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這三種電容在PCB設計中怎么擺放?

來源:新能源汽車網(wǎng)
時間:2023-04-28 16:02:33
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這三種電容在PCB設計中怎么擺放?電容在高速 PCB 設計中起著重要的作用,通常也是 PCB 上用得多的器件。在 PCB 中,電容通 常分為濾波電容、去耦電容、儲能電容等。1 電源

電容在高速 PCB 設計中起著重要的作用,通常也是 PCB 上用得多的器件。在 PCB 中,電容通 常分為濾波電容、去耦電容、儲能電容等。

1 電源輸出電容,濾波電容

我們通常把電源模塊輸入、輸出回路的電容稱為濾波電容。簡單理解就是,保證輸入、輸出電源 穩(wěn)定的電容。在電源模塊中,濾波電容擺放的原則是“先大后小”。如圖2.48.1所示,濾波電容按箭頭 方向先大后小擺放。

電源設計時,要注意走線和銅皮足夠?qū)挕⑦^孔數(shù)量足夠多,保證通流能力滿足需求。寬度和過孔 數(shù)量結(jié)合電流大小來評估。

電源輸入電容

電源輸入電容與開關(guān)環(huán)路形成一個電流環(huán)。這個電流環(huán)路的變化幅度大,Iout的幅度。頻率是開關(guān)頻率。DCDC芯片開關(guān)過程中產(chǎn)生,這個電流環(huán)產(chǎn)生的電流的變化,包含了較快的di/dt。

同步BUCK的方式,續(xù)流路徑要經(jīng)過芯片的GND管腳,輸入電容要接在芯片的GND和Vin之間,路徑竟可能的短粗。

這個電流環(huán)面積足夠的小,這個電流環(huán)對外輻射就會越好。


2  去耦電容

高速 IC的電源引腳需要足夠多的去耦電容,能保證每個引腳有一個。實際設計中,如果沒 有空間擺放去耦電容,則可以酌情刪減。

IC 電源引腳的去耦電容的容值通常會比較小,如 0.1μF、0.01μF 等;對應的封裝也比較小,如 0402封裝、0603封裝等。在擺放去耦電容時,應注意以下幾點。

(1)盡可能靠近電源引腳放置,否則可能起不到去耦作用。理論上講,電容有一定的去耦半徑范 圍,所以應嚴格執(zhí)行就近原則。

(2)去耦電容到電源引腳引線盡量短,而且引線要加粗,通常線寬為8~15mil(1mil = 0.0254mm)。加粗目的在于減小引線電感,保證電源性能。

(3)去耦電容的電源、地引腳從焊盤引出線后,就近打孔,連接到電源、地平面上。該引線同樣要 加粗,過孔盡量用大孔,如能用孔徑10mil 的孔,就不用8mil的孔。

(4)保證去耦環(huán)路盡量小。去耦電容常見的擺放示例如圖2.48.2~圖2.48.4所示。圖2.48.2~圖2.48.4所示是SOP封裝的IC 去耦電容的擺放方式,QFP等封裝的與此類似。

常見的 BGA封裝,其去耦電容通常放在 BGA下面,即背面。由于 BGA 封裝引腳密度大,因此去 耦電容一般放的不是很多,但應盡量多擺放一些,如圖2.48.5所示。

3、儲能電容

儲能電容的作用就是保證IC在用電時,能在短的時間內(nèi)提供電能。儲能電容的容值一般比較 大,對應的封裝也比較大。在PCB中,儲能電容可以離器件遠一些,但也不能太遠,如圖2.48.6所示。常見的儲能電容扇孔方式,如圖2.48.7所示。

電容扇孔、扇線原則如下。

(1)引線盡量短且加粗,這樣有較小的寄生電感。

(2)對于儲能電容,或者過電流比較大的器件,打孔時應盡量多打幾個。

(3)當然,電氣性能的扇孔是盤中孔。實際需要綜合考慮