PCB tasarımında kapasitörler nasıl yerleştirilir?

Kondansatörler yüksek hızlı PCB tasarımında önemli bir rol oynar ve genellikle PCBS'de en çok kullanılan cihazdır. PCB'de kapasitörler genellikle filtre kapasitörleri, dekuplaj kapasitörleri, enerji depolama kapasitörleri vb. olarak ayrılır.

1.Güç çıkış kapasitörü, filtre kapasitörü

Genellikle güç modülünün giriş ve çıkış devrelerindeki kapasitörlere filtre kapasitör diyoruz. Basit anlayış, kapasitörün giriş ve çıkış güç kaynağının stabilitesini sağlamasıdır. Güç modülünde filtre kapasitörünün küçükten önce büyük olması gerekir. Resimde görüldüğü gibi filtre kondansatörü önce büyük, sonra küçük ok yönünde yerleştirilir.

wps_doc_0

Güç kaynağını tasarlarken kabloların ve bakır kaplamanın yeterince geniş olduğuna ve delik sayısının akış kapasitesinin talebi karşılamasını sağlayacak kadar yeterli olduğuna dikkat edilmelidir. Deliklerin genişliği ve sayısı akımla birlikte değerlendirilir.

Güç girişi kapasitansı

wps_doc_1

Güç giriş kapasitörü, anahtarlama döngüsüyle bir akım döngüsü oluşturur. Bu akım döngüsü büyük bir genliğe, Iout genliğine göre değişir. Frekans anahtarlama frekansıdır. DCDC çipinin anahtarlama işlemi sırasında, bu akım döngüsü tarafından üretilen akım, daha hızlı di/dt dahil olmak üzere değişir.

Senkron BUCK modunda sürekli akım yolu çipin GND pininden geçmeli ve giriş kapasitörü çipin GND ile Vin'i arasına bağlanmalıdır, bu nedenle yol kısa ve kalın olabilir.

wps_doc_2

Bu akım halkasının alanı yeterince küçükse, bu akım halkasının dış radyasyonu o kadar iyi olacaktır.

2.Dekuplaj kapasitörü
Yüksek hızlı bir IC'nin güç pini, tercihen pin başına bir tane olmak üzere yeterli dekuplaj kapasitörüne ihtiyaç duyar. Gerçek tasarımda dekuplaj kapasitörü için yer yoksa uygun şekilde silinebilir.
IC güç kaynağı pininin dekuplaj kapasitansı genellikle 0.1μF, 0.01μF vb. gibi küçüktür. İlgili paket ayrıca 0402 paketi, 0603 paketi vb. gibi nispeten küçüktür. Dekuplaj kapasitörlerini yerleştirirken aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir.
(1)Güç kaynağı pinine mümkün olduğu kadar yakın yerleştirin, aksi takdirde ayırma etkisi olmayabilir. Teorik olarak kapasitörün belirli bir ayırma yarıçapı vardır, bu nedenle yakınlık ilkesi kesinlikle uygulanmalıdır.
(2)Güç kaynağı pin ucuna giden dekuplaj kapasitörü mümkün olduğu kadar kısa olmalı ve uç kalın olmalıdır, genellikle çizgi genişliği 8 ~ 15mil'dir (1mil = 0,0254mm). Yoğunlaştırmanın amacı kurşun endüktansını azaltmak ve güç kaynağı performansını sağlamaktır.
(3)Dekuplaj kapasitörünün güç kaynağı ve toprak pinleri kaynak pedinin dışına çıkarıldıktan sonra yakınlarda delikler açın ve güç kaynağına ve toprak düzlemine bağlayın. Kurşun da kalınlaştırılmalı ve delik mümkün olduğu kadar büyük olmalıdır. Eğer 10mil açıklığı olan bir delik kullanılabiliyorsa 8mil delik kullanılmamalıdır.
(4)Dekuplaj döngüsünün mümkün olduğu kadar küçük olduğundan emin olun

3.Enerji depolama kapasitörü
Enerji depolama kapasitörünün rolü, entegrenin elektrik kullanırken en kısa sürede güç sağlayabilmesini sağlamaktır. Enerji depolama kapasitörünün kapasitesi genellikle büyüktür ve ilgili paket de büyüktür. PCB'de enerji depolama kapasitörü resimde gösterildiği gibi cihazdan uzakta olabilir ancak çok uzak olmayabilir. Ortak enerji depolama kapasitörünün fan deliği modu resimde gösterilmektedir.

wps_doc_3

Fan delikleri ve kablolarının çalışma prensipleri aşağıdaki gibidir:
(1) Kurşun mümkün olduğu kadar kısa ve kalın olduğundan parazitik indüktans küçük olur.
(2)Enerji depolama kapasitörleri veya büyük aşırı akıma sahip cihazlar için mümkün olduğu kadar çok delik açın.
(3)Elbette fan deliğinin en iyi elektriksel performansı disk deliğidir. Gerçekliğin kapsamlı bir değerlendirmeye ihtiyacı var