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PCB设计时电容如何摆放?

时间:03-28来源:作者:点击数:

电容在高速 PCB 设计中起着重要的作用,通常也是 PCB 上用得最多的器件。在 PCB 中,电容通 常分为滤波电容、去耦电容、储能电容等。

1 电源输出电容,滤波电容

我们通常把电源模块输入、输出回路的电容称为滤波电容。简单理解就是,保证输入、输出电源 稳定的电容。在电源模块中,滤波电容摆放的原则是“先大后小”。如图2.48.1所示,滤波电容按箭头 方向先大后小摆放。

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电源设计时,要注意走线和铜皮足够宽、过孔数量足够多,保证通流能力满足需求。宽度和过孔 数量结合电流大小来评估。

电源输入电容

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电源输入电容与开关环路形成一个电流环。这个电流环路的变化幅度大,Iout的幅度。频率是开关频率。DCDC芯片开关过程中产生,这个电流环产生的电流的变化,包含了较快的di/dt。

同步BUCK的方式,续流路径要经过芯片的GND管脚,输入电容要接在芯片的GND和Vin之间,路径竟可能的短粗。

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这个电流环面积足够的小,这个电流环对外辐射就会越好。

2 去耦电容

高速 IC的电源引脚需要足够多的去耦电容,最好能保证每个引脚有一个。实际设计中,如果没 有空间摆放去耦电容,则可以酌情删减。

IC 电源引脚的去耦电容的容值通常会比较小,如 0.1μF、0.01μF 等;对应的封装也比较小,如 0402封装、0603封装等。在摆放去耦电容时,应注意以下几点。

(1)尽可能靠近电源引脚放置,否则可能起不到去耦作用。理论上讲,电容有一定的去耦半径范 围,所以应严格执行就近原则。

(2)去耦电容到电源引脚引线尽量短,而且引线要加粗,通常线宽为8~15mil(1mil = 0.0254mm)。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、地引脚从焊盘引出线后,就近打孔,连接到电源、地平面上。该引线同样要 加粗,过孔尽量用大孔,如能用孔径10mil 的孔,就不用8mil的孔。

(4)保证去耦环路尽量小。去耦电容常见的摆放示例如图2.48.2~图2.48.4所示。图2.48.2~图2.48.4所示是SOP封装的IC 去耦电容的摆放方式,QFP等封装的与此类似。

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常见的 BGA封装,其去耦电容通常放在 BGA下面,即背面。由于 BGA 封装引脚密度大,因此去 耦电容一般放的不是很多,但应尽量多摆放一些,如图2.48.5所示。

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3、储能电容

储能电容的作用就是保证IC在用电时,能在最短的时间内提供电能。储能电容的容值一般比较 大,对应的封装也比较大。在PCB中,储能电容可以离器件远一些,但也不能太远,如图2.48.6所示。常见的储能电容扇孔方式,如图2.48.7所示。

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电容扇孔、扇线原则如下。

(1)引线尽量短且加粗,这样有较小的寄生电感。

(2)对于储能电容,或者过电流比较大的器件,打孔时应尽量多打几个。

(3)当然,电气性能最好的扇孔是盘中孔。实际需要综合考虑

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