Конденсатори відіграють важливу роль у проектуванні високошвидкісних друкованих плат і часто є найбільш використовуваним пристроєм на них. У друкованих платах конденсатори зазвичай поділяються на фільтруючі конденсатори, розділові конденсатори, конденсатори накопичення енергії тощо.
1. Вихідний конденсатор потужності, фільтруючий конденсатор
Зазвичай ми називаємо конденсатор вхідного та вихідного кіл модуля живлення фільтруючим конденсатором. Просте розуміння полягає в тому, що конденсатор забезпечує стабільність вхідного та вихідного джерела живлення. У модулі живлення фільтруючий конденсатор повинен бути спочатку великим, а потім малим. Як показано на малюнку, фільтруючий конденсатор розміщується спочатку великим, а потім малим у напрямку стрілки.
Під час проектування джерела живлення слід враховувати, що проводка та мідна оболонка мають достатню ширину, а кількість отворів – достатню для забезпечення відповідності пропускної здатності. Ширина та кількість отворів оцінюються залежно від сили струму.
Вхідна ємність живлення
Вхідний конденсатор живлення утворює петлю струму з петлею комутації. Ця петля струму змінюється з великою амплітудою, амплітудою Iout. Частота є частотою комутації. Під час процесу комутації мікросхеми DCDC струм, що генерується цією петлею струму, змінюється, включаючи швидше di/dt.
У синхронному режимі BUCK шлях безперервного струму повинен проходити через контакт GND мікросхеми, а вхідний конденсатор повинен бути підключений між GND та Vin мікросхеми, тому шлях може бути коротким і товстим.
Чим площа цього струмового кільця достатньо мала, тим кращим буде зовнішнє випромінювання цього струмового кільця.
2. Розв'язувальний конденсатор
Вивід живлення високошвидкісної мікросхеми потребує достатньої кількості роздільних конденсаторів, бажано по одному на кожен висновок. У фактичній конструкції, якщо для роздільного конденсатора немає місця, його можна за потреби видалити.
Роздільна ємність виводу блоку живлення мікросхеми зазвичай невелика, наприклад, 0,1 мкФ, 0,01 мкФ тощо. Відповідний корпус також відносно малий, наприклад, корпус 0402, корпус 0603 тощо. Під час розміщення роздільних конденсаторів слід враховувати наступне.
(1) Розмістіть конденсатор якомога ближче до контакту джерела живлення, інакше він може не мати ефекту розв'язки. Теоретично, конденсатор має певний радіус розв'язки, тому принцип близькості повинен суворо дотримуватися.
(2) Розв'язувальний конденсатор до виводу джерела живлення повинен бути якомога коротшим, а вивід має бути товстим, зазвичай ширина лінії становить 8 ~ 15 міл (1 міл = 0,0254 мм). Мета потовщення - зменшити індуктивність виводу та забезпечити продуктивність джерела живлення.
(3) Після того, як контакти джерела живлення та заземлення роздільного конденсатора виведені з зварювального майданчика, пробийте отвори поруч і підключіть їх до джерела живлення та заземлення. Вивід також повинен бути потовщеним, а отвір якомога більшим. Якщо можна використовувати отвір з діаметром 10 міл, не слід використовувати отвір 8 міл.
(4) Переконайтеся, що петля розв'язки є якомога меншою
3. Конденсатор накопичення енергії
Роль конденсатора-накопичувача енергії полягає в тому, щоб забезпечити живлення мікросхеми за найкоротший час при використанні електроенергії. Ємність конденсатора-накопичувача енергії, як правило, велика, як і відповідний корпус. На друкованій платі конденсатор-накопичувач енергії може бути розташований далеко від пристрою, але не надто далеко, як показано на малюнку. На малюнку показано типовий режим вентилятора-отвір конденсатора-накопичувача енергії.
Принципи розташування отворів для вентиляторів та кабелів такі:
(1) Провід має бути якомога коротшим і товстішим, щоб забезпечити невелику паразитну індуктивність.
(2) Для конденсаторів-накопичувачів енергії або пристроїв з великим перевантаженням по струму пробийте якомога більше отворів.
(3) Звичайно, найкращі електричні характеристики отвору вентилятора мають отвір для диска. Реальність потребує всебічного розгляду.