Comment sélectionner un condensateur approprié pour la stabilisation de la tension d'entrée

J'ai une conception où j'ai des circuits intégrés à haute vitesse et j'ai besoin de mettre un condensateur sur la ligne de tension d'entrée pour stabiliser la tension et protéger contre les pointes ou les creux. J'opère à 5v et entre 300 et 500 mA. Mes recherches indiquent que j'ai besoin d'un condensateur électrolytique pour cette application, mais je n'ai aucune idée de la manière de sélectionner la valeur de capacité appropriée. Aussi, pourquoi ne pourrais-je pas simplement utiliser un régulateur à cette fin? La fiche technique de mon CI indique que je devrais utiliser un condensateur, mais un VR ne ferait-il pas un meilleur travail?

capacitor voltage-regulator high-speed

— Dabloons
source

Tout d'abord, je suis trop faible sur la réputation pour commenter. Tout pleurnicher de côté, pourriez-vous publier le nom et les liens de votre conception IC vers les fiches techniques que vous utilisez? J'ai vu souvent que la conception des circuits intégrés recommande des composants (certains vont aussi spécifiques que le fabricant de composants). Votre fiche technique ne comprenait-elle pas cela? Si vous pouviez poster quelques détails supplémentaires, tels que le numéro de pièce, la disposition / schéma PCB, les composants que vous souhaitez utiliser, je pense que vous pourriez obtenir des réponses plus spécifiques.

— Shabab

Ces condensateurs sont appelés condensateurs de découplage / dérivation. Découplage = isoler du bruit, bypass = fournir de l'énergie locale lorsque les signaux numériques à commutation rapide le nécessitent.

— dext0rb

Le régulateur de tension ne peut pas répondre instantanément aux changements des besoins en énergie, ce qui entraîne une baisse momentanée de la tension lorsque la demande de courant augmente. Les condensateurs se chargent au niveau de tension de sortie du régulateur, puis fournissent un courant localisé pendant que le régulateur s'ajuste pour répondre aux exigences du rail d'alimentation. Les condensateurs sont placés aussi près que possible du puits de courant pour minimiser les effets résistifs de la trace (ou du fil) reliant le CI à l'alimentation.

— Scott Winder

@Dabloons - Écoutez l'homme

— Andy aka

cypress.com/?rID=12873

— Ignacio Vazquez-Abrams

Pourquoi ne pourrais-je pas simplement utiliser un régulateur à cette fin?

Principalement, car chaque puce ne peut pas être juste à côté du régulateur. Plus votre puce est éloignée du régulateur qui l'alimente, plus il y a de résistance et d'inductance dans la connexion du régulateur à la broche Vcc (et de la broche de terre sur le chemin du retour).

Si la consommation de courant de votre puce change, cette résistance et cette inductance entraîneront une modification de la tension à la broche Vcc.

Je ne sais pas comment sélectionner la valeur de capacité appropriée.

Il y a deux façons de voir les choses.

Lorsque votre puce modifie sa consommation de courant, ce di / dt créera une chute de tension à travers l'inductance vers la source de tension. Vous voulez un condensateur capable de fournir (ou de réduire) le delta de courant jusqu'à ce que le courant de la source puisse répondre.

Malheureusement, choisir un condensateur de cette façon nécessite de connaître deux choses que vous ne savez souvent pas: quel sera le di / dt généré par la puce (celui-ci vous le savez peut-être dans certains cas), et quelle est l'inductance de la connexion au source (ce que vous pourriez simuler avec un bon outil d'intégrité de l'alimentation, mais c'est cher).
Vous pouvez concevoir vos condensateurs de dérivation pour fournir une connexion basse impédance à la terre à toutes les fréquences qui vous intéressent.

$Z=\dfrac{1}{j\omega{}C}$

$Z=j\omega{}L$

La solution est de mettre en parallèle plusieurs valeurs de condensateur, de manière à couvrir toutes les fréquences. Un bon fournisseur de condensateur fournira des caractéristiques ESL et ESR afin que vous puissiez simuler votre combinaison de condensateurs et trouver une combinaison qui fonctionne.

Mes recherches indiquent que j'ai besoin d'un condensateur électrolytique pour cette application

Une configuration courante est un condensateur en céramique de 0,1 uF à la broche Vcc de chaque puce et quelques électrolytes de grande valeur répartis sur la carte (pas nécessairement un par puce). La pertinence de votre conception ne ressort pas clairement de ce que vous avez partagé.

Généralement, les valeurs élevées (dans des boîtiers plus gros et souvent électrolytiques) n'ont pas besoin d'être aussi proches de la puce que les condensateurs de petite valeur (petit boîtier), car ils sont utiles à des fréquences plus basses où l'inductance les séparant de la charge (puce ) a moins d'effet. Peut-être qu'un condensateur de 10 uF peut être partagé entre 4 charges ou plus. Et quelques condensateurs de 47 ou 100 uF peuvent être saupoudrés autour de la carte.

— Le photon
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C'est une très bonne réponse! Complet et éducatif! C'est exactement ce dont j'avais besoin! Merci!

— Dabloons