Różnice między kondensatorami obwodnictwa i oddzielenia

Terminy „Kondensator obejścia” i „kondensator oddzielenia” są używane zamiennie, choć istnieją między nimi określone różnice.

Najpierw zrozummy kontekst, w którym powstaje potrzeba ominięcia. Podczas zasilania dowolnego aktywnego urządzenia głównym wymogiem jest to, że punkt wejścia zasilania („szyna zasilania”) był tak niski i impedancja (w stosunku do ziemi), jak to możliwe (najlepiej zero omów, choć nigdy nie można tego osiągnąć w praktyce). Wymóg ten zapewnia stabilność obwodu.

Kondensator obejściowy („obejście”) pomaga nam spełnić ten wymóg, ograniczając niechcianą komunikację a.k.A. „hałas” emanujący z linii zasilania do przedmiotowego obwodu elektronicznego. Wszelkie usterki lub szum pojawiający się na linii zasilania jest natychmiast omijany do podwozia („GND”), a zatem uniemożliwia wejście do systemu, stąd nazwa kondensatora obejścia.

W przypadku różnych urządzeń w systemie elektronicznym lub dla różnych komponentów w tym samym obwodzie zintegrowanym („IC”) kondensator obejściowy tłumi szum intersystemu lub hałas wewnątrz systemu. Ta sytuacja powstaje z powodu powszechności w formie wspólnej poczty energetycznej.  Nie trzeba dodawać, że na wszystkich częstotliwościach operacyjnych wpływ hałasu powinien być zawarty.

Jeśli chodzi o ich fizyczną lokalizację w projekcie, kondensatory obejściowe są umieszczane w pobliżu zasilaczy i szpilki zasilające. Włapki te pozwalają przemiennikowi („AC”) przejść i utrzymywać prąd stały („DC”) w aktywnym bloku.

Figa. 1: Podstawowa implementacja kondensatora obejściowego

Jak pokazano w Figa. 1, Najprostszą formą kondensatora obwodnictwa jest czapka podłączona bezpośrednio do źródła zasilania („VCC”) i GND. Charakter połączenia pozwoli komponentowi AC VCC przejść do GND. CAP działa jak rezerwat bieżących. Naładowany kondensator pomaga wypełnić dowolne „dipy” w napięciu VCC, uwalniając ładunek, gdy napięcie spada. Rozmiar kondensatora określa, jak duży może wypełnić „dip”. Im większy kondensator, tym większy nagłe spadek napięcia, którym może obsługiwać kondensator. Typowe wartości kondensatora to .1UF kondensator i .01uf.

Jeśli chodzi o pytanie, ile musi użyć kondensatorów obejściowych w projekcie, zasada kciuka jest tak wielu, jak liczba ICS w projekcie. Jak wspomniano wcześniej, czapka obejściowa, dzięki czemu jest bezpośrednio podłączona do pinów VCC i GND. Podczas korzystania z tego wielu kondensatorów obejściowych może brzmieć jak nadmierna, w zasadzie pomaga nam zagwarantować niezawodność projektowania. Stało się powszechne, aby projekty stosowały gniazda zanurzenia, które mają wbudowane czapki obejściowe, gdy liczba kondensatorów na cal kwadratowy osiągnie określony próg.

Z drugiej strony kondensatory oddzielenia („dekap”) są używane do izolowania dwóch etapów obwodu, aby te dwa etapy nie miały na siebie żadnego wpływu DC.

W rzeczywistości odsprzężenie to wyrafinowana wersja omijania. Ze względu na skończone ograniczenia omijania w tworzeniu idealnego źródła napięcia, często wymagana jest „oddzielenie” lub izolacja sąsiednich źródeł hałasu. Kondensator oddzielenia służy do oddzielenia napięcia DC i napięcia prądu przemiennego i jako taki znajduje się między wyjściem jednego etapu a wejściem następnego etapu.

Kondensatory oddzielenia są zwykle spolaryzowane i działają głównie jako wiadra ładowania. Pomaga to utrzymać potencjał w pobliżu odpowiednich kołków mocy komponentów. To z kolei zapobiega spadkowi potencjału poniżej progu zasilającego, gdy komponent (y) przełącza się przy znacznych prędkościach lub za każdym razem, gdy na planszy nastąpi jednoczesne przełączanie. Ostatecznie zmniejsza to zapotrzebowanie na dodatkową energię z zasilania.

Kondensator obejściowy zwykle przybiera formę kondensatora bocznego na szynie zasilania, jak pokazano w Figa. 2. Odsprzężenie uzupełnia część dorozumianej „RC” (LC) sieci: element serii-w filtrze dolnoprzepustowym.

Figa. 2: Podstawowa implementacja kondensatora oddzielenia

Odsprzężenie można również osiągnąć za pomocą regulatora napięcia zamiast sieci LC, jak pokazano w Figa. 3.

Figa. 3: Zastosowanie regulatora napięcia jako substytutu kondensatora oddzielenia