电源电路中的电解电容的放置问题
大家在电路设计肯定经常涉及到电源电容滤波的问题,如图二原理图,C1、C3为电源输入端滤波,C4、C2为电源输出端滤波,C5为负载芯片电源输入滤波,关于这个电路提问:
1、C1、C3的两个电容分别对应低频段和高频段,有没有放置前后顺序问题?C4、C2 也一样的问题。(如图三)
2、根据电流的方向和这几个电容的作用,C1、C3需要靠近7805放置,C4、C2是不是一定要靠近7805放置?个人觉得可以将 C4、C2靠近负载放置。(但是这样就感觉跟C5的作用重复)。假如把7805换成DC-DC芯片,C4、C2是不是也可以靠近负载放置,还是一定要靠近电源输出放置?(如图三)
请有经验的回答,感谢!
图二

图三

现在的PCB板上的IC都是数字电路,电源的负载电流不是线性变化的,而是类似开关特性。而我们的电源不是理想的电源,就算是,PCB线路也是有阻抗的。
因此,我们的电源系统不是一个即时系统,或者说它的高频特性不好。
因此随着负载电流的变化,电源电压也不断变化,产生电源纹波,可真可谓一石激起千层浪啊。
加电容可弥补电源的不足,瞬间负载电流所需的电荷可由电容来提供。
但是电容也不是理想的电容,有ESR和ESL,越小越接近理想电容。大概就是陶瓷电容比电解电容ESR(ESL)小,小电容比大电容的ESR(ESL)小。
关于电容的放置的位置,应该是越靠近负载愈好,而且小电容应最近。因为PCB线路也有ESR和ESL,小电容放远了加上PCB的ESL,小电容的作用就没有了。=
因为PCB上上总有多个IC,那么电源也有多个分支,每个支路分别加电容(0.1uF),最后再总支路(10uF+0.1uF)
经常见的比喻,就是城市的自来水系统,要在每个片区加小水库,每栋楼顶再加水塔一样。
以上是我个人理解,错误之处还望指正了,附上一篇从该论坛下载的文章,里面有权威说明。
http://www.eda365.com/thread-74643-1-1.html
http://www.eda365.com/forum.php? ... hlight=%B5%E7%C8%DD
负载是负载的电容啊 ,就好比你的C5可以放靠近负载的附件啊
那C2、C4的具体作用是什么?输出端滤波电容?
你现在原理图的顺序是对的。
C4 C2顺序好像不对吧,电压输入输出应该都是先通过大电容,再通过小电容,我说的应该没错吧
理由是?
电源端的输出电容要靠近电源端摆放,当然负载端也需要电源滤波电容,肯定是这样的;对于同一端大、小电容的摆放顺序问题,5楼说的有道理。
原因是什么?求解释。那输入端电容C1、C3的摆放顺序呢?
1、一般电源滤波要求滤波回路最小,这样对其它电路造成的干扰最小,所以滤波电容最好都是靠近放置;
2、大、小电容摆放的顺序,按电流方向依次由大到小,一般是这样,当然如果大、小电容都放在一起(靠得很近)放置顺序反过来也应该没啥关系;
谢谢您的答复,但是我还是想知道大小电容摆放顺序的原因。
容值小,封装小的电容,有较高的谐振频率,故而去耦半径小,因此放在更近的位置。
放置在更近的位置?对于输出而言不是的,你说的又是另外一个观点了。与电流方向先大后小放置矛盾啊
那这么说吧,电源线路上有杂波,频率包括各种,但是频率越高的,波长越短,反之则相反。
而电容,有一个关键参数,就是谐振频率,与之对应的是去耦半径R,而这个半径就是说这个电容在半径为R的范围内可以保证能滤除自己频段的杂波。就是说,不同的电容,能保证的这个半径不一样,自然滤除干扰的频率也不一样。
实际中,小电容R小,大电容R大(一般)。然后我们打个比方,说一个小电容只能保证1CM范围内的电源质量,而一个大电容可以保证1m内的电源质量,那你说分别应该放多远?
你把小电源放远了,在离电源1m的地方滤除了干扰,但是还有99cm的路径上没人管高频的干扰了,结果进入IC还是有很大干扰,自然就不起作用了。
最后不是小的一定就近,要看作用,DCDC前级会先有小电容,然后再大,再小,开始这个小是为了防止DC本身的干扰影响前级器件。
