电源电路中的电解电容的放置问题

chenlinfeng88 · 发表于 2012-7-1 22:27

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本帖最后由 chenlinfeng88 于 2012-7-1 22:34 编辑

大家在电路设计肯定经常涉及到电源电容滤波的问题，如图二原理图，C1、C3为电源输入端滤波，C4、C2为电源输出端滤波，C5为负载芯片电源输入滤波，关于这个电路提问：
1、C1、C3的两个电容分别对应低频段和高频段，有没有放置前后顺序问题？C4、C2 也一样的问题。（如图三）
2、根据电流的方向和这几个电容的作用，C1、C3需要靠近7805放置，C4、C2是不是一定要靠近7805放置？个人觉得可以将 C4、C2靠近负载放置。（但是这样就感觉跟C5的作用重复）。假如把7805换成DC-DC芯片，C4、C2是不是也可以靠近负载放置，还是一定要靠近电源输出放置？（如图三）
请有经验的回答，感谢！

xuechaojie · 发表于 2012-12-21 18:22

现在的PCB板上的IC都是数字电路，电源的负载电流不是线性变化的，而是类似开关特性。而我们的电源不是理想的电源，就算是，PCB线路也是有阻抗的。
因此，我们的电源系统不是一个即时系统，或者说它的高频特性不好。
因此随着负载电流的变化，电源电压也不断变化，产生电源纹波，可真可谓一石激起千层浪啊。
加电容可弥补电源的不足，瞬间负载电流所需的电荷可由电容来提供。
但是电容也不是理想的电容，有ESR和ESL，越小越接近理想电容。大概就是陶瓷电容比电解电容ESR（ESL）小，小电容比大电容的ESR（ESL）小。
关于电容的放置的位置，应该是越靠近负载愈好，而且小电容应最近。因为PCB线路也有ESR和ESL，小电容放远了加上PCB的ESL，小电容的作用就没有了。=
因为PCB上上总有多个IC，那么电源也有多个分支，每个支路分别加电容（0.1uF），最后再总支路（10uF+0.1uF）
经常见的比喻，就是城市的自来水系统，要在每个片区加小水库，每栋楼顶再加水塔一样。

以上是我个人理解，错误之处还望指正了，附上一篇从该论坛下载的文章，里面有权威说明。
https://www.eda365.com/thread-74643-1-1.html

https://www.eda365.com/forum.php? ... hlight=%B5%E7%C8%DD

fallen · 发表于 2015-5-28 20:22

ann_wz 发表于 2015-5-28 19:34
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一般都是小C靠近芯片大C相对较远。对于DC-DC输入端的纹波一般很难滤除，建议对一些敏感的电源不要去做一些DC-DC的输入电压。比如RF的3.3V等。

ann_wz · 发表于 2015-5-28 19:34

kevin890505 发表于 2012-12-21 12:45
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而电容，有一个关 ...

楼主说的dcdc前级值得是dcdc输入的吗，为了防止dcdc电路干扰输入电源吗，所以才小c 大c 再小c，这样理解对吗

fuguoding · 发表于 2012-7-2 08:49

负载是负载的电容啊，就好比你的C5可以放靠近负载的附件啊

chenlinfeng88 · 发表于 2012-7-2 22:24

fuguoding 发表于 2012-7-2 08:49
% A/ _& S6 ]& L9 L7 X, r负载是负载的电容啊，就好比你的C5可以放靠近负载的附件啊

那C2、C4的具体作用是什么？输出端滤波电容？

willyeing · 发表于 2012-7-3 09:40

你现在原理图的顺序是对的。

zhengyu0099 · 发表于 2012-7-3 10:40

C4 C2顺序好像不对吧，电压输入输出应该都是先通过大电容，再通过小电容，我说的应该没错吧

chenlinfeng88 · 发表于 2012-7-3 22:22

zhengyu0099 发表于 2012-7-3 10:40 6 ~% j. b- L) v5 s( x& [' ?
C4 C2顺序好像不对吧，电压输入输出应该都是先通过大电容，再通过小电容，我说的应该没错吧

理由是？

pippo · 发表于 2012-7-4 12:09

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

qiangqssong · 发表于 2012-7-4 15:24

电源端的输出电容要靠近电源端摆放，当然负载端也需要电源滤波电容，肯定是这样的；对于同一端大、小电容的摆放顺序问题，5楼说的有道理。

chenlinfeng88 · 发表于 2012-7-4 20:55

qiangqssong 发表于 2012-7-4 15:24 2 o6 |$ B6 s% G7 w: W
电源端的输出电容要靠近电源端摆放，当然负载端也需要电源滤波电容，肯定是这样的；对于同一端大、小电容的 ...

原因是什么？求解释。那输入端电容C1、C3的摆放顺序呢？

qiangqssong · 发表于 2012-7-5 09:12

chenlinfeng88 发表于 2012-7-4 20:55
. V; p; O. ~3 |: E原因是什么？求解释。那输入端电容C1、C3的摆放顺序呢？

1、一般电源滤波要求滤波回路最小，这样对其它电路造成的干扰最小，所以滤波电容最好都是靠近放置；
2、大、小电容摆放的顺序，按电流方向依次由大到小，一般是这样，当然如果大、小电容都放在一起（靠得很近）放置顺序反过来也应该没啥关系；

chenlinfeng88 · 发表于 2012-12-20 17:35

qiangqssong 发表于 2012-7-5 09:12 ' p w( T- o/ I3 Q( D
1、一般电源滤波要求滤波回路最小，这样对其它电路造成的干扰最小，所以滤波电容最好都是靠近放置；/ L# l. x4 U; e7 g ?
2、 ...

谢谢您的答复，但是我还是想知道大小电容摆放顺序的原因。

kevin890505 · 发表于 2012-12-20 20:26

容值小，封装小的电容，有较高的谐振频率，故而去耦半径小，因此放在更近的位置。

chenlinfeng88 · 发表于 2012-12-21 12:25

kevin890505 发表于 2012-12-20 20:26
U" t: G h/ |& u7 l" W' @& s: a容值小，封装小的电容，有较高的谐振频率，故而去耦半径小，因此放在更近的位置。

放置在更近的位置？对于输出而言不是的，你说的又是另外一个观点了。与电流方向先大后小放置矛盾啊

kevin890505 · 发表于 2012-12-21 12:45

本帖最后由 kevin890505 于 2012-12-21 12:46 编辑

那这么说吧，电源线路上有杂波，频率包括各种，但是频率越高的，波长越短，反之则相反。
而电容，有一个关键参数，就是谐振频率，与之对应的是去耦半径R，而这个半径就是说这个电容在半径为R的范围内可以保证能滤除自己频段的杂波。就是说，不同的电容，能保证的这个半径不一样,自然滤除干扰的频率也不一样。
实际中，小电容R小，大电容R大（一般）。然后我们打个比方，说一个小电容只能保证1CM范围内的电源质量，而一个大电容可以保证1m内的电源质量，那你说分别应该放多远？
你把小电源放远了，在离电源1m的地方滤除了干扰，但是还有99cm的路径上没人管高频的干扰了，结果进入IC还是有很大干扰，自然就不起作用了。

最后不是小的一定就近，要看作用，DCDC前级会先有小电容，然后再大，再小，开始这个小是为了防止DC本身的干扰影响前级器件。

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