如何用正確的“姿勢”穩定電壓~
發布時間:2020-05-11 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(tu)3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C更(geng)加(jia)有(you)利(li),其(qi)中(zhong)連(lian)接(jie)的(de)回(hui)路(lu)區(qu)域(yu)非(fei)常(chang)小(xiao),所(suo)以(yi)隻(zhi)會(hui)產(chan)生(sheng)極(ji)少(shao)量(liang)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)。但(dan)是(shi),因(yin)為(wei)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)非(fei)常(chang)小(xiao),且(qie)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)的(de)成(cheng)本(ben)很(hen)低(di),所(suo)以(yi)無(wu)法(fa)或(huo)不(bu)能(neng)在(zai)組(zu)件(jian)下(xia)方(fang)做(zuo)出(chu)通(tong)孔(kong)。
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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