旁路电容器和耦合电容器:以正确的方式稳定电压

描述

在电子开发中经常需要旁路电容器。图1所示为开关稳压器,该稳压器可从高电压产生较低电压。在这种类型的电路中,旁路电容器(C拜尔比普) 尤其重要。它必须支持输入路径上的开关电流,以便电源电压足够稳定以启用操作。

转换器

图1.ADP2441开关稳压器,带旁路电容C拜尔比普在输入处。

由于降压转换器中的输入电容是此拓扑的关键路径(热回路)的一部分,因此C拜尔比普必须以尽可能少的寄生电感连接。因此,该组件的位置很重要。图 2 的左侧显示了一个不太有用的布局。细走线被路由到旁路电容。流入电压转换器的电流也不会直接从旁路电容器流出。旁路电容器仅与额外的薄触点连接。这会增加电容器的寄生电感,并降低该组件的有效性。建议的布局,其中旁路电容的效率非常高,如图2的右侧所示。该连接以非常小的寄生电感进行。还可以看出,所支持的元件(例如开关稳压器)的引脚排列对电路板布局选项有影响。在图 2 的右侧,V在GND引脚比左侧的不良示例更靠近。这导致旁路电容器和集成电路之间的环路面积更小。

转换器

图2.旁路电容器连接不利(左)和有利(右)。

由于旁路电容器的连接应尽可能少地产生寄生电感,因此建议将其放置在开关稳压器导通的同一电路板侧。然而,在某些应用中,只能在电路板的底部使用旁路电容器进行去耦。一个例子是没有足够的空间容纳大型去耦电容。在这种情况下,过孔用于连接电容器。不幸的是,它们有一些纳米亨的寄生电感。为了保持尽可能低的连接阻抗,给出了各种连接建议,如图3所示。

转换器

图3.当旁路电容器与过孔连接时,有多种选择。

版本 A 不是特别有利。这里,在过孔和旁路电容之间使用细走线。根据要支撑的路径在电路板另一侧的运行位置,几何排列也会导致寄生电感增加。在版本B中,过孔更接近旁路电容,因此这是一个更好的连接。此外,两个过孔并联使用。这降低了连接的总电感。C版本是一个非常好的连接,其中连接的环路面积可以非常小,因此这里只有非常少量的寄生电感。然而,对于非常小的旁路电容器和低成本的制造工艺,元件下方的过孔是不可能的或不允许的。

示例 D 可能是一个有趣的连接。根据特定陶瓷旁路电容器的设计方式,与电路板的横向连接可以代表寄生电感最低的路径。

在电路板上放置旁路电容器对于实现这些组件的最大效率非常重要。在这里,以尽可能小的寄生电感连接很重要。最合适的连接使用与所支持电路相同的电路板,如图2所示。在需要连接电路板背面旁路电容器的特殊情况下,应选择寄生电感尽可能小的连接,如图3中的示例B、C和D所示。

审核编辑:郭婷

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