电源滤波电容PCB走线的设计pdf
pcb电源滤波电容电路
pcb电源滤波电容电路PCB电源滤波电容电路是在PCB电路板上用于滤除电源中的高频噪声的电路。
它起到平滑电源电压的作用,使电源信号更加稳定,提供给其他电路模块一个干净、稳定的工作环境。
电源滤波电容电路通常由一个或多个电容器组成,这些电容器的参数如电容值和额定电压需要根据具体的应用需求来选择。
一般情况下,电容器的电容值越大,其对高频噪声的滤波效果越好。
而额定电压则取决于电源的电压等级,需要选择一个合适的额定电压以保证电容器的正常工作。
PCB电源滤波电容电路的工作原理可以简单描述为:当电源中存在高频噪声时,这些噪声信号会通过电容器的电容特性,在电容器两端形成一个低阻抗通路,将噪声信号导向地或其他地方,从而达到滤波的目的。
在设计PCB电源滤波电容电路时,需要考虑以下几个方面:1. 电容器的选取:根据实际需求选择合适的电容器。
一般情况下,采用电解电容器或陶瓷电容器,电解电容器具有较大的电容值和较低的成本,适用于大容量滤波;而陶瓷电容器则具有快速响应和低ESR(等效串联电阻)等优点,适用于高频滤波。
2. 电容器的布局:合理布局电容器的位置,尽量靠近负载电路或电源端子,以减小导线长度,降低电感和电阻对滤波效果的影响。
3. 多级滤波:对于一些对高频噪声要求较高的应用,可以采用多级滤波电容电路,即在电源输入端和负载端分别安装滤波电容器,以进一步提高滤波效果。
4. 电容器的并联:在一些对滤波效果要求较高的场合,可以将多个电容器并联使用,以增加总的电容值,进一步提高滤波效果。
5. ESR的影响:电容器的ESR会对滤波效果产生影响。
较高的ESR 会导致滤波效果变差,因此需要选择具有较低ESR的电容器。
除了滤波电容器,PCB电源滤波电路还可以包括电感器、电阻器等元件,以构成一个完整的滤波电路。
这些元件的选择和布局也需要根据具体的应用需求进行设计。
PCB电源滤波电容电路是在电源输入端用于滤除高频噪声的电路,通过合理选取和布局电容器,可以有效提高电源的稳定性和抗干扰能力,为其他电路模块提供一个良好的工作环境。
第一章 简单电源滤波电路设计
简单电源滤波电路设计深圳高级技工学校电子通信系 盛春明 1.1 概述1.2 PADS Logic 原理图设计环境的建立 1.3 电源滤波电路原理图的绘制 1.4 电源滤波电路的PCB 设计第1讲 概述课程目的:▪ 掌握电子产品设计的基本流程和方法▪ 熟练掌握电子产品原理图自动化设计软件的使用 ▪ 熟练掌握电子产品PCB 自动化设计软件的使用 学习方法:▪ 课程实践性强,多动手操作▪ 课程要求的背景知识丰富,结合课程多了解相关的产品设计知识 ▪多交流沟通电子CAD 的发展:常见的电子产品硬件设计的EDA 工具:Altium 公司-Protel 系列(Protel 99)Mentor Graphics 公司-PADS 系列(PADS Logic 、 PADS Layout 、 PADS Router )Cadence 公司-Orcad Capture ,Allegro 电子产品硬件设计的基本流程:需求分析:着重于产品的市场分析层面。
也关注关键技术的可获得性。
具体输出是需求分析报告。
重点解决是否要做的问题。
概要设计:着重于产品的硬件具体实现方案和关键技术的分析。
具体输出是硬件概要设计报告。
重点解决能不能做到问题。
详细设计:单板的原理图设计和PCB设计。
最终输出是可供软件调试和应用的硬件单板。
重点是单板的具体实现。
单元测试:包括各功能单元模块的功能测试和信号质量的测试。
最终输出是硬件单板详细测试报告。
重点是保证单板的各单元模块的正常功能和电气特性。
系统测试:硬件单板的集成功能测试,一般需要结合软件才能完成。
最终输出是硬件单板集成功能测试报告。
重点是保证产品的系统功能的实现。
电路设计(单板详细设计)的主要步骤:PADS Logic原理图设计的基本步骤:PADS Layout PCB设计的基本步骤:PADS 软件的安装:PADS 软件的安装:PADS 软件的安装:注意:当license验证不通过时,请检查计算机的环境变量是否按如下方式设置:变量名:MGLS_LICENSE_FILE变量值:D:\Crack\LICENSE.TXTPADS 软件的卸载:第2讲PADS Logic原理图设计环境的建立PADS Logic使用windows风格的菜单命令方式。
电源地滤波电容走线
电源地滤波电容走线
电源地滤波电容走线是电子设备中常用的一种电路设计,用于减少电源信号中的噪音和干扰。
在电子设备中,电源地滤波电容通常被放置在电源线和设备的地线之间,起到隔离和滤波的作用。
电源地滤波电容走线的设计需要考虑以下几个因素:
1. 走线路径:电源地滤波电容应尽量靠近电源输入端和设备的地线,以缩短电流回路,减少电源信号传输的路径,从而提高滤波效果。
2. 走线长度:走线长度应尽量保持短,以减少电源信号在走线中的损耗和干扰。
同时,走线应避免与其他信号线或高频信号线交叉,以减少干扰。
3. 走线材料:走线应选择低阻抗、低电感的导线材料,如铜线或银线,以减少电流回路的电阻和电感,提高滤波效果。
4. 过孔设计:在PCB板上的过孔设计也是电源地滤波电容走线的重要考虑因素之一。
过孔的位置和尺寸应合理设计,以确保电容与地线之间的连接稳定可靠。
5. 接地方式:电源地滤波电容应与设备的地线直接连接,以确保信号的有效接地和滤波效果。
接地点应选择在设备的地平面上,以减少地线的长度和电阻。
电源地滤波电容走线的设计需要综合考虑走线路径、走线长度、走
线材料、过孔设计和接地方式等因素。
合理的走线设计可以有效减少电源信号中的噪音和干扰,提高设备的性能和稳定性。
为了获得更好的滤波效果,工程师在设计电子设备时应仔细考虑电源地滤波电容走线的布局和连接方式。
这样才能确保设备在工作时能够获得稳定可靠的电源信号,提高设备的抗干扰能力和可靠性。
电磁兼容中三大类PCB布线设计详解
电磁兼容中三大类PCB布线设计详解从电磁兼容的角度,我们需要对以下四种布线加以关注:A 强辐射信号线(高频、高速、时钟走线为代表)B 敏感信号(如复位信号)C 功率电源信号D 接口信号(模拟接口或数字通信接口)一、单双面布线设计1.在单层板中,电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线。
减小电源电流回路面积,减小差模环路辐射。
2.电源走线单面板或双面板,电源线走线很长,每隔3000mil 对地加去耦电容(10uF +1000pF)。
滤除电源线上地高频噪声。
3.Guide Ground Line对于单、双层板,关键信号线两侧应该布“Guide GroundLine”。
关键信号线两侧地“包地线”一方面可以减小信号回路面积,另外还可以防止信号与其他信号线之间的串扰。
4.回流设计在单层板或双层板中,布线时应该注意“回流面积最小化”设计,回路面积越小,回路对外辐射越小,并且搞干扰能力越强。
对于多层板来说,要求关键信号线有完整的信号回流,最后是GND 平面回流。
次重要信号有完整平面回流。
通过减小回路来防止信号串扰,同时降低对外的辐射。
5.直角走线PCB 走线不能有直角走线。
直角走线导致阻抗不连续,导致信号发射,从而产生振铃或过冲,形成强烈的EMI 辐射。
6.PCB走线粗细应一致。
粗细不一致时,走线阻抗突变,导致信号反射,从而产生振铃或过冲,形成强烈的EMI 辐射。
7.相邻布线层注意在分层设计时,应避免布线层相邻。
如果无法避免,应适当拉大两布线层上的平行信号走线会导致信号串扰。
线层之间的层间距,缩小布线层与其信号回路之间的层间距,布线层1与布线层2不宜相邻。
相邻布尽可能避免相邻布线层的层设置,无法避免时,尽量使两布线层中的走线相互垂直或平行走线长度小于1000mil ,这样减小平行走线之间的串扰。
电容与PCB布线
电容与PCB布线
1、对于超高频电路,每个电源引脚配接一个1000pf的滤波电容。
对电源引脚冗余量较大的电路也可按输出引脚的个数计算配接电容
的个数,每5个输出配接一个1000pf的滤波电容。
2、高频电容应尽可能靠近IC电路的电源引脚处。
3、每5只高频滤波电容至少配接一只一个0.1uf滤波电容。
4、每5只10uf至少配接两只47uf低频的滤波电容。
5、每100cm2范围内,至少配接1只220uf或470uf低频滤波电容。
6、每个模块电源出口周围应至少配置2只220uf或470uf电容,如
空间允许,应适当增加电容的配置量。
7、脉冲与变压器隔离准则:脉冲网络和变压器须隔离,变压器只能
与去耦脉冲网络连接,且连接线最短。
8、在开关和闭合器的开闭过程中,为防止电弧干扰,可以接入简单
的RC网络、电感性网络,并在这些电路中加入一高阻、整流器或负
载电阻之类,如果还不行,就将输入和载出引线进行屏蔽。
此外,
还可以在这些电路中接入穿心电容。
9、退耦、滤波电容须按照高频等效电路图来分析其作用。
10、各功能单板电源引进处要采用合适的滤波电路,尽可能同时滤
除差模噪声和共模噪声,噪声泄放地与工作地特别是信号地要分开,可考虑使用保护地;集成电路的电源输入端要布置去耦电容,以提
高抗干扰能力。
PCB安装直流电源滤波器系列
30/25 40/40 2/A
45/45
55/55
50/50
50/50 50/50 45/47 图(5) 图(3)
JLC6101-9YBE (JLC-1YW)
JLC6101-4YBE
4/ 15/
20/
Q/RQ25096-2007 50/VDC 2/A
34/
40/
45/
40/ 30/
图(4) 图(2)
图(9)
图(10)
海外销售机构:成都兴泰科技有限公司
网
址:
图(11)
电 话:86-28-86241506 传 真:86-28-86690878
E-mail:shieldtechnic@ 3
50/40
52/42
39/38 37/35 30/30 图(10) 图(7)
29/3 30/6 Q/RQ25096-2007 50/VDC 3/A
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44/50
44/50
40/45 35/35 25/20 图(11) 图(8)
Q/RQ25096-2007
28/VDC
(500VDC)
Q/RQ25096-2007 50/VDC
/V /A
电路原 结构尺寸 10MHz 30MHz 理 图 图
JLC6101-3DAE
20/3 30/20 35/28 Q/RQ25096-2007 27/VDC 1/A
32/26 50/50 55/55 35/50 28/40 图(1) 图(1)
JLC6101-2DBE (JLC-2DW) JLC6101-1DBE (JLC-1DW) JLC6101-3YBE
L
Cy1 Cy1' 2-Cy2
开关电源的PCB布局走线
首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧,先说说印制板的设计。
开关电源工作在高频率,高脉冲状态,属于模拟电路中的一个比较特殊种类。
布板时须遵循高频电路布线原则。
1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。
脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。
输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。
Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。
共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。
如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽,以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。
输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子,可影响电源输出纹波指标,两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。
发热器件要和电解电容保持一定距离,以延长整机寿命,电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离,电解之间也须留出散热空间,条件允许可将其放置在进风口控制部分要注意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路,在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路,特别是电流控制型电路,处理不好易出现一些想不到的意外,其中有一些技巧现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二,图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺,由于干扰限流点比设计值偏低,图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路,开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作可靠性,这和功率 MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。
下面谈一谈印制板布线的一些原则。
线间距:随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。
考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为0.3mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔,最小间距设为0.5mm,可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。
13电源滤波器的设计-23页精选文档
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接地网
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信号线滤波器的选用
① 低频模拟信号中使用的滤波器,尤其是当 电子电路的灵敏度非常高时,需要采用如 电源线滤波器一样的单级或多级电路。
② 通常,信号是数字化的或高电平模拟信号, 对干扰不很敏感,可采用R、L、C、RC、 LC、T或π型滤波器。
③ R和L滤波器的基本工作原理是产生一个 高阻抗以反射干扰,但这通常仅能获得几 个dB的衰减。当源和负载阻抗都较低时, 这种滤波器最适合。
⑥ 套管滤波器必须完全同轴安装,使电磁干扰电 流成辐射状流经电容器。
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滤波器的正确安装
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1. 滤波器的输入和输出分别在机箱金属面板的两 侧,直接安装在金属面板上,使接触阻抗最小, 并且利用机箱的金属面板将滤波器的输入端和 输出端隔离开,防止高频时的耦合。
2. 滤波器与机箱面板之间最好安装电磁密封衬 垫(在有些应用中,电磁密封衬垫是必须的,否 则接触缝隙会产生泄漏)。
3. 因此,在产品上安装一个不合适的滤波器 后,可能会增加发射强度和/或使敏感性 变得更糟。
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8
• 图示的两级或更多级的滤波器,可以使内 部接点保持在相对稳定的阻抗上,因此对 负载及源的阻抗依赖不是很大,可以提供 接近50/50指标的性能。但滤波器体积大, 价格高。
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• 大多数电源线滤波器电容连接在相线与地 线之间。为了不超过相关安全标准限定的 地线允许泄漏值,电容值大约在几nF左右。
PCB模块化布局---滤波电容设计
PCB模块化布局---电容设计电容在高速PCB设计中扮演着重要的作用,通常也是PCB板上用得最多的器件。
电容在不同的应用场合下,扮演着不同的作用,在PCB板中,通常分为滤波电容、去耦电容、储能电容等滤波电容简单理解就是用在滤波电路中,保证输入、输出的电源稳定,我们通常把电源模块输入、输出回路的电容成为滤波电容。
在电源模块中,滤波电容摆放的原则是“先大后小”:如下图,滤波电容按箭头方向:先大后小摆放;电源设计时,要注意线宽、铜皮要足够宽、VIA个数要足够,保证过流能力。
宽度和VIA 个数结合电流大小来评估。
去耦电容高速IC的电源管脚,需要足够多的去耦电容,最好能保证每个管脚有一个。
实际的设计中,如果没有空间摆放,可以酌情删减。
IC电源管脚的去耦电容的容值通常都会比较小,如0.1uF、0.01uF等。
对应的封装也都比较小,如0402封装、0603封装等;在去耦电容摆放时,扇孔、扇线应该注意:1.尽可能靠近电源管脚放置,否则可能起不到去耦的作用;理论上讲,电容有一定的去耦半径范围,毕竟我们用的电容、器件不是理想的,所以还是严格执行就近原则;2.去耦电容到电源管脚引线尽量短(第1条也是这个目的),而且引线要加粗,通常线宽为8~15mil;加粗目的在于减小引线电感,保证电源性能;3.去耦电容的电源、地管脚,从焊盘引出线后,就近打孔,连接接到电源、地平面上。
这个引线同样要加粗,过孔尽量用打孔,比如能用孔径10mil的孔,就不用8mil孔;4.保证去耦环路尽量小;常见的摆放实例如下图:12去耦电容和IC 在同一面 去耦电容和IC 不在同一层面去耦电容和IC 不在同一层面上图示例为SOP 封装的IC 去耦电容的摆放方式,QFP 等封装的也类似;常见的BGA 封装,其去耦电容通常放在BGA 下面,即背面。
由于BGA 封装管脚密度大,一般放的不是很多,力争多摆放一些;BGA 封装下面的去耦电容如上图示例,有时为了摆放去耦电容,可能需要移动BGA 的fanout,或者两个电源、3地管脚共用一个VIA ;储能电容它的作用就是保证IC 在用电时,能在最短的时间提供电能。
Altium Designer10.0画电源整流滤波电路实现入门
在弹出的窗口提示选择保存PCB文件的路径
提示:请新建文件夹(新建文件夹按钮见红色方框标注)并重 新命名(本例命名为RectFilter),然后双击文件夹。
给PCB文件重新命名
提示:给PCB文件重新命名为RectFilter,然后点选“保存”。
继续弹出窗口,选择保存原理图文件的路径
提示:将原理图文件保存在保存PCB文件的文件夹中,原理图 文件也重新命名为RectFilter,然后点选“保存” 。
8、在下图所示窗口的基础上进行PCB布局和布线
一般根据原理图上走线最近原则进行PCB布局
在PCB编辑窗口鼠标右键点选“交互式布线”
导线线宽的设置
(1)在“板层栏”将板层切换到“Bottom Layer“,然后在PCB编辑 窗口用鼠标左键在封装P1-2焊盘上点一下,拉出一根导线
(2)在未按下鼠标键前按下Tab键,即进行“导线属性”编辑 如下图所示,点“编辑宽度规则”。
总结:原理图上的元件和PCB图上的封装的关系
原理图主要是体现引脚连接关系,和外形没有关系。PCB中会映射出原 理图的连接关系,并通过原理图定义的封装名称形成确定的看得见的实 物封装。元件封装只是元件的外观和焊盘位置,那么纯粹的元件封装仅 仅是空间的概念,不同类型的元件可以是同一个封装。从上可知,原理 图上元件的引脚和PCB封装的焊盘一定是一一对应的!如果原理图上的 引脚标识号是1,对应的封装焊盘的标识号也应为1,否则原理图上的元 件就无法导入到PCB里面成为相对应的封装!
继续弹出窗口,选择保存PCB工程的路径
提示:将PCB工程保存在保存PCB文件和原理图的文件夹中, PCB工程也重新命名为RectFilter,然后点选“保存”。
可看到在工程面板中已创建好的工程及两个文件
电源、DCDC电路原理设计及PCB布线注意事项大全.doc
电源、DC-DC-电路原理设计及PCB布线注意事项大全注:本文内容摘抄整理自网络、论坛,仅供大家参考学习,谢谢!!!电源、DC-DC 电路原理设计及PCB布线注意事项大全一般的降压型的DC-DC变换的典型原理电路,如下图:一.DC-DC电路设计至少要考虑以下条件:1.外部输入电源电压的范围,输出电流的大小。
2.DC-DC输出的电压,电流,系统的功率最大值。
二.基于以上两点选择PWM IC要考虑:1.PWM IC的最大输入电压。
2.PWM开关的频率,这一点的选择关系到系统的效率。
对储能电感,电容的大小的选择也有一定影响。
3.MOS管的所能够承受的最大额定电流及其额定功率,如果DC-DC IC内部自带MOS,只需要考虑IC输出的额定电流。
4.MOS的开关电压Vgs大小及最大承受电压。
三.电感(L1),二极管(CR1),电容(C2)的选择1. 电感量:大小选择主要由开关频率决定,大小会影响电源纹波;额定电流,电感的内阻选择由系统功耗决定。
2. 二极管:通常都用肖特基二极管。
选择时要考滤反向电压,前向电流,一般情况反向电压为输入电源电压的二倍,前向电流为输出电流的两倍。
3. 电容:电容的选择基于开关的频率,系统纹波的要求及输出电压的要求。
容量和电容内部的等效电阻决定纹波大小(当然和电感也有关)。
如何得到一个电源纹波相对较小、对系统其他电路干扰相对较小,而且相对稳定可靠的DC-DC电路,需要对以上电路的原理做如下修改:1.输入部分:电源输入端需要加电感电容滤波。
目的:由于MOS管的开关及电感在瞬间的变化会造成输入电源的波动,尤其是在系统耗电波动较大时,影响更为明显。
2.输出部分:(1)假定C2的选择的100uF是正确的,我们想得到更小的纹波,可以将100u F的电容改成两颗47uF的电容(基于相同类型的电容);如果100uF电容采用的是铝电解,可以在原来的基础上加一颗10uF的磁片电容或钽电容。
(2)在输出端再加一颗电容和一颗电容对原来的电源做一个LC滤波,会得到一个纹波更小的电源。
高速PCB上的电源走线【滤波电容的选取容量尽可能大】?
【转】高速PCB上的电源走线 (转)前段时间,实验室的前一个产品因为电源设计上的不足,造成了很多不稳定的状况。
以后设计中要严加注意,再不能犯同样的错误!下面文章是网上转来的,写的很详细!/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////摘要:本文分析讨论了高速PCB板上由于高频信号的干扰和走线宽度的减小而产生的电源噪声和压降,并提出了高速PCB的电源模型,采用电源总线网络布线,选取合适的滤波电容,模拟数字地分开等几个简单有效的方法来解决高速PCB板的噪声和压降问题。
0 引言随着集成电路工艺和集成度的不断提高,集成电路的工作电压越来越低,速度越来越快。
进入新世纪后,CPU和网络都迈入了GHZ的时代,这对于PCB板的设计提出了更高的要求。
本文正是基于这种背景下,对高速PCB设计中最重要的环节之一——电源的合理布局布线进行分析和探讨。
1 电源模型分析通常,在进行理论上的分析和计算时,都是把电源进行理想化,即电源无内阻,也无寄生阻抗。
如果用一个3.3V的电压源对PCB上的元件供电,那么无论距离电源的远近,各个元件都应工作在3.3V,且没有噪声。
然而在实际的设计工作中,由于PCB上的Ic和输入输出的信号都工作在高频下,电场和磁场的相互转化,必不可免的给电源引入了噪声,如图1、图2所示。
同时由于PCB板上的走线非常的细,又产生了由于线路阻抗引起的压降,使远离电压源的器件工作电压小于电源电压。
因而高速PCB的电源布线存在两个关键的问题:电源噪声和压降。
图1 理想电源信号模型图2实际电源信号模型2 电源线的合理布局设计高速PCB板的关键之一就是要尽可能的减小由于线路阻抗引起的压降和高频电磁场转换而引入的各种噪声。
(整理)电源滤波设计
一:电源滤波设计1.问题描述PCB板上,电源分配系统由电源模块、电源地平面、各种电容组成。
它们分别在不同的频率范围内作出响应。
电源模块响应的频率范围大约是从直流到1kHz,大的电解电容提供电流并在1kHz到1MHz的范围内保持较低阻抗,高频陶瓷电容在1MHz到几百MHz的频率范围内保持较低阻抗,PCB板上的电源地平面对则在100MHz以上发挥重要作用电容等效ESR ESL图1.1.电容大小不同对频率的不同反应应用尺寸小的电容(如0603 封装)电感值较小,容值也小,因而其谐振频率较高,在高频情况下阻抗较低,常被用来减小EMI 和回流路径。
尺寸较大的电容其容值也较大,可以提供比较大的电流,然而其谐振频率不高,这使得它的应用受到很多限制。
为了得到比较大的电容和较高的谐振频率,可以把几个小电容并联在一起(N 个电容并联后,其容值为N×C,电感为L/N,谐振频率不变,ESR 减小为R/N)1.2.电源地平面模型及阻抗分析在中低频时,电源地平面对被当作一个理想电容来看待,其ESR 和ESL 都很小。
在频率很高的情况下,电源地平面对变成了一个谐振腔,在谐振频率点附近平面对的阻抗变得很大,此时,能量不是被传递,而是被介质储存或消耗掉了。
红色未加滤波电容波形对应阻抗,加了大电容后,25MHz附近的阻抗峰值降低到了0.1Ω以下,同时60MHz附近出现了一个新的较小的峰值。
再在测试点附近加上两个谐振频率为58.2MHz、ESR为94mΩ的小电容,得到如图中蓝线所示的阻抗曲线。
在蓝线中60MHz附近的峰值也被降低到了0.1Ω左右。
对比图中三条曲线可以看出,电容将地平面的阻抗峰值从10Ω降低到0.1Ω,电源分配系统在从直流到400MHz的范围内比较好地满足电源平面的阻抗要求。
对于产品的电源阻抗要求,可以通过调整电容大小以及PCB 设计来保证!。
电容的布局布线 - 电源是不是必须从滤波电容进入芯片管脚
电容的布局布线-电源是不是必须从滤波电容进入芯片管脚(上)碰到过好些设计要求里面写着电源必须从滤波电容进入芯片管脚,也有不少工程师在实际设计中遵守这个规则,我们这次就一起来看看这个规则的实用场合。
单、双面板设计的时候,没有电源、地平面。
电源、地网络是通过走线来进行连接的,这个时候在设计上要求电源和地先走到滤波电容,然后在进入芯片管脚,具体设计如图1所示图1这时候,PDN也就是电源供电网络,没有平板电容。
然后芯片的工作频率一般也不高,工作时电源噪声的频率包括谐波一般都不超过100M,电源噪声主要由各级滤波电容来滤除。
但是,现在的设计有什么区别呢?大部分设计采用多层板层叠方式,也就是我们有了专门的电源、地平面了;在大多数的层叠教材中,都会建议在可能的情况下,尽量把电源和地紧邻在一起,也就是说,我们的电源、地紧耦合形成平板电容;同时系统的工作频率越来越高,工作时电源噪声的频率如果考虑谐波分量的话,动辄几个G HZ。
那么,在以上几个变化的设计条件下,如果我们还坚持按照图2的方式,电源和地网络通过过孔连接到滤波电容,然后通过滤波电容连接到芯片,这样的设计存在哪些问题呢?图2图2的设计方式,是假定电容还是主要的滤波元件,限定供电路径经过电容。
但是实际上从图3我们可以看到,电源供电网络里面,电源、地之间形成的平板电容,才是板级响应速度最快的滤波元件。
我们希望从滤波元件到供电管脚之间的电感尽量小,提高元件滤波的效率。
我们从两个角度来理解电源设计的目标。
一个是传统的储能角度,另一个是频域的PDN阻抗角度。
从储能角度来说,VRM是蓄水池,Buck电容是我们挑回来放在水缸的水,那么板上的小滤波电容就是水瓢,这时候我们先忽略芯片内部的封装基板电容和Die电容(或者我们把这两种电容理解为身体内部储存的水)。
那么N年前,当我们身体缺水,口渴的时候,拿着水瓢从水缸舀起水来解渴,如果实在不着急,走到水池边上埋头喝水也未尝不可(那些年,水质干净,路上不堵,环境好哈)(电源噪声频段不高,用电需要的速度-频率也不是很高)。
电源EMI滤波器的PCB设计
5 电源EMI滤波器的PCB设计5.1 概述电源EMI滤波器的设计对于实现及改善电子设备和系统的电磁兼容性意义重大,它不但可降低设备产生的传导干扰,而且作为无源二端口网络具有互易性,可增强设备对电网侧的传导噪声,射频辐射干扰,高压噪声,快速瞬变电脉冲群等电磁干扰的抗扰度。
正确设计EMI 滤波器的PCB是充分发挥EMI滤波器性能的重要保证。
5.2 EMI滤波器的基本结构下图为EMI滤波器的基本结构:L N PEL1C Y1C Y2L2LNPE 图63 EMI滤波器的基本结构L1 ,L2为绕制在同一铁芯上的共模电感,其匝数相等,C Y1,C Y2为共模电容,L1与Cy1 ,L2与Cy2构成共模低通滤波器。
5.3 布局考虑5.3.1 输入线与输出线的布置在开关电源中,EMI滤波器的输出接开关整流器,属污染源,输出线上的噪声通过电场藕合或磁场藕合到输入线,会使EMI滤波器的效果大大降低,为了减小影响,要求EMI 滤波器的输入线与输出线间尽量隔离,不能邻近平行走线,以避免上述影响。
见下图。
⌒⌒⌒⌒⌒⌒●●●●●●●inputoutput○○←→噪声耦合C x CyC x图64 EMI 滤波器的输入线与输出线布置5.3.2 多级滤波器级联多级滤波器级联时,级间距离尽量做到远些,避免级间电感互感藕合。
多级滤波器布局的布局,根据这一原则,选择相应的排列方式,一般是按直线型排列,且相邻两个电感方向互相垂直较好。
5.3.3 EMI 滤波器的位置图65 EMI 滤波器的位置EMI 滤波器,一般布置在电源线入口处,远离开关管,输出整流管,变压器,输出电感等产生噪声的源头,使EMI 滤波器有一个比较干净的工作环境。
为此,在整体布局时,应将开关管,输出整流管,变压器等污染源布置在尽量远离输入输出端口处。
已标准的前面输入输出电源模块为例,比较好的布局如下图所示,A ,B ,C 三处距离尽量远一些。
如果因为结构或其它方面的原因使滤波器与噪声源之间的距离不能缩得很短,则建议在将滤波器用金属罩或其它结构屏蔽起来,并将屏蔽可靠接地。
双向dcdc变换器 滤波电容的设计
双向dcdc变换器滤波电容的设计下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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电源滤波电容PCB走线的设计
作者:瑞生(微信:253057617)
电路板上可少不了电源芯片,我们一般都用一个大电容(100微法到1000微法)和一个小电容(0.1微法或者0.01微法)来作为电源的滤波电容。
大电容用来滤除低频噪声,小电容用来滤除高频噪声。
你设计了那么多电路板,电路板上电容的摆放位置,你放对了吗?
我们先来看一组PCB图吧:
此图中,不同之处是,电源正极进来后,先过大电容还是小电容。
正确的接法是:先过大电容,再过小电容。
(左图正确)
再来看一组PCB图:
此图中,左图与右图的不同之处是,左图先过大电容,再过小电容,右图是先过大电容,再过电源芯片,在电源芯片旁边接了一个小电容。
正确的接法是左图。
为什么?
模拟电路的东西,大多都是实践经验获得,我还真说不出来为什么,这些都是前辈总结出来的,我也只会用。
一般场合,哪种接法也可以,高精度应用场合,为了最大限度降低电源的噪声,最好就要按照上面所述正确的方法来连接,滤波效果最好。