Come selezionare un condensatore appropriato per la stabilizzazione della tensione di ingresso

Ho un design in cui ho alcuni circuiti integrati ad alta velocità e ho bisogno di mettere un condensatore sulla linea di tensione di ingresso per stabilizzare la tensione e proteggere da picchi o cadute. Opero a 5 V e tra 300 e 500 mA. La mia ricerca indica che ho bisogno di un condensatore elettrolitico per questa applicazione, ma non ho idea di come selezionare il valore di capacità appropriato. Inoltre, perché non potrei semplicemente usare un regolatore per questo scopo? Il foglio dati per il mio IC indica che dovrei usare un condensatore ma un VR non farebbe un lavoro migliore?

Perché non potevo semplicemente usare un regolatore per questo scopo?

Principalmente, perché ogni chip non può essere proprio accanto al regolatore. Più il chip viene dal regolatore che lo fornisce, maggiore è la resistenza e l'induttanza nella connessione dal regolatore al pin Vcc (e dal pin di terra sulla via del ritorno).

Se l'assorbimento di corrente del chip cambia, questa resistenza e induttanza comporterà una variazione della tensione sul pin Vcc.

Non ho idea di come selezionare il valore di capacità appropriato.

Ci sono due modi per vederlo.

1. Quando il chip cambia l'assorbimento di corrente, quel di / dt creerà una caduta di tensione attraverso l'induttanza alla sorgente di tensione. Volete un condensatore in grado di fornire (o affondare) il delta corrente fino a quando la corrente dalla sorgente può rispondere.

   Sfortunatamente la scelta di un condensatore in questo modo richiede la conoscenza di due cose che spesso non si conoscono: quale sarà il di / dt generato dal chip (questo in alcuni casi si potrebbe effettivamente sapere) e qual è l'induttanza della connessione al fonte (questo è possibile simulare con un buon strumento di integrità del potere, ma è costoso).

2. Puoi progettare i tuoi condensatori di bypass per fornire una connessione a bassa impedenza a terra a tutte le frequenze che ti interessano.

   $Z=\dfrac{1}{j\omega{}C}$

   $Z=j\omega{}L$

   La soluzione è mettere in parallelo diversi valori di condensatore, in modo da coprire tutte le frequenze. Un buon fornitore di condensatori fornirà le caratteristiche ESL ed ESR in modo da poter simulare la combinazione di condensatori e trovare una combinazione che funzioni.

La mia ricerca indica che ho bisogno di un condensatore elettrolitico per questa applicazione

Un setup comune è un condensatore ceramico da 0,1 uF sul pin Vcc di ciascun chip e alcuni elettrolitici di grande valore si diffondono attorno alla scheda (non necessariamente uno per chip). Se questo è appropriato per il tuo design non è chiaro da ciò che hai condiviso.

Generalmente i valori elevati (in pacchetti più grandi e spesso elettrolitici) non devono necessariamente essere vicini al chip come i condensatori di piccolo valore (pacchetto piccolo), perché sono utili a frequenze più basse in cui l'induttanza li separa dal carico (chip ) ha meno effetto. Forse un condensatore da 10 uF può essere condiviso tra 4 o più carichi. E alcuni condensatori da 47 o 100 uF possono essere sparsi sulla scheda.