mare, iar capsula corespunzătoare este, de asemenea, mare. În PCB, condensatorul de stocare a energiei poate fi amplasat departe de dispozitiv, dar nu prea departe, așa cum se arată în imagine. Modul comun de tip fan-hole al condensatorului de stocare a energiei este prezentat în imagine.

wps_doc_3

Principiile orificiilor și cablurilor pentru ventilatoare sunt următoarele:
(1) Cablul este cât mai scurt și gros posibil, astfel încât să existe o inductanță parazitară mică.
(2) Pentru condensatoarele de stocare a energiei sau dispozitivele cu supracurent mare, perforați cât mai multe găuri posibil.
(3) Desigur, cea mai bună performanță electrică a orificiului ventilatorului este orificiul discului. Realitatea necesită o analiză amănunțită.