Auswahl eines geeigneten Kondensators zur Stabilisierung der Eingangsspannung

Ich habe ein Design, bei dem ich einige Hochgeschwindigkeits-ICs habe und einen Kondensator an die Eingangsspannungsleitung anschließen muss, um die Spannung zu stabilisieren und vor Spitzen oder Einbrüchen zu schützen. Ich arbeite mit 5 V und zwischen 300 und 500 mA. Meine Forschung zeigt, dass ich für diese Anwendung einen Elektrolytkondensator benötige, aber ich habe keine Ahnung, wie ich den geeigneten Kapazitätswert auswählen soll. Warum konnte ich zu diesem Zweck nicht einfach einen Regler verwenden? Das Datenblatt für meinen IC zeigt an, dass ich einen Kondensator verwenden sollte, aber würde ein VR keinen besseren Job machen?

Warum konnte ich zu diesem Zweck nicht einfach einen Regler verwenden?

Hauptsächlich, weil nicht jeder Chip direkt neben dem Regler sein kann. Je weiter Ihr Chip vom Regler entfernt ist, der ihn versorgt, desto mehr Widerstand und Induktivität besteht in der Verbindung vom Regler zum Vcc-Pin (und vom Erdungsstift auf dem Rückweg).

Wenn sich die Stromaufnahme Ihres Chips ändert, führen dieser Widerstand und diese Induktivität zu einer Änderung der Spannung am Vcc-Pin.

Ich habe keine Ahnung, wie ich den geeigneten Kapazitätswert auswählen soll.

Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu betrachten.

1. Wenn Ihr Chip seine Stromaufnahme ändert, erzeugt dieser di / dt einen Spannungsabfall über die Induktivität zurück zur Spannungsquelle. Sie möchten einen Kondensator, der das Stromdelta liefern (oder versenken) kann, bis der Strom von der Quelle reagieren kann.

   Leider erfordert die Auswahl eines Kondensators auf diese Weise das Wissen über zwei Dinge, die Sie oft nicht wissen: Was ist der vom Chip erzeugte Di / Dt (dieser, den Sie in einigen Fällen tatsächlich kennen), und wie hoch ist die Induktivität der Verbindung zum Quelle (dies könnte man mit einem guten Tool für die Stromintegrität simulieren, aber das ist teuer).

2. Sie können Ihre Bypass-Kondensatoren so gestalten, dass sie bei allen Frequenzen, an denen Sie interessiert sind, eine niederohmige Verbindung zur Erde herstellen.

   Ein Kondensator mit niedrigem Wert hat bei niedrigen Frequenzen eine hohe Impedanz, da .$Z=\dfrac{1}{j\omega{}C}$

   Ein Kondensator mit hohem Wert erfordert ein größeres Gehäuse und hat aufgrund seiner äquivalenten Serieninduktivität (ESL), für die eine hohe Impedanz bei hohen Frequenzen .$Z=j\omega{}L$

   Die Lösung besteht darin, mehrere Kondensatorwerte parallel zu schalten, damit alle Frequenzen abgedeckt werden. Ein guter Kondensatorhersteller bietet ESL- und ESR-Eigenschaften, damit Sie Ihre Kondensatorkombination simulieren und eine funktionierende Kombination finden können.

Meine Forschung zeigt, dass ich für diese Anwendung einen Elektrolytkondensator benötige

Ein üblicher Aufbau ist ein 0,1 uF Keramikkondensator am Vcc-Pin jedes Chips und einige hochwertige Elektrolyte, die auf der Platine verteilt sind (nicht unbedingt eine pro Chip). Ob dies für Ihr Design geeignet ist, geht nicht aus dem hervor, was Sie geteilt haben.

Im Allgemeinen müssen die hohen Werte (in größeren Gehäusen und häufig in der Elektrolyse) nicht so nahe am Chip liegen wie die Kondensatoren mit kleinem Wert (kleines Gehäuse), da sie bei niedrigeren Frequenzen nützlich sind, bei denen die Induktivität sie von der Last (Chip) trennt ) hat weniger Wirkung. Möglicherweise kann ein 10-uF-Kondensator von 4 oder mehr Lasten geteilt werden. Einige Kondensatoren mit 47 oder 100 uF können auf die Platine gestreut werden.