Berita PCB - Peran kondensator dalam desain PCB kelajuan tinggi

Bahagian 1: Klasifikasi kondensator

Kapasitor diklasifikasikan mengikut aplikasi dalam desain sirkuit. Kapasitor boleh dibahagi menjadi empat kategori:

Kategori pertama: kondensator sambungan AC. Kebanyakan digunakan untuk pasang AC isyarat Ghz.

Kategori kedua: Memutuskan kondensator. Ia terutama digunakan untuk menjaga bunyi bekalan kuasa atau tanah papan sirkuit kelajuan tinggi.

Kategori ketiga: kondensator digunakan dalam penapisan RC aktif atau pasif atau rangkaian pemilihan frekuensi.

Kategori keempat: Kapasitor digunakan dalam integrator analog dan sirkuit sampel-dan-tahan.

Dalam artikel ini, kita akan terutama membincangkan kategori kedua kapasitor pemisahan.

Kapasitor diklasifikasikan mengikut bahan dan proses penghasilan, dan terdapat kebanyakan bentuk kondensator berbeza berikut:

1. Kapasitor keramik NPO

2. Kondensator keramik polistiren

3. kondensator polipropilen

4. kondensator PTFE

5. Kondensator MOS

6. Kondensator polikarbonat

7. Kondensator poliester

8. Kondensator keramik monolitik

9. Kondensator mikro

10. kondensator elektrolitik aluminum

11. Kondensator elektrolitik Tantalum

Dalam rancangan sebenar, kerana berbagai alasan seperti harga dan pembelian, kondensator yang sering digunakan adalah: kondensator keramik, kondensator elektrolitik aluminum, dan kondensator tantalum.

Bahagian 2: Model spesifik dan parameter distribusi kondensator

Untuk melaksanakan kondensator dengan betul dan rasanya, ia adalah secara alami perlu memahami model spesifik kondensator dan makna dan fungsi spesifik setiap parameter yang disebarkan dalam model. Seperti komponen lain, kapasitasi sebenar berbeza dari kapasitor "ideal". Kondensator "nyata" mempunyai karakteristik tambahan induktan dan resistensi disebabkan pengaruh pakej, bahan, dll., dan "parasit" tambahan mesti digunakan. The "real " model kondensator dipaparkan di bawah. Kerana ciri-ciri kondensator yang ditentukan oleh unsur parasit ini, ia biasanya diterangkan secara terperinci dalam keterangan produk pembuat kondensator. Memahami kesan parasit ini dalam setiap aplikasi akan membantu anda memilih jenis kondensator yang betul.

Dari angka di atas, kita boleh melihat bahawa kondensator sebenarnya perlu dikomposen dari enam bahagian. Selain kondensator C sendiri, terdapat komponen berikut:

1. Keperlawanan seri yang sama ESR RESR: Keperlawanan seri yang sama bagi kondensator terdiri dari perlawanan pin kondensator dan perlawanan yang sama bagi dua plat kondensator dalam seri. Apabila semasa AC yang besar mengalir melalui kondensator, RESR menyebabkan kondensator untuk menghilang tenaga (dan dengan itu menghasilkan kehilangan). Ini mempunyai konsekuensi serius untuk sirkuit frekuensi radio dan bekalan kuasa pemisahan kondensator yang membawa arus garis tinggi. Tetapi ia tidak akan mempunyai kesan besar pada ketepatan impedance tinggi, sirkuit analog isyarat kecil. Kondensator dengan RESR rendah adalah kondensator mika dan kondensator filem.

2. Induktansi siri bersamaan ESL, LESL: Induktansi siri bersamaan kondensator terdiri dari induktansi pin kondensator dan induktansi bersamaan dua plat kondensator dalam siri. Seperti RESR, LESL juga mempunyai masalah serius dalam frekuensi radio atau persekitaran kerja frekuensi tinggi, walaupun sirkuit ketepatan sendiri berfungsi biasanya di bawah kondisi DC atau frekuensi rendah. Alasan ialah bahawa transistor yang digunakan dalam sirkuit analog ketepatan masih mempunyai keuntungan apabila frekuensi transisi dilambangkan kepada ratusan megahertz atau gigahertz, dan boleh amplifikasi isyarat resonan dengan nilai induktan yang sangat rendah. Ini adalah sebab utama untuk pemisahan yang betul terminal kuasa sirkuit ini dalam keadaan frekuensi tinggi.

3. Keperlawanan paralel bersamaan EPR RL: Ini adalah apa yang biasanya kita sebut Keperlawanan Kebocoran kondensator. Dalam aplikasi sambungan AC, aplikasi penyimpanan (seperti integrator analog dan peranti sampel-dan-tahan), dan apabila kondensator digunakan dalam sirkuit impedance tinggi, RL adalah item Parameter penting, muatan dalam kondensator ideal hanya perlu berubah dengan arus luar. Namun, RL dalam kondensator sebenar menyebabkan muatan bocor perlahan pada kadar yang ditentukan oleh konstan masa RC.

4. Dua parameter RDA dan CDA juga adalah parameter distribusi kondensator, tetapi kesan sebenar adalah relatif kecil, jadi mereka tidak akan diperkenalkan di sini. Jadi ada tiga parameter distribusi penting kapasitasi: ESR, ESL, EPR. Yang paling penting adalah ESR dan ESL. Sebenarnya, hanya RLC digunakan untuk mempermudahkan model apabila menganalisis model kondensator, iaitu, untuk menganalisis C, ESR, dan ESL kondensator. Kita akan fokus pada model mudah kondensator minggu depan.

5. Berdasarkan memperkenalkan model terperinci di bawah, kita akan bercakap tentang dua jenis kondensator yang sering digunakan dalam desain kita:

6. kondensator elektrolitik (seperti kondensator tantalum dan kondensator elektrolitik aluminum) mempunyai kapasitas yang besar. Kerana resistensi izolasi rendah mereka, iaitu, resistensi paralel EPR yang sama kecil, arus bocor sangat besar (nilai biasa 5-20nA/μF), jadi ia tidak sesuai untuk penyimpanan dan sambungan. Kondensator elektrolitik lebih sesuai untuk kondensator bypass untuk bekalan kuasa dan digunakan untuk stabilkan bekalan kuasa. Kondensator yang paling sesuai untuk menyambung AC dan penyimpanan muatan adalah kondensator PTFE dan kondensator poliester (polypropylene, polystyrene, dll.).

7. Kondensator keramik monolitik lebih sesuai untuk menyambungkan kondensator dalam sirkuit frekuensi tinggi, kerana mereka mempunyai inductans siri yang sama rendah, iaitu, inductans siri yang sama ESL sangat kecil dan mempunyai band frekuensi menyambungkan luas. Ini mempunyai hubungan yang hebat dengan strukturnya. Kondensator keramik monolitik terdiri dari filem logam interlayer berbilang lapisan dan filem keramik, dan filem berbilang lapisan ini diatur selari ke bar bas selain daripada terluka dalam siri. bagi.

8. minggu ini kita bercakap tentang model persamaan terperinci kondensator. Saya percaya semua orang perlu memahami kondensator lebih dalam. Minggu depan kita akan terus bercakap tentang persamaan kondensator yang biasa kita gunakan dalam aplikasi analisis praktik. Model, dan asal dan makna lengkung impedance beliau.

Yang di atas ialah perkenalan kepada peran kondensator dalam rekaan PCB kelajuan tinggi. Ipcb juga disediakan kepada penghasil PCB dan teknologi penghasilan PCB.