Cách chọn tụ điện cho IC

Tôi là người mới bắt đầu trong ngành điện tử từ ngành công nghiệp phần mềm. Với một số điều tự học, tôi đang cố gắng thực hiện một số mạch Arduino cơ bản. Sự nhầm lẫn của tôi là về tụ điện là chủ yếu. Sự hiểu biết của tôi về tụ điện là chúng hoạt động như bộ lưu trữ năng lượng trong vài giây hoặc mili giây.

Tôi thấy rằng hầu hết các IC phải có tụ điện kết nối với chân của chúng.

Sự nhầm lẫn của tôi là làm thế nào để tìm ra chân nào cần tụ điện, và làm thế nào để tìm đúng tụ điện cho mạch hoặc tụ điện cho IC.

Cuối cùng, tại sao các tụ điện cần thiết trong một mạch trong các tình huống như vậy?

Những gì bạn đang đề cập đến được gọi là tụ tách rời và được sử dụng để tách rờicác chân cung cấp IC từ xe buýt. Nói cách khác, nó ngăn IC nhạy cảm bị "bỏ đói" nếu một thiết bị khác trên xe buýt bật nhanh và rút ra dòng điện đáng kể, sẽ làm giảm điện áp của xe buýt trong một khoảng thời gian. Các tụ điện cung cấp thêm dòng điện cần thiết để khởi động thiết bị, cũng như để ngăn chặn chip của nó chịu tác động của một chiếc xe buýt tải đột ngột. Điều này thường được yêu cầu cho các thiết bị tốc độ cao chuyển đổi rất nhanh, vì điều này có xu hướng rút ra dòng điện đáng kể. Các tụ điện không nhất thiết phải được chọn bởi điện dung của nó, nhưng bởi ESR (điện trở sê-ri tương đương) và ESL (độ tự cảm sê-ri tương đương). Lý tưởng nhất là bạn sẽ xác định tốc độ mà thiết bị sẽ bật và chọn tụ điện có ESR / ESL thấp nhất cho tốc độ đó. Giá trị tụ tách rời phổ biến nhất có lẽ là 0. 1uF nhưng đối với các mạch nhanh hơn, bạn có thể yêu cầu 0,01uF hoặc 0,001uF (một lần nữa, tùy thuộc vào ESR và ESL của họ ở các tốc độ đó). Nếu nhiều thiết bị có tốc độ khác nhau tồn tại trên cùng một bus, bạn có thể cần nhiều hơn một tụ tách rời, một cho mỗi tốc độ.

99 lần trong số 100 biểu dữ liệu sẽ cho bạn biết chính xác các tụ tách rời giá trị nào sẽ sử dụng trên các chân nào, vì vậy hãy đọc biểu dữ liệu. Hướng dẫn này từ Thiết bị analog cũng là một tài nguyên tuyệt vời.

Tất cả là do điện cảm:

Giả sử vi điều khiển của bạn rút ra nguồn cung cấp tăng từ 1mA đến 11mA trong 5ns sau đó quay lại 1mA mỗi khi nó xử lý một lệnh.

di / dt = 10mA / 5ns = 2 000 000 A / s

Bây giờ, điện áp trên một cuộn cảm là v = L di / dt và dấu vết từ nguồn cung cấp cho vi điều khiển có, giả sử điện cảm 50nH ...

v = L di / dt = 100mV giảm trên nguồn cung.

OK, nó chưa bị sập, bởi vì nó là một micro chậm, không sử dụng nhiều dòng điện ... nhưng một micro nhanh hơn hoặc các chip khác rút nhanh hơn / các dòng điện cao hơn cần có nguồn điện từ một nguồn có độ tự cảm thấp để tránh sụt điện áp khi nó vẽ các xung hiện tại và một tụ điện đặt gần là một cách tốt để đạt được điều đó.

Điều quan trọng không kém là thực tế tụ điện giữ cho dòng điện ồn được rút ra bởi micro của bạn trong một vòng cục bộ nhỏ.

Hiệu suất ăng ten vòng tỷ lệ thuận với diện tích, do đó lượng nhiễu bức xạ sẽ ít hơn nhiều khi đóng tụ.

Ngoài ra, nếu bạn có các thành phần khác, giả sử một opamp trên cùng một nguồn cung cấp, thì tụ điện ở micro sẽ ngăn tiếng ồn của micro làm hỏng nguồn cung cấp của opamp, có xu hướng gây ra một số rác ở đầu ra ...

Vì vậy, ở đây bạn có nó, mũ làm:

• toàn vẹn năng lượng: mũ phục vụ hiện tại cung cấp di / dt cao
• EMI: giảm diện tích ăng ten vòng lặp
• EMC: giữ tiếng ồn ra khỏi các thiết bị nhạy cảm khác

Bây giờ, làm thế nào để chọn giá trị:

• Một cuộn 100x 25V 0805 X7R có giá € 1,40 cho 100nF và € 5,40 cho 1 Điên. Vì vậy, hãy mua một cuộn 100 of 1FFF.
• Mỗi lần bạn đặt một tụ điện tách rời vào mạch của mình, hãy nhớ nếu bạn dành 10 phút để đọc bảng dữ liệu và bạn phát hiện ra 100nF sẽ hoạt động, bạn chỉ mất 10 phút và tiết kiệm 4 xu nếu bạn chỉ xây dựng một đơn vị ...
• Tôi chỉ cần đặt 1 1FF, đảm bảo làm việc mọi lúc. Ngoài ra, nó có ít tiếng chuông hơn, hoạt động tốt hơn với chất điện phân ESR thấp, v.v ...
• Ngoài ra tôi sử dụng mũ 25V vì vậy tôi chỉ phải dự trữ một giá trị cho 3,3V đến 15V ...

Vì vậy, sự nhầm lẫn của tôi là làm thế nào để tìm ra chân nào chúng ta cần một capcitor để kết nối

Đối với mỗi chip bạn sử dụng, sẽ có một bảng dữ liệu cho bạn biết và nếu nó không cho bạn biết đó là vì chip đến từ một họ logic cụ thể (ví dụ) và sẽ có một bảng dữ liệu chung của nhà sản xuất cho gia đình đó. sẽ nói với bạn.

Ngoài ra làm thế nào để tìm đúng tụ điện cho một mạch hoặc một tụ điện cho một IC.

Xem ở trên - nó trong bảng dữ liệu.

Và cuối cùng tại sao tụ điện là cần thiết trong một mạch trong các tình huống như vậy?

Rất nhiều chip sẽ "tiêu thụ" các xung dòng điện và tụ điện sẽ cung cấp các xung năng lượng đó để toàn bộ hệ thống dây cấp nguồn (hoặc các rãnh trên PCB) không phải xử lý các trường hợp đó. Điều này có nghĩa là độ tin cậy tốt hơn và ít phát xạ hơn và tiến hành phát thải cho các chip và hệ thống khác.

Một số IC như op-amps sẽ dựa vào tụ điện để duy trì hiệu suất và tránh sự mất ổn định trên đầu ra, đặc biệt là khi lái một số tải.

Cấp 1 (thường đủ tốt. Không phải lúc nào cũng vậy.): Chỉ cần tát vào song song> 10uF và 100nF, sau này với các dẫn càng ngắn càng tốt.

Cấp độ 2: Chỉ cần đọc biểu dữ liệu, như được đề xuất.

Cấp độ 3: Đọc chú thích công nghệ tuyến tính 47.

Ngoài ra, hãy xem xét sử dụng hạt ferrite trong các mạch tách rời của bạn.

Đối với những gì tôi biết, điện dung không quá quan trọng, nó chỉ dành cho một số năng lượng 'quá nhiều' giữa VSS và GND. Đó là lý do tại sao các tụ điện rất thấp thường được sử dụng. Tôi sử dụng hầu hết các loại gốm với 104 đánh dấu (có nghĩa là 10e4) là 10e4 pF là 0,1 uF.

Cung cấp cho mỗi pin năng lượng một nắp gốm 0,1 0,1F, tốt nhất là kích thước 0805 hoặc nhỏ hơn, song song với một tantalum 10 gốmF hoặc gốm. Bạn có thể bỏ qua nắp 10FFF hoặc thay thế nó bằng một cái gì đó nhỏ hơn, nếu bạn chỉ quan tâm đến nhiễu tần số cao. Vị trí của các tụ điện lớn hơn dành cho bỏ qua tần số thấp không hoàn toàn quan trọng, nhưng chúng cũng nên đóng để IC IC trong vòng nửa inch.