PCBA大电容的选择举例-

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PCBA大电容的选择举例
　　在电源分配网络中元件的转换常会引起电流的波动，由于电压下降，电流的扰动会导致器件的功能异常。在最大容性负载情况下，大电容既可为<A href="http://www.greatpcba.com"&gtCB</A>电路提供能量储存，又可以给元件提供直流电压及电流，从而为PCB电路提供稳定的最佳电压和电流，以实现对数据、编码及同步控制信号的转换。
　　一般，在每两个LSI和VLSI器件之间要放一个大电容，另外在下面几处位置也需放置去耦电容。
　　· 电源与PCB的接口处。
　　· 功率损耗PCB电路和元器件的附近。
　　· 自适应卡、外围设备和子PCB电路I/O接口与PCB电路终端连接处。
　　· 输入电压连接器的最远位置。
　　· 时钟发生PCB电路和脉动敏感器件附近。
　　· 远离直流电压输入连接器的高密元件布置。
　　在储存器阵列中，由于它的状态恢复需要额外的电流，因此，同样需要大电容。多引脚的VLSI、高密度PGA模块基于同样的道理，也需要连接额外的大电容，以保证最大容性负载情况下信号、编码和控制引脚同步地顺利切换。
　　在使用大电容时，一般以标称电压等于实际需要的额定电压的50％来计算额定电压，从而避免在冲激电压下电容的毁坏。举例而言，如果电压为5V，则应该用额定电压为10V的电容。
　　给出了常见逻辑门器件所需要的去耦电容数目。此表是在最大允许下降电压时，能对PCB电路去噪25％的情况下获得的。表中的数据对标准的CMOS器件而言是相当保守的，这是因为在没有太大压降时，器件的连接线无法提供所需的峰值电流。
　　利用前面讲述的电容能量储存属性的电流计算公式，可计算被电容消耗的峰值电流。工程实践表明，电容并不是越大越好，过大的电容会消耗大量的电流，对高速PCB电路的输入功率有很高的要求。
　　应该注意的是，根据以往在低速逻辑器件下获得的经过挑选的电容，并不适用于高速PCB电路中的旁路和去耦。谐振、PCB的放置、引线的电感，以及其他因素都是在选择电容时需要考虑的。
　　通过下边的方法，可以获得理想的最佳大电容。
　　(1)假设PCB板上的所有切换器件同时开关，获得了最大的损耗电流，其中包括逻辑交叉产生的电压冲激效应(交叉电流)。
　　(2)计算允许的最大电源噪声容限ΔV。
　　(3)判断PCB电路允许的最大共路径阻抗Zcn：
　　(4)如果使用实心板，则应分配好连接电源和接地层的连接阻抗Zcn。
　　(5)计算从电源到板之间连接电缆的阻抗Zcable,在电源合理布线的基础上，通过Ztotal＝Zcn+Zcable来决定频率。
　　(6)如果实际切换频率低于上式中的计算频率f，则电源布线是合理的。若高于f，则需要加电容Cbulk。在频率为f，阻抗为Ztotal时，可通过下式计算出所需的电容值。
　　例：假设一块安装有400个CMOS器件的PCB，在2ns时钟周期内产生5pF的切换负载，电压源的电感为80nH，计算所需去耦旁路电容的大小。
　　估计最大噪声容限值：ΔV＝0.20v
　　PCB上常见的大电容值－般为10～100μF。
　　通过获得需要去耦的逻辑器件的谐振工作频率，可以得到器件的切换能量，从而能够计算出PCB所需要的射频电流的去耦电容。其中的难点在于必须知道器件引线的电感ESL才能计算谐振频率。实践中，可以利用阻抗分析仪或网络分析仪去测量ESL。但阻抗分析仪是低频仪器，无法测量高频响应。ESL还可以通过已知电容值和寄生振荡频率获得。</td>