Конденсаторы играют важную роль в разработке высокоскоростных печатных плат и часто являются наиболее используемыми компонентами на печатных платах. На печатных платах конденсаторы обычно подразделяются на фильтрующие, развязывающие, накопительные и т. д.

1. Выходной конденсатор мощности, фильтрующий конденсатор

Конденсатор входных и выходных цепей модуля питания обычно называется фильтрующим конденсатором. Проще говоря, конденсатор обеспечивает стабильность входного и выходного напряжения. В модуле питания фильтрующий конденсатор сначала должен быть большим, а затем маленьким. Как показано на рисунке, фильтрующий конденсатор устанавливается сначала большим, а затем маленьким в направлении стрелки.

При проектировании источника питания следует учитывать, что проводка и медная оболочка имеют достаточную ширину, а количество отверстий достаточно для обеспечения требуемой пропускной способности. Ширина и количество отверстий оцениваются в зависимости от тока.

Входная емкость мощности

Входной конденсатор питания образует токовую петлю с коммутационной петлей. Эта токовая петля изменяется с большой амплитудой, Iout. Частота является частотой коммутации. В процессе коммутации микросхемы DCDC ток, генерируемый этой токовой петлей, изменяется, включая более быструю скорость di/dt.

В синхронном режиме BUCK путь постоянного тока должен проходить через вывод GND микросхемы, а входной конденсатор должен быть подключен между выводами GND и Vin микросхемы, поэтому путь может быть коротким и толстым.

Чем меньше площадь этого токового кольца, тем лучше будет внешнее излучение этого токового кольца.

2.Развязывающий конденсатор
Вывод питания высокоскоростной микросхемы должен иметь достаточное количество развязывающих конденсаторов, желательно по одному на вывод. Если в реальной конструкции нет места для развязывающего конденсатора, его можно удалить при необходимости.
Развязывающая ёмкость вывода питания микросхемы обычно невелика, например, 0,1 мкФ, 0,01 мкФ и т. д. Соответствующий корпус также относительно мал, например, корпус 0402, 0603 и т. д. При размещении развязывающих конденсаторов следует учитывать следующие моменты.
(1) Размещайте конденсатор как можно ближе к выводу питания, иначе развязывающий эффект может отсутствовать. Теоретически, конденсатор имеет определённый радиус развязки, поэтому принцип близости должен строго соблюдаться.
(2) Развязывающий конденсатор на выводе источника питания должен быть как можно короче, а сам вывод должен быть толстым, обычно толщина линии составляет 8 ~ 15 мил (1 мил = 0,0254 мм). Цель утолщения — снизить индуктивность вывода и обеспечить надёжные характеристики источника питания.
(3) После вывода выводов питания и заземления развязывающего конденсатора из сварочной площадки, пробейте отверстия рядом и подключите их к источнику питания и заземлению. Вывод также должен быть утолщённым, а отверстие — максимально большим. Если можно использовать отверстие диаметром 10 мил, не следует использовать отверстие диаметром 8 мил.
(4) Убедитесь, что развязывающая петля имеет как можно меньшие размеры.

3. Конденсатор для хранения энергии
Роль накопительного конденсатора заключается в обеспечении кратчайшего времени подачи питания микросхемой при использовании электроэнергии. Ёмкость накопительного конденсатора, как правило, велика, и соответствующий корпус также имеет большие размеры. На печатной плате накопительный конденсатор может располагаться на большом расстоянии от устройства, но не слишком далеко, как показано на рисунке. На рисунке показана распространённая схема накопительного конденсатора с вентилятором.

Принципы расположения вентиляционных отверстий и кабелей следующие:
(1) Провод должен быть максимально коротким и толстым, чтобы обеспечить небольшую паразитную индуктивность.
(2) Для конденсаторов хранения энергии или устройств с большим током перегрузки пробейте как можно больше отверстий.
(3) Конечно, наилучшие электрические характеристики вентиляторного отверстия обеспечиваются при использовании дискового вентилятора. Реальность требует комплексного анализа.