Làm thế nào để biết chính xác các giá trị Tụ tách cho điện áp cung cấp?

8

Khi thiết kế các mạch sử dụng các thành phần khác nhau như IC rất nhiều thời gian, các bảng dữ liệu cung cấp cho bạn một sơ đồ ví dụ nơi chúng thường sẽ cung cấp cho bạn một số giá trị để tách tụ Tụ. Tôi thường thấy một nắp 0,1 uF song song với nắp 10 uF trên đường ray cung cấp. Đôi khi tôi thấy các biến thể khác trong đó chúng có một số mũ 0,1 uF song song. Làm thế nào họ xác định những giá trị này?

dc coupling

— Aaru
nguồn

2

Tôi khá chắc chắn rằng bạn có nghĩa là "tách tụ điện". Các tụ ghép được sử dụng để ghép tín hiệu từ giai đoạn này sang giai đoạn khác, thường là trên đầu vào của bộ khuếch đại ghép AC.

— WhatRoughBeast

10

Câu trả lời ngắn gọn :

Chúng bắt đầu với tiêu chuẩn (0,1 uF song song với 10 uF) và nếu chúng vẫn có vấn đề nảy cung, chúng bắt đầu thử nghiệm cho đến khi nó hoạt động.

Câu trả lời dài hơn :

Thông thường, giá trị chính xác của tụ tách rời không quan trọng, trừ khi bạn đã biết điều gì đó về các thành phần tần số của tiếng ồn bạn muốn thấy.

Thông thường, tụ điện càng nhỏ thì tần số tự cộng hưởng càng cao (tần số mà thiết bị dừng hoạt động như một tụ điện và bắt đầu hoạt động như một cuộn cảm do dịch pha bên trong). Đó là lý do tại sao datasheets thường hiển thị song song nhiều thiết bị. 10 uF là bỏ qua các tần số thấp hơn trong khi tụ điện nhỏ hơn có hiệu quả ở tần số cao hơn (và kém hiệu quả hơn ở tần số thấp hơn vì nó nhỏ hơn).

Khi bạn đưa ra một con chip mới trên bảng thử nghiệm, các kỹ sư sản phẩm nơi tôi làm việc thường sử dụng cách ly tiêu chuẩn 0,1 uF song song với 10 uF như bạn nói. Nếu điều đó là đủ tốt, thì tuyệt vời, họ đã hoàn thành. Nếu vẫn còn vấn đề nảy cung cấp thì họ sẽ thử nghiệm (phân tích và mô phỏng không siêu hữu ích ở đây) cho đến khi họ kiểm soát được tiếng ồn. Họ làm điều này bằng cách thêm các nắp nhỏ hơn rất gần với chip hoặc đôi khi, như bạn đã thấy, các nắp 0,1 uF song song. Điều này hoạt động vì các mũ 0,1 uF khác nhau có khoảng cách khác nhau so với chip nên chúng tương tác với độ nảy cung theo các cách khác nhau (và ở các tần số khác nhau).

— crgrace
nguồn

1

Cảm ơn, câu trả lời của bạn rất hữu ích và nó làm sáng tỏ toàn bộ quá trình liên quan đến việc tách rời.

— Aaru

3

Song song với 4 hoặc 5 mũ 0,1-uF cũng đặt song song ký sinh ESR và ESL của chúng, làm cho sự kết hợp hiệu quả hơn (ví dụ) một nắp 0,47-uF.

— Photon

2

Câu trả lời tốt. Có nhiều khía cạnh khác cho vấn đề này, chẳng hạn như: một khi mạch cơ bản hoạt động, nó có thể không thử nghiệm để đáp ứng các quy định về khí thải EMC. Nếu lượng khí thải như vậy có thể được theo dõi từ nguồn cung cấp năng lượng, việc tách rời hơn nữa có thể được yêu cầu gần với thiết bị tạo ra tiếng ồn. Điều này rõ ràng phụ thuộc vào cách bố trí bảng, vì vậy không phải lúc nào cũng có thể dự đoán trước.

— Brian Drumond

5

Các giá trị khác nhau của tụ điện tối ưu lọc ra các tần số khác nhau. Tôi luôn thấy bài viết này về lọc và tách tụ điện hữu ích, nó cung cấp rất nhiều thông tin về nguyên tắc đằng sau các tụ tách rời và sự khác biệt giữa các giá trị nhất định.

http://www.ti.com/lit/an/scaa048/scaa048.pdf

— chính đáng
nguồn

4

Đầu tiên tìm thấy sự cộng hưởng ( $f$ ) với C và L tương đương của bạn cho mạch;

(Đối với việc sử dụng DC, bạn sẽ tìm thấy gần với tần số dao động trên nguồn cung cấp, đây là ĐO LƯỜNG, KHÔNG TÍNH TOÁN )

f = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}

$f = {1 \over 2\pi\sqrt{LC} }$

Sau đó sử dụng tần số đó, ví dụ 100kHz, tìm băng thông của tần số ( $\Delta f$ ) bạn đang lọc để sử dụng , ví dụ 10%, vì vậy 90kHz - 110kHz.

(Đối với sử dụng DC, bạn muốn bao phủ toàn bộ chiều rộng tần số bạn thấy trên phạm vi của mình, tức là nhiễu nhanh nhất là 110kHz, chậm nhất là 90kHz)

Δ f = \frac{f}{Q}

$\Delta f = {f \over Q}$

Q là những gì chúng tôi đang tìm cách thao túng, mà bạn có thể nhận được;

Q = \frac{1}{R} \times \frac{\sqrt{L}}{C}

$Q = {1 \over R} \times {\sqrt L \over C}$

Vì vậy, có mối quan hệ nghịch đảo giữa Q với C. Đối với băng thông ít hơn (nghĩa là 'chất lượng (Q)') nhiều hơn, có ít C. Nhưng chúng tôi muốn có nhiều băng thông hơn, vì vậy chúng tôi thêm C.

R có thể sẽ chiếm ưu thế, bạn thực sự không thể có được một $\sqrt L$ đo lường, vì vậy vít $\sqrt L$ , giải quyết cho Q liên quan đến CR;

Q = \frac{1}{C R}

$Q = {1 \over C R}$

Cắm lại vào điều khác của chúng tôi và bạn có được một xấp xỉ mà bạn có thể thử nghiệm;

Δ f = \frac{f}{\frac{1}{C R}}

$\Delta f = {f \over {1 \over C R}}$

Nói ngắn gọn;

Δ f = f C R

$\Delta f = f C R$

Bạn có thể đo R, bạn có thể đo f, bạn biết bạn muốn $\Delta f$ được $f$ + 10%

Do đó, đối với một xấp xỉ không chính xác cho DC;

C = \frac{Δ f}{f R}

$C = { \Delta f \over f R}$

Và cho một xấp xỉ lý tưởng tại $f$ ;

C = \frac{Δ f \times \sqrt{L}}{f \times R \times X_{L} X_{C}}

$C = { \Delta f \times \sqrt L \over f \times R \times X_L X_C}$

Bạn chỉ cần đặt $\sqrt L$ quay lại và tính đến trở kháng ở một tần số nhất định.

Đối với C lý tưởng trên một dải tần số $X_L$ và $X_C$ thay đổi ngược lại $f$ khi nó đi lên như vậy $X_L \rightarrow \infty$ và $X_C \rightarrow 0$ . Chúng ổn định ở mức cộng hưởng và chúng tôi thấy mình quay lại

f = \frac{1}{2 π \sqrt{L C}}

$f = {1 \over 2\pi\sqrt{LC} }$

Giả sử bạn có thể tìm thấy một lý tưởng C. Nhưng tất cả các C đều có 'phạm vi' tối đa, tức là điện phân không hợp lệ ở tần số cao, gốm là. Điều này giả định rằng bạn biết rằng bạn cần bảo vệ tần số cao hoặc thấp, và sau đó bạn có thể lọc. Để tìm ra cái bạn cần, chỉ cần đo $f$ và nếu nó cao hơn 100kHz, đừng sử dụng vật liệu xô điện phân.

— ARMATAV
nguồn

1

Tìm tần số tách tối đa từ thời gian tăng nhanh nhất / phương tiện khác ..... Altera.com có rất nhiều bài viết liên quan đến việc tách nguồn cung cấp điện.

Tìm trở kháng thoáng qua của nguồn cung cấp = deltaV (Dung sai của đường ray) / Dòng điện Delta (dòng điện thoáng qua). Điều này cần được đáp ứng trong phạm vi tần số hoàn chỉnh. Hầu hết các bảng tách rời hiệu quả chỉ lên đến 80 MHz. Sau đó, hiệu ứng tự cảm gắn kết đến .... sau giới hạn này, chỉ có các nắp tách gói sẽ giúp. Hầu hết các giá trị tụ điện không quan trọng lắm khi chỉ lắp điện cảm và đó là vấn đề về ngôn ngữ điện tử. Trong 80Mhz này, bạn phải thiết kế tách rời n / w. Chủ yếu chia thành 3 phần (Luôn chọn kích thước nhỏ nhất hoặc mũ ESL thấp hơn với điện dung lớn hơn). các tụ điện số lượng lớn đầu tiên (> 47uF ---> các giá trị chính xác là gần đúng) như 100uf, 330uf..tất cả vị trí của các nắp này sẽ không thành vấn đề. Giá trị chính xác của dải trung bình thứ 2 (> 1uf và <47uf -> giá trị chính xác là gần đúng) Phạm vi thứ 3 sẽ nhỏ hơn -0,01,0.1uf '

Mô hình mô phỏng đơn giản PDN N / W

mô phỏng miễn phí sẽ giúp như LTSpice 4, spicap, vv nhận được khuyến nghị từ các nhà sản xuất.

— người dùng 19579
nguồn