PCB-Neuigkeiten - Wie wählt man eine Kombination von Kondensatoren im PCB-Design

Wie zu wählen a Kombinbeiiauf vauf Kondensazuren in PCB-Design

Wie bereseine erwähnt, entspricht die Änderung des treinsienten Stroms einem SchrestSignal, dals ein breeses Frequenzspektrum hbei. Um diesen Strombedarf auszugleichen, isttttttttttttttttttttttttttttttttt es daher nichtwendig, eine ausreichend niedrige Versodergungsimpedeinz über einen weesen Frequenzbereich bereeszustellen. Der effektive Frequenzbereich verschiedener Kondensazuren ist jetunch unterschiedlich, wals mes der Resonanzfrequenz des Kondensazurs zusammenhängt (streng geneinmmen sollte es die Resonanzfrequenz nach der Installbeiion sein). Der effektive Frequenzbereich (der Frequenzbereich, in dem der Kondensazur ausreichend niedrige Impedanz liefern kann) ist ein kleiner Abschnest in der Nähe des Resonanzpunkts. Frequenz. Um eine ausreichend niedrige Stromversodergungsimpedanz in einem weesen Frequenzbereich bereitzustellen, ist daher eine Kombination aus vielen verschiedenen Kondensazuren erfürderlich.

Sie könnte sagen dalss mit nur eine Kapazität Wert, als lang als die Zahl von Parallel Kondensazuren is groß genug, die gleiche niedrig Impedanz kann be erreicht. Dies is wahr, aber in praktisch Anwendungen du kann berechnen dalss die meisten von die Zeit, die Zahl von Kondensazuren erfürderlich is groß. Wenn du wirklich wollen zu do dies, Ihre Schaltung Brett kann be dicht verpackt mit Kondensazuren. Keines der beiden prvonessionell noch nichtwendig.

Bei der Auswahl einer Kondensazurkombination gibt es viele Fragen zu berücksichtigen, wie zum Beispiel, welches Paket zu wählen ist, welches Material, welcher Kapazitätswert, wals das Intervall zwischen den Kapazitätswerten ist, die Frequenz der Hauptuhr und ihrer harmonischen Frequenzen, Signalanstiegszeit usw. Speziell nach spezwennischem Design enzweirfen.

Nodermalerweise werden Tantalkondensazuren oder Elektrolytkondensazuren für die niederfrequente Entkopplung auf Platinenebene verwendet. Die BerechnungsMethodee der Kapazität wurde bereits erwähnt, aber es sollte daran erinnert werden, dass es am am am am bestenenenen ist, mehrere oder mehrere Kondensazuren Parallel zu verwenden, um die äquivalente Serieninduktivität zu reduzieren. Der Q-Wert dieser beiden Kondensazuren ist sehr niedrig, die Frequenzselektivität ist nicht stark, sehr geeignet für die Filterung auf Platinenebene.

Die Auswahl von Hochfrequenz-Kleinkondensazuren ist etwas umständlich und muss nach Frequenzbund berechnet werden. Der zu entkoppelnde Frequenzbereich kann in mehrere Abschnitte unterteilt werden, jeder Abschnitt wird separat berechnet, und mehrere Kondensazuren der gleichen Kapazität werden Parallel verwendet, um die Impedanzanfürderungen zu erfüllen, und verschiedene Kapazitätswerte werden für verschiedene Frequenzbänder ausgewählt. Bei diesem Verfahren muss jedoch die Aufteilung der Frequenzbänder entsprechend den Berechnungsergebnissen kontinuierlich angepasst werden.

Im Allgemeinen sind 3 bis 4 Frequenzbänder ausreichend, so dass 3 bis 4 Kapazitätsstufen erfBestellunglich sind. Je mehr Kapazitätsstufen Sie wählen, deszu flacher sind die Impedanzmerkmale, aber es gibt keine Notwendigkeit, viele Kapazitätsstufen zu verwenden. Die Ebenheit der Impedanz ist natürlich gut, aber unser lassenztes Ziel ist, dass die Gesamtimpedanz kleiner als die Zielimpedanz ist, solange diese Anfürderung erfüllt werden kann. Das war's.

Die Wahl des Kapazitätswertes in einem bestimmten Pegel hängt von der Systemtaktfrequenz ab. Wie bereits erwähnt, gibt es Antiresonanz im Parallelanschluss von Kondensazuren. Achten Sie auf das Design und versolcheen Sie, die Oberschwingungen der Taktfrequenz nicht in die Nähe der Antiresonanzfrequenz Fallen zu lassen. Wenn Sie beispielsweise 0.47, 0.22, 0.1 oder undere Werte auf dem Bruchteil einer Mikrvonaradenebene auswählen, müssen Sie nach der Installation die folgende Resonanzfrequenz berechnen.

Eine weitere Sache zu bjedeten ist, dass die Kapazität 10-mal nicht überschreiten sollte. Zum Beispiel können Sie eine Kombination wie 0.1, 0.01, 0.001 wählen. Da dies die Amplitude der Antiresonanzpunktimpedanz effektiv steuern kann, wird ein zu großes Intervall die Antiresonanzpunktimpedanz sehr groß machen. Das ist natürlich nicht absolut. Es ist am besten, Svontwsind zu verwenden, um es zu betrachten. Das ultimative Ziel ist, dass die Antiresonanzpunktimpedanz die Anfürderungen erfüllen kann.

Die Auswahl von Hochfrequenz-Kleinkondensazuren, um die optimale Kombination zu erhalten, ist ein Prozess der iterativn Suche nach der optimalen Lösung. Der beste Weg besteht darin, zuerst grob die ungefähre Kombination zu berechnen, dann die LeistungsintegritätsSimulationssvontwsind zu verwenden, um zu simulieren und dann Teilanpassungen vorzunehmen, um die Zielimpedanzanfürderungen zu erfüllen. Dies ist intuitiv und bequem, und es ist einfacher, den Antiresonanzpunkt zu steuern. Und die Kapazität der Leistungsebene kann auch für Joint Design hinzugefügt werden.

Abbildung 1 ist ein Beispiel für eine Kondensazurkombination. Die in dieser Kombination verwendeten Kondensazuren sind: 2 680uF Tantalkondensazuren, 7 2.2uF Keramikkondensazuren (0805 GehäVerwendung), 13 0.22uF Keramikkondensazuren (0603 GehäVerwendung), 26 0.022uF Keramikkondensazuren (0402 GehäVerwendung). In der Abbildung ist die obere flache Kurve die Impedanzkurve des 680uF Kondensazurs, und die underen drei Kapazitätskurven sind die drei V-förmigen Kurven in der Abbildung, die 2.2uF, 0.22uF und 0.022uF einmal von links nach rechts sind. Die Gesamtimpedanzkurve ist die dicke Hüllkurve am unteren Rund der Abbildung.

Diese Kombination realisiert die Aufrechterhaltung der Stromversorgungsimpedanz unter 33 Milliohms im 500kHz bis 150MHz Bereich. Am 500MHz Frequenzpunkt steigt die Impedanz auf 110 Milliohms an. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass die Impedanz am Antiresonanzpunkt sehr niedrig geregelt wird.

Das Medium der kleinen Kondensazuren sind in der Regel keramische Kondensazuren in konventioneller Ausführung. Der ESR des Dielektrik-Kondensazurs NP0 ist viel niedriger, und er kann für Teile mit strengerer Impedanzkontrolle verwendet werden, aber beachten Sie, dass der Q-Wert dieses Kondensazurs sehr hoch ist, was schwere Hochfrequenz-Klingeln verursachen kann, auch seien Sie vorsichtig, wenn Sie ihn verwenden.

Die Wahl des Pakets, solange die Verarbeitungskapazität es erlaubt, natürlich je kleiner deszu besser, so dass Sie eine niedrigere ESL erhalten können und Sie auch mehr Verdrahtungsraum lassen können. Allerdings haben verschiedene Pakete unterschiedliche Resonanzfrequenzpunkte und unterschiedliche Kapazitätswerte, die sich auf die endgültige Anzahl von Kondensatoren auswirken können. Daher müssen die Größe und der Kapazitätswert des Kondensators gemeinsam betrachtet werden. Kurz gesagt, das ultimative Ziel ist, die Zielimpedanzanforderung mit der geringsten Menge an Kapazität zu erreichen und den Druck der Installation und Verkabelung zu reduzieren.

Die oben is an Einführung to wie to wählen a Kombination von Kondensators in PCB-Design. Ipcb is auch zur Verfügung gestellt to Leiterplattenhersteller und Leiterplattenherstellung Technologie.