Чи потрібні роз'єднання конденсаторів з живленням від акумулятора?


38

В даний час я запускаю всі свої гаджети від батарей і не використовую конденсатори для роз'єднання. Вони взагалі потрібні / корисні, коли черпають енергію з акумулятора?

Відповіді:


34

У широкому розумінні ви завжди повинні їх використовувати. Це просто те, що вам не зашкодить зробити, але може ігнорувати серйозні проблеми.

Ви, мабуть, не бачили жодних великих проблем з акумуляторами, оскільки вони розміщені відносно близько до ваших мікросхем і тому, що вони мають внутрішній опір сигналам високої частоти.

Це все ще може спричинити занепокоєння щодо потужності в сигналах високої частоти. Якщо мікроконтролер працює на частоті 20 МГц, то у вас виникає 20е6 імпульсів струму, що тягнеться за секунду. Це може здатися не великою проблемою, але коли відразу зміниться достатня кількість вхідних даних, ви можете спричинити відмов землі або безліч подібних проблем, які виникають з високими шляхами індуктивності до землі.

вікіпедія має певний досвід, якщо вона допомагає.

Невелике додаткове значення для розв'язки конденсаторної термінології

Завдання роз'єднувального конденсатора полягає в тому, щоб "роз'єднати" свої пристрої живлення від решти ланцюга. Якщо конденсатор роз'єднання виконує свою роботу, ви будете вимірювати лише енергію напруги постійного струму. Вони знімають змінна хвиля.

Існують різні терміни для роз'єднання конденсаторів.

В сипучих конденсаторах діють як великі джерела живлення , що може подавати харчування в протягом періодів часу, вони необхідні для функціональності. Без об'ємного ковпачка фільтра вам доведеться мати струм, залежний від часу, оскільки ваша мікросхема забирає живлення на цикл.

Байпасні конденсатори часто мають меншу величину і призначені для припинення більш високих частот. У міру зменшення частоти опір конденсаторів зменшується. Конденсатор меншого значення має більший опір. Ці невеликі конденсатори є основою закінчення хвиль більш високої частоти.

Декаденні конденсатори - ще один термін для обхідних ковпачків, але назва означає більше. Якщо ваша об'ємна кришка фільтра становить .1uF, то ваші десятирічні ковпачки будуть .01uF і .001 і навіть .0001uF, залежно від того, що ви робите. Зазвичай я бачу лише шапку на 1 десятиліття, але мені довелося використовувати 2 або 3 раніше.


9
FYI, причина десятирічних конденсаторів полягає в тому, що коефіцієнт ESR кришок зменшується, коли кришка стає меншою. Тому, якщо у вас ситуація дуже чутлива до шуму або витягує дуже великі сплески струму, кришка 0,01 uf може бути ефективнішою, ніж шафа 0,1 uf.
Вонор Коннор

Погоджено, є і імпедансний компонент, але я погодився б.
Кортук

десятирічні конденсатори: electronics.stackexchange.com/questions/3879/…
endolith

0,01 мкФ тільки ефективніше, ніж 0,1 мкФ, якщо перший має менший пакет (або якийсь інший механізм зниження індуктивності). За інших рівних, 603 0,01 мкФ не буде краще, ніж 603 0,1
uF

@ ajs410 - ... з одним застереженням, що два паралельно зменшують ефективний показник ШОЕ, якщо вони добре викладені (тісні, добре зшиті, широкі доріжки подачі тощо)
DrFriedParts

18

Розв'язка не полягає в згладжуванні енергії, роз'єднання - в тому, щоб придушити високочастотний шум, що генерується ланцюгами, які генерують сигнали високої частоти скорочення, особливо логічні схеми.

Коли вузол змінюється через кілька вольт за лічені наносекунди, потрібен короткий пробіг струму, щоб зарядити / розрядити ємність у цьому вузлі. Якщо у вас є купа провідних мереж провідних мереж, індуктивність в лініях живлення означає, що ці струми струму, що надходять в один ІМС, перетворюються на проміжки напруги живлення для інших ІМС, і це може схилити речі до непередбачуваних станів.

Причина, по якій ви тримаєте гарну високочастотну кришку на кожному ІМС, полягає в тому, щоб забезпечити індивідуальні струми струму, тим самим "від'єднавши" потреби в постачальників ІС одне від одного.


2
@Nat Ryall - ну, "згладжування" - це практично те ж саме, що і розв'язка, лише з набагато меншою частотою. В основному, якщо у вас майже постійне навантаження на акумулятор пристойного розміру, ви, ймовірно, можете піти без об'ємної ємності, АЛЕ, якщо ваша система буде включати двигуни чи реле, увімкнути передавач або зробити що-небудь ще раптом підтягувати струми струму або навіть просто коливатися в широкому діапазоні, об'ємні конденсатори - хороша ідея, за тим же основним принципом, що і розв'язка.
JustJeff

1
Додам, на це рішення найбільше впливає індуктивність та струм. Якщо індуктивність дає навантаження 500ом на частоті, яку ви хочете тягнути, але ваш струм все ще менше 500uA, то падіння напруги, ймовірно, може бути проігноровано. Якщо падіння занадто велике, вам потрібно мати кришки для забезпечення високої частоти живлення та використовувати індуктивні лінії електропередач для струмів, ближчих до постійного струму.
Кортук

11

Вони корисні, тому що живлення пристроїв також може спричинити пульсації - не тільки регулятор. Наприклад, мікроконтролер буде проводити більше струму на зростаючому краю годинника і менше в іншому випадку. Ця нічия призводить до того, що напруга живлення дуже незначно знижується. Якщо все закінчується в один і той же годинник, стає гірше. З конденсатором на штифтах живлення є запас, щоб мінімізувати цю пульсацію. Це гарна ідея.


8

Акумулятор має внутрішній опір. Імпульси струму, проведені мікроконтролерами, та інша цифрова логіка можуть спричинити занурення напруги акумулятора. Для запобігання великих занурень, що спричиняють проблеми, необхідний об'ємний ковпачок (10 мкФ або більше) через силові рейки. Не забувайте, що невеликі ковпачки 100nF також потрібні на Vdds усіх цифрових логічних ІС, щоб забезпечити локальне джерело струму. Індуктивність слідів на друкованій платі зробить це необхідним, або ви можете виявити, що дивні і незвичайні помилки впливають на вашу схему.


4
Я б сказав проти того, щоб не засвоїти, що є набір ємностей для речей. Я використовував чіпи, яким потрібно 10uF як локальне джерело струму.
Кортук

2
Хороший момент, але я б сказав, що 10 мкФ є об'ємним конденсатором, насправді не конденсатором для роз'єднання.
Томас О

1
Яка різниця між "об'ємним конденсатором" і "конденсатором роз'єднання"? Що є синонімом "обхідний конденсатор"?
ендоліт

4
Об'ємний конденсатор AFAIK розміщується біля джерел живлення акумулятора / джерела живлення та поруч із великими групами компонентів; роз'ємний конденсатор сидить поруч із штифтами Vdd. Обидва є байпасними конденсаторами.
Томас О

1
вона все ще намагається відокремити групи компонентів від інших груп компонентів, і часто більші струмові тяги ІС мають об'ємний конденсатор для себе.
Кортук

3

Кожен раз, коли транзистор змінює стан в цифровій системі, для перемикання потрібно невеликий струм струму. Тон транзисторів в логічному мікросхемі або мікроконтролері змінюються майже в один і той же момент. Коли це трапляється, енергія, яку споживає мікросхема, короткочасне. Обхідні (або роз'єднані) конденсатори допомагають подавати цю потужність, щоб ті короткі спайки навантаження не призвели до падіння напруги живлення на інших мікросхемах. (Тим більше, що інші мікросхеми можуть на короткий час потребувати власного сплеску струму одночасно.)

Ось чому ви хочете дуже швидкі (маленькі, низькі показники ШОЕ), розташовані біля кожного ІС, максимально наближені до штифтів живлення, наскільки це практично.

Великі ковпачки біля джерела живлення забезпечують струм для перевантаження навантаження, тоді як джерело змінного струму проходить через 0 В, а маленькі / середні ковпачки біля джерела живлення допомагають заправити байпасні ковпачки, розкидані по всій платі.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.