Re: decoupling perhitungan desain kapasitor

Question

Saya sedang mencari sedikit tentang kapasitor decoupling. Yang dapat saya temukan adalah kapasitor elektrolitik digunakan untuk penyaringan kebisingan frekuensi rendah dan kapasitor keramik digunakan untuk penyaringan kebisingan frekuensi tinggi. Saya tidak dapat menemukan rumus apa pun untuk menentukan nilai yang sama. Bisakah seseorang membimbing saya tentang pendekatan yang harus diikuti dan rumus untuk menentukan nilai?

PS: Saya tahu bahwa beberapa tutup elektrolitik digunakan karena ESR dan ESL kapasitor.

Answer 1

Kami mulai dengan rumus sederhana tentang energi yang disimpan dalam kapasitor

tetapi kapasitor memiliki resistansi seri (ESR), itu berarti kita tidak bisa mendapatkan kembali semua Energi yang kita inginkan keluar dari kapasitor dan kita akan mengalami penurunan tegangan tambahan.

Jadi mari kita biarkan 0,05V turun pada ESR. Ini berarti kapasitor kami hanya diizinkan turun 0,05V.

kami menghitung ulang dan sekarang kami membutuhkan 800uF bukan 200uF!

Juga kita tahu bahwa µC kita akan menarik daya 1W dengan penurunan 0,1V ... ini - asumsikan arus 3,3VµC 1W / (3,3V-0,1V) = 0,3125A. dengan penurunan yang diizinkan 0,05V pada ESR dan arus 0,3125A ESR harus sama atau lebih rendah dari 0,05V / 0,3125A = 500mOhm

Jadi untuk skenario kami, Anda memerlukan kapasitor 800uF dengan ESR <500mOhm untuk memasok 1W untuk µC yang berjalan pada 10MHz untuk 10 jam dengan penurunan tegangan maks. 0,1V

Oke, mari kita simulasikan

pertama sumber lemah yang akan turun pada kondisi beban kita tanpa kapasitor:

Kami melihat penurunan ~ 0,2V. Itu terlalu banyak. jadi kami menghubungkan kapasitor kami

dan sekarang kami melihat apa yang kami harapkan. penurunan tegangan berkurang, arus mengalir keluar dari kapasitor kami (arah negatif)