Odpojení kondenzátoru a hromadného kondenzátoru

Kvalitativní rozdíl v jistém smyslu neexistuje. Rozdíl je v měřítku, jak proudu, tak času.

Hromadný kondenzátor se používá k zabránění příliš velkého poklesu výstupu zdroje v období, kdy není k dispozici proud. U lineárního napájení napájeného ze sítě by k tomu došlo během období (řekněme 10 s ms), kdy se síťové napětí blíží nule. Platí také pro obvod jako celek. To znamená, že elektronická sestava obsahující více obvodových karet může mít v napájecím zdroji jednu sadu hromadných kondenzátorů.

Oddělovací kondenzátory se naproti tomu používají lokálně (například 1 na logický čip v některých systémy) a jsou určeny k napájení proudu po mnohem kratší období (u systémů TTL typicky 10 s / s) a mnohem menších proudů. Výsledkem je, že oddělené čepice jsou obvykle mnohem menší než hromadné čepičky.

Toto není úplně tvrdé a rychlé pravidlo – pro některé vysokorychlostní analogové části se doporučuje kombinace různých hodnot oddělení, přičemž nejmenší hodnoty poskytují nejkratší časy kompenzace a používají se také větší čepice . Vysokorychlostní A / D převodníky se často doporučují pro kombinaci 0,1 uF / 10 uF. Mnoho logických desek má kombinaci hodnot roztroušených kolem. Zejména CPU jsou často obklopeny velkými elektrolytiky (10 – 100 uF) s celou řadou malých SMD keramických krytů přímo pod čipem.

Co se týče demonstračních obvodů, snadné demonstrace umožňují pouze hromadné kryty „s. Vezměte výstup transformátoru, řekněme, 6 VAC, a spusťte jej přes můstkový usměrňovač. Načtěte výstup můstku výkonovým rezistorem (například 10 ohmů) a podívejte se na napětí na rezistoru – poklesne na nulu 120krát za sekundu (100, pokud je vaše síťová frekvence 50 Hz). Nyní umístěte hromadný uzávěr 10 000 uF na výstup můstku a výstup bude mnohem plynulejší, s poklesy 120 Hz – bude to vypadat jako pila – ale obecně bude napětí mnohem hladší.

Oddělení je těžší. Zkuste nastavit zesilovač operačního zesilovače na nepájivém prkénku pomocí vysokorychlostního operačního zesilovače a dlouhých vodičů vedoucích od prkénka k napájení. Existuje velká šance, že výstup osciluje bez vstupu. Pokud umístíte keramické krytky 0,1 uF ze zdroje na zem a uděláte to přímo na napájecích kolících operačního zesilovače, problém to často vyřeší. Nebo ne – nepájené nepájivé pole nejsou dobré pro vysokorychlostní práci, i když jste opatrní a některé operační zesilovače jsou velmi stabilní, ale je to nejlepší návrh, s jakým mohu přijít.

Velmi stručně jde o dosažení rovnováhy mezi impedancemi a ESR různých typů kondenzátorů za účelem splňují požadavky na napájení daného obvodu / čipu.

Oddělovací čepičky jsou jednou úrovní zprostředkujícího zesílení napájecího zdroje a obvykle v 10. nebo 100. letech nF & téměř vždy keramická / vícevrstvá keramika a dejte se fyzicky co nejblíže napájecím kolíkům čipů. Jejich malá velikost, nízké ESR, & blízkost piny čipu minimalizují indukčnost & jim umožňuje dodávat krátké proudové špičky požadované čipem.

Ale co dobíjí oddělovací čepičky? Stejný důvod, proč potřebujete oddělit čepice (stopy & silová letadla nemohou „dodávat proudové špičky“ kvůli vlastní inherentní indukčnosti), je často důvodem, proč potřebujete další střední úroveň zesílení napájecího zdroje, „hromadná kapacita“, aby pomohla „oddělovacím čepičkám“ dostatečně rychle obnovit jejich náboj. Kapacita se může výrazně lišit, od několika uF do stovek nebo dokonce tisíců uF, v závislosti na jedinečných požadavcích obvodu.

Pokusím se o vysvětlení, které je přátelské k noob.

Většina elektroniky nečerpá konstantní proud ze zdroje. Některé odebírají proud v rychlých dávkách, například logický čip / procesor, který bude čerpat proudovou špičku při každém taktu, jiné jako zesilovač proud v závislosti na signálu a na tom, co vyžaduje zátěž.

Nyní tyto obvody obvykle potřebují, aby jejich napájecí napětí bylo v určitých mezích, aby správně fungovaly. Napětí příliš poklesne, například by mohl procesor havarovat. Nebo pokud je na napájecím napětí příliš mnoho šumu, váš nízkošumový zesilovač již nebude nízkošumový.

Vztah k oddělení kondenzátorů je jednoduchý:

Máte regulátor napětí. Některé jsou rychlejší než jiné, ale všechny mají nenulovou dobu odezvy. Když se zátěžový proud mění, nebude reagovat okamžitě. Pokud se zátěžový proud rychle mění, potřebujete kondenzátor na výstupu vašeho regulátoru, abyste udrželi stabilní výstupní napětí. Některé regulátory také vyžadují pro správnou funkci specifické kondenzátory.

Tento kondenzátor se obvykle nazývá „bulk cap“. V závislosti na aplikaci to bude něco jako 10-100µF (někdy i více) a jeho účelem je ukládat dostatek energie k napájení obvodu, dokud regulátor nereaguje na rychlý změna aktuální poptávky.

Další je indukčnost nabídky. Doufám, že víte, že napětí na indukčnosti je -L * di / dt. To znamená, že rychlé variace proudu přes indukčnost dlouhých stop budou mít za následek nezanedbatelný pokles napětí při rychlé změně proudu.

Tento problém řeší lokální oddělovací čepička s nízkou indukčností (tj. keramická povrchová montáž) umístěná v blízkosti čipu. Jeho hodnota je malá, takže ukládá velmi málo energie, ale to není jeho účel. Je to jen k zajištění ea nízká indukčnost pomůže hromadnému omezení.

Nyní, v závislosti na obvodu, můžete mít jeden LDO s jediným krytem napájejícím jeden čip, nebo PC mobo, kde máte spoustu hromadných uzávěrů a stovky keramika.

Další velmi důležitou rolí oddělení čepiček je správa EMI: díky nim jsou vysokorychlostní proudové smyčky malé, což snižuje vyzařované EMI. Pokud jsou správně umístěny, lze je také použít k zajištění toho, aby vysoké proudy di / dt nezměnily vaši půdu v minové pole.

lternativní vysvětlení (dvě strany stejné mince) spočívá v tom, že odfiltrují hroty způsobené přepnutím logických bran. Obecně je dobrým zvykem vhazovat 0,1uF elektrolytika nebo tantaly a umístit vedle logických zařízení také 100nF keramiku. Jde o to, že elektrolytika nejsou dokonalým kondenzátorem a jejich vysokofrekvenční odezva není tak dobrá, takže začlenění keramického víčka s nízkou hodnotou paralelně s elektrolytickým účinkem rozšiřuje frekvenční odezvu, takže celková kombinace je účinnější při odstraňování hroty. Hroty obsahují vysoké frekvence.

Pokud nepoužíváte oddělovací čepičky, je pravděpodobné, že váš logický design nebude fungovat.