디커플링 및 벌크 커패시터는 어떻게 작동합니까? 그들은 회로에 그것들을 추가하는 데 어떤 차이가 있습니까?. 누구든지 회로에서 디커플링 및 벌크 커패시터의 효과를 보여주는 간단한 회로를 사용하여 나를 도울 수 있습니까? (첫 번째 회로에는 이러한 커패시터가 없어야하고 결과가 표시되어야하며 두 번째 회로에는이를 포함하고 추가 효과를보고 비교하고 싶다는 설명이 필요합니다.)
답변
어떤 의미에서 질적 차이는 없습니다. 차이는 현재와 시간의 규모 중 하나입니다.
전류를 사용할 수없는 기간 동안 전원 출력이 너무 많이 떨어지는 것을 방지하기 위해 벌크 커패시터가 사용됩니다. 라인 전원 공급 선형 공급 장치의 경우 라인 전압이 거의 0에 가까운 기간 (예 : 10 초의 msec) 동안 발생합니다. 또한 회로 전체에 적용됩니다. 즉, 여러 회로 카드를 포함하는 전자 어셈블리는 전원 공급 장치에 단일 세트의 벌크 커패시터를 가질 수 있습니다.
디커플링 커패시터는 로컬에서 사용됩니다 (예 : 일부에서는 로직 칩당 1 개). 시스템) 훨씬 더 짧은 기간 (일반적으로 TTL 시스템의 경우 10 초 nsec) 및 훨씬 더 작은 전류 동안 전류를 공급하도록 설계되었습니다. 결과적으로 디커플링 캡은 일반적으로 벌크 캡보다 훨씬 작습니다.
이것은 전적으로 어렵고 빠른 규칙이 아닙니다. 일부 고속 아날로그 부품의 경우 가장 작은 값을 사용하여 가장 짧은 보상 시간을 제공하고 더 큰 캡도 사용하는 다른 디커플링 값을 혼합하는 것이 좋습니다. . 0.1uF / 10uF 조합을 권장하는 데 자주 사용되는 고속 A / D 컨버터입니다. 많은 로직 보드에는 여러 값이 흩어져 있습니다. 특히 CPU는 종종 칩 바로 아래에 작은 SMD 세라믹 캡이 가득한 거대한 (10-100 uF) 전해액으로 둘러싸여 있습니다.
데모 회로의 경우 벌크 캡만 쉽게 데모를 수행 할 수 있습니다. “s. 6VAC의 변압기 출력을 가져와 브리지 정류기를 통해 실행합니다. 전원 저항 (예 : 10 옴)으로 브리지의 출력을로드하고 저항의 전압을 살펴 봅니다. 초당 120 회 (라인 주파수가 50Hz 인 경우 100) 0으로 떨어집니다. 이제 브리지 출력에 10,000uF의 벌크 캡을 배치하면 출력이 훨씬 더 부드러워지고 120Hz 강하가 발생합니다. 톱니 모양처럼 보이지만 일반적으로 전압은 훨씬 더 부드러워집니다.
디커플링이 더 어렵습니다. 고속 연산 증폭기와 브레드 보드에서 전원 공급 장치로 연결되는 긴 와이어를 사용하여 납땜없는 브레드 보드에 연산 증폭기 증폭기를 설정해보십시오. 출력이 입력없이 진동 할 가능성이 큽니다. 0.1uF 세라믹 캡을 공급 장치에서 접지로 연결하고 연산 증폭기 공급 핀에서 올바르게 수행하면 문제가 해결되는 경우가 많습니다. 또는 납땜이없는 브레드 보드 주의해도 고속 작업에는 좋지 않으며 일부 연산 증폭기는 매우 안정적이지만 제가 생각해 낼 수있는 최선의 제안입니다.
답변
간단히 말하자면 다양한 유형의 커패시터의 임피던스와 ESR 간의 균형을 맞추는 것입니다. 주어진 회로 / 칩의 전원 공급 장치 요구 사항을 충족합니다.
디커플링 캡은 전원 공급 장치의 중간 보강 수준이며 일반적으로 nF의 10 초 또는 100 초입니다. & 거의 항상 세라믹 / 다층 세라믹이며, 칩의 전원 핀에 물리적으로 최대한 가깝게 배치합니다. 작은 크기, 낮은 ESR, & 근접 칩의 핀은 인덕턴스를 최소화합니다. &를 사용하면 칩에서 요구하는 짧은 전류 스파이크를 공급할 수 있습니다.
하지만 디커플링 캡을 재충전하는 것은 무엇입니까? 종종 디커플링 캡이 필요한 동일한 이유 (트랙 & 파워 플레인은 고유 한 인덕턴스로 인해 전류 스파이크를 공급할 수 없음)가 다른 중간 수준의 전원 공급 장치 강화, “대량 커패시턴스”는 “디커플링 캡”이 충전을 충분히 빠르게 복구 할 수 있도록 도와줍니다. 용량이 몇 uF에서 수백 또는 수천 uF까지 크게 달라질 수 있습니다. 회로의 고유 한 요구 사항에 따라 다릅니다.
답변
저는 멍청한 설명을 시도하겠습니다.
대부분의 전자 제품은 전원에서 일정한 전류를 끌어 오지 않습니다. 일부는 각 클록 사이클에서 전류 스파이크를 발생시키는 로직 칩 / cpu와 같이 빠른 버스트에서 전류를 끌어오고, 증폭기와 같은 다른 전자 장치는 전류는 신호 및 부하에 따라 달라집니다.
이제 이러한 회로가 제대로 작동하려면 일반적으로 전원 공급 장치 전압이 특정 한도 내에 있어야합니다. 예를 들어 전압이 너무 많이 떨어지면 CPU가 충돌 할 수 있습니다. 또는 공급 전압에 노이즈가 너무 많으면 저잡음 증폭기가 더 이상 저잡음이 아닙니다.
디커플링 커패시터와의 관계는 간단합니다.
전압 조정기가 있습니다. 일부는 다른 것보다 빠르지 만 모두 응답 시간이 0이 아닙니다. 부하 전류가 변하면 즉시 반응하지 않습니다. 부하 전류가 빠르게 변하면 출력 전압을 안정적으로 유지하기 위해 조정기의 출력에 커패시터가 필요합니다. 일부 조정기에는 적절한 작동을 위해 특정 커패시터도 필요합니다.
이 커패시터는 일반적으로 “벌크 캡”이라고합니다. 애플리케이션에 따라 10-100µF (때로는 그 이상) 정도가 될 것이며 그 목적은 레귤레이터가 빠르게 반응 할 때까지 회로에 전력을 공급할 충분한 에너지를 저장하는 것입니다. 전류 수요의 변화.
다음은 공급 인덕턴스입니다. 인덕턴스 양단의 전압이 -L * di / dt입니다. 즉, 긴 트레이스의 인덕턴스에서 전류가 빠르게 변하면 전류가 빠르게 변할 때 무시할 수없는 전압 강하.
칩에 가깝게 배치 된 낮은 인덕턴스 (예 : 세라믹 표면 실장)가있는 로컬 디커플링 캡이이 문제를 해결합니다. 값이 작아서 매우 저장합니다. 적은 에너지이지만 그것은 그 목적이 아닙니다. ea 낮은 인덕턴스는 벌크 캡에 도움이됩니다.
이제 회로에 따라 하나의 칩에 전원을 공급하는 하나의 캡이있는 하나의 LDO 또는 수많은 벌크 캡과 수백 개의 디커플링 캡의 또 다른 매우 중요한 역할은 EMI 관리입니다. 고속 전류 루프를 작게 만들어 방사 EMI를 줄입니다. 올바르게 배치되면 높은 di / dt 전류로 인해 땅이 지뢰밭으로 바뀌지 않도록하는데도 사용할 수 있습니다.
답변
다른 설명 (동일한 동전의 양면)은 논리 게이트의 전환으로 인한 스파이크를 필터링한다는 것입니다. 일반적으로 0.1uF 전해액 또는 탄탈륨을 투입하고 논리 장치 옆에도 100nF 세라믹을 배치하는 것이 좋습니다. 문제는 전해액이 완벽한 커패시터가 아니며 고주파 응답이 그다지 좋지 않다는 것입니다. 따라서 전해액과 병렬로 낮은 값의 세라믹 캡을 포함하면 주파수 응답이 확장되어 전체 조합이 제거에 더 효과적입니다. 스파이크에는 고주파수가 포함되어 있습니다.
디커플링 캡을 사용하지 않으면 논리 설계가 작동하지 않을 가능성이 있습니다.