Как выбрать подходящий конденсатор для стабилизации входного напряжения

У меня есть дизайн, в котором у меня есть высокоскоростные ИС, и мне нужно поместить конденсатор в линию входного напряжения, чтобы стабилизировать напряжение и защитить от скачков или провалов. Я работаю на 5 В и между 300 и 500 мА. Мои исследования показывают, что мне нужен электролитический конденсатор для этого применения, но я не знаю, как выбрать подходящее значение емкости. Кроме того, почему я не мог просто использовать регулятор для этой цели? Лист данных для моей микросхемы указывает, что я должен использовать конденсатор, но разве виртуальная машина лучше не работает?

Почему я не мог просто использовать регулятор для этой цели?

Главным образом, потому что каждый чип не может быть рядом с регулятором. Чем дальше ваш чип от питающего его регулятора, тем больше сопротивление и индуктивность в соединении между регулятором и выводом Vcc (и от вывода заземления на обратной стороне).

Если потребление тока вашей микросхемы изменится, это сопротивление и индуктивность приведут к изменению напряжения на выводе Vcc.

Я понятия не имею, как выбрать подходящее значение емкости.

Есть два способа посмотреть на это.

1. Когда ваша микросхема изменит свое потребление тока, это di / dt создаст падение напряжения на индуктивности обратно к источнику напряжения. Вам нужен конденсатор, который может подавать (или поглощать) дельту тока, пока ток от источника не сможет реагировать.

   К сожалению, для выбора конденсатора таким способом требуется знание двух вещей, которые вы часто не знаете: какова будет ди / дт, генерируемая чипом (этот вы, возможно, на самом деле знаете в некоторых случаях), и какова индуктивность соединения с источник (это можно смоделировать с помощью хорошего инструмента проверки целостности питания, но это дорого).

2. Вы можете спроектировать свои обводные конденсаторы, чтобы обеспечить низкоимпедансное соединение с землей на всех частотах, которые вас интересуют.

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

   $Z=j\omega{}L$

   Решение состоит в том, чтобы поместить несколько значений конденсатора параллельно, чтобы охватить все частоты. Хороший поставщик конденсаторов предоставит характеристики ESL и ESR, чтобы вы могли смоделировать комбинацию конденсаторов и найти комбинацию, которая работает.

Мои исследования показывают, что мне нужен электролитический конденсатор для этого применения

Обычная установка представляет собой керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ на выводе Vcc каждой микросхемы и несколько крупных электролитических электролитов, распределенных по плате (не обязательно по одному на микросхему). Подходит ли это для вашего дизайна, не ясно из того, что вы поделились.

Как правило, высокие значения (в больших упаковках и часто в электролитических системах) не обязательно должны быть такими же близкими к микросхеме, как конденсаторы малой величины (в небольших упаковках), потому что они полезны при более низких частотах, когда индуктивность отделяет их от нагрузки (микросхема). ) имеет меньший эффект. Возможно, один конденсатор на 10 мкФ может быть разделен между 4 или более нагрузками. И несколько конденсаторов 47 или 100 мкФ могут быть разбросаны вокруг платы.