旁路電容和耦合電容:以正確的方式穩定電壓
發布時間:2024-02-01 來源:亞德諾半導體 責任編輯:lina
【導讀】電子產品開發期間經常需要用到旁路電容。圖1所示為一個開關穩壓器,可以從高電壓產生低電壓。在這種類型的電路中,旁路電容(CBYP)尤為重要。它必須支持輸入路徑上的開關電流,使得電源電壓足夠穩定,能夠支持設備運行。
電子產品開發期間經常需要用到旁路電容。圖1所示為一個開關穩壓器,可以從高電壓產生低電壓。在這種類型的電路中,旁路電容(CBYP)尤為重要。它必須支持輸入路徑上的開關電流,使得電源電壓足夠穩定,能夠支持設備運行。
圖1. ADP2441 開關穩壓器,輸入端具有旁路電容CBYP。
因為降壓轉換器中的輸入電容是這種拓撲結構的關鍵路徑(熱回路)的一部分,所以CBYP 的連接必須保證盡可能少的寄生電感。因此,這個元件的安裝位置至關重要。圖2左(zuo)側(ce)顯(xian)示(shi)的(de)是(shi)不(bu)太(tai)好(hao)的(de)布(bu)局(ju)。連(lian)接(jie)到(dao)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)的(de)走(zou)線(xian)細(xi)。流(liu)入(ru)電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)的(de)電(dian)流(liu)也(ye)不(bu)是(shi)直(zhi)接(jie)從(cong)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)流(liu)入(ru)。旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)隻(zhi)是(shi)微(wei)微(wei)接(jie)觸(chu)主(zhu)電(dian)路(lu)。這(zhe)會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)容(rong)產(chan)生(sheng)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan),並(bing)降(jiang)低(di)此(ci)元(yuan)件(jian)的(de)作(zuo)用(yong)。建(jian)議(yi)采(cai)用(yong)圖(tu)2右側所示布局,旁路電容的效率非常高。連接本身隻會產生非常少量的寄生電感。從圖中還可以看出,變換器(例如開關穩壓器)的引腳分配會對電路板的布局產生影響。從圖2右側可以看到,VIN和GND引腳之間的距離很近,比左側不太好的布局的距離更近。如此,旁路電容和集成電路之間的回路區域會更小。
圖2. 以不利方式連接的旁路電容(左側)和以有利方式連接的旁路電容(右側)。
因yin為wei旁pang路lu電dian容rong的de連lian接jie應ying該gai保bao證zheng盡jin可ke能neng少shao地di產chan生sheng寄ji生sheng電dian感gan,所suo以yi建jian議yi將jiang旁pang路lu電dian容rong和he開kai關guan穩wen壓ya器qi放fang在zai電dian路lu板ban的de同tong一yi側ce。但dan是shi,在zai某mou些xie應ying用yong中zhong,正zheng麵mian的de開kai關guan穩wen壓ya器qi隻zhi能neng在zai電dian路lu板ban底di部bu與yu旁pang路lu電dian容rong解jie耦ou。在zai沒mei有you足zu夠gou空kong間jian容rong納na較jiao大da的de解jie耦ou電dian容rong時shi即ji是shi如ru此ci。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,會hui采cai用yong通tong孔kong來lai連lian接jie電dian容rong。遺yi憾han的de是shi,通tong孔kong會hui產chan生sheng幾ji個ge納na亨heng的de寄ji生sheng電dian感gan。為wei了le讓rang這zhe種zhong連lian接jie的de阻zu抗kang達da到dao最zui低di,人ren們men提ti出chu了le多duo種zhong連lian接jie建jian議yi,具ju體ti如ru圖tu3所示。
圖3. 當旁路電容與通孔連接時,有多種連接選項。
版本A並bing不bu是shi非fei常chang有you利li。在zai這zhe個ge選xuan項xiang中zhong,通tong孔kong和he旁pang路lu電dian容rong之zhi間jian采cai用yong細xi線xian路lu連lian接jie。根gen據ju電dian路lu板ban另ling一yi側ce支zhi持chi路lu徑jing運yun行xing的de位wei置zhi,這zhe種zhong布bu局ju安an排pai也ye可ke能neng導dao致zhi寄ji生sheng電dian感gan增zeng加jia。
版本B中,通孔的位置更靠近旁路電容,所以這個連接比較有利。此外,兩個通孔是並行使用。這可以降低整個連接的總電感。
版本Cgengjiayouli,qizhonglianjiedehuiluquyufeichangxiao,suoyizhihuichanshengjishaoliangdejishengdiangan。danshi,yinweipangludianrongfeichangxiao,qiezhizaogongyidechengbenhendi,suoyiwufahuobunengzaizujianxiafangzuochutongkong。
版本D提供了一個非常有趣的連接。根據特定的陶瓷旁路電容的設計方式,橫向連接至電路板產生的寄生電感可能最少。
這(zhe)些(xie)元(yuan)件(jian)要(yao)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)率(lv),旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)位(wei)於(yu)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)位(wei)置(zhi)就(jiu)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。也(ye)就(jiu)是(shi),采(cai)用(yong)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)可(ke)能(neng)最(zui)低(di)的(de)連(lian)接(jie),這(zhe)點(dian)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。合(he)適(shi)的(de)連(lian)接(jie)應(ying)該(gai)使(shi)用(yong)電(dian)路(lu)所(suo)在(zai)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)同(tong)一(yi)側(ce),具(ju)體(ti)如(ru)圖(tu)2所示。在某些特殊情況下,可能需要將旁路電容連接在電路板背麵,在這種情況下,應該選擇圖3的B、C和D版本所示的寄生電感可能最低的連接。
(來源:亞德諾半導體)
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