Können mehrere Entkopplungskondensatoren durch einen einzigen niederinduktiven Typ ersetzt werden?

Es scheint übliche Praxis zu sein, Entkopplungskondensatoren mit mehreren unterschiedlichen Werten einzubauen, beispielsweise 0,1 uF und 1 uF (oder manchmal 10 uF oder 0,01 uF, je nach Gerät usw.). Ich frage mich, ob es etwas gibt, das eine 0,1-uF / 1-uF-Kombination durch ein einzelnes Gerät ersetzen kann? Wäre insbesondere eine niedrige Induktivität von 1 uF (umgekehrte Geometrie, LICC oder 2T-LGA) ein geeigneter Ersatz?

Ich habe mir die Diagramme angesehen, die zeigen, was in Bezug auf die Impedanz passiert, wenn mehrere Werte kombiniert werden, aber ich habe kein ähnliches Diagramm für LICC gesehen, das ich direkt vergleichen könnte.

BEARBEITEN Ein Beispiel für die Teile, die ich betrachte, ist:

Vergleichen Sie diese mit einem ganz gewöhnlichen 0,1-uF-0402- Kondensator: Wenn ich die Datenblätter richtig lese, haben die LICC-Geräte bei allen Frequenzen von 0,1 bis 100 MHz eine (weit) niedrigere Impedanz. Hmm...

Verwechseln Sie ESR nicht mit parasitärer Streuinduktivität. Sie müssen Kondensatoren finden, die Diagramme der Impedanz gegenüber der Frequenz anzeigen, und es gibt viele, die diese Informationen anzeigen. Diejenigen, die dies nicht tun, sind nicht der Beachtung wert.
Können Sie einen Link für das Datenblatt des Teils geben, das Sie verwenden möchten?
@ThePhoton: Habe oben ein paar Datenblätter verlinkt. Lass mich wissen was du denkst?
@Andyaka: Die Datenblätter zeigen oft ESR vs. Frequenz und Z vs. Frequenz in derselben Grafik. Ich denke, Z ist die nützlichere Gütezahl, richtig?
Sie sind beide auf unterschiedliche Weise nützlich.

Antworten (3)

Ich habe mir nur einen Ihrer vorgeschlagenen Teile angesehen, den Murata LLL153C80G105ME21. Ich habe es mit einem gleichwertigen Teil in einem größeren Gehäuse ( GRM21BR71E105KA99# , Größe 0805) verglichen, die wichtigste Verbesserung liegt in der verfügbaren Nennspannung. Der 0204-Teil ist für 4 V ausgelegt, während der 0805-Teil für 25 V ausgelegt ist.

Auch wenn Ihre Anwendung nur 4 V an die Kappe anlegt, beachten Sie die Kapazitätsänderung mit angelegten Spannungsdiagrammen. Der Wert des 0204-Teils wird bei angelegten 4 V auf etwas über 30 % des Nennwerts (z. B. 0,3 uF statt 1 uF) reduziert. Der 0805-Teil liegt bei angelegten 4 V noch bei 95 % seines Nennwertes und verliert bei angelegten 25 V nur etwa 45 % seines Wertes.

Der kleinere Teil kann also verwendet werden, wenn Sie seinen reduzierten Temperaturbereich akzeptieren können, aber sein Wert wird auf nur etwas mehr als den Wert von 0,1 uF reduziert, der in den letzten zehn Jahren typischerweise für die Verwendung als chipnaher Bypass-Kondensator empfohlen wurde oder so. Wenn Sie wirklich 1,0 uF Bypass wollen, müssen Sie noch einige größere Teile parallel zum vorgeschlagenen 0204-Teil hinzufügen.

Wenn Sie andererseits mit der niedrigen WV-Bewertung leben können und dieses Teil anstelle des "traditionellen" 0,1-uF-0402-Teils verwenden (parallel mit zusätzlichen höherwertigen Kappen), erhalten Sie eine 3- bis 4-fache Steigerung effektive Kapazität, das ist also eine wesentliche Verbesserung.

Außerdem möchten Sie in einer Anwendung mit hoher Zuverlässigkeit möglicherweise ein Paket verwenden, das mindestens eine Größe größer ist als das Minimum, das für den von Ihnen verwendeten Kondensatorwert und WV erforderlich ist. Die kleinste verfügbare Größe stößt an die Grenzen dessen, was die Hersteller tun können, und kann zu Zuverlässigkeitsproblemen führen.

Sie machen einen großen Punkt über Kapazität über Spannung, ich hatte diesen Effekt vorher nicht bemerkt. Ich arbeite an einem Referenzdesign für einen Mikrocontroller mit 1 uF und 0,1 uF, beides Standard-0402-4-V-X7R-Teile. Die Versorgung beträgt 1,8 V, daher würden sie bereits erheblich herabgesetzt - sie haben ähnliche Kapazitäts-über-Spannungskurven. Dies ist, was ich versuche, zusammenzubringen/zu schlagen. Ich denke, ein einzelner 1uF LICC 4V 0204 würde dies tun, obwohl er ähnlich herabgesetzt wäre. Klingt das nach einem praktikablen Plan?

Nein, da die beiden Kondensatoren unterschiedlichen Zwecken dienen. Der größere Kondensator liefert Strom während großer Bedarfsspitzen, und der kleinere Kondensator filtert hochfrequentes Rauschen von/zu der Versorgung. Ein einzelner Kondensator kann nicht beide Aufgaben effektiv erfüllen.

Vielen Dank für die Erklärung. Ich wundere mich aber darüber. Wenn Sie eine 0,1 / 1uF-Kombination durch eine 1uF-Kombination ersetzen, ist eindeutig genügend Gesamtspeicher für große Bedarfsspitzen vorhanden, da die Gesamtmenge ungefähr gleich ist. Das einzige mögliche Problem ist also die Filterung. Der kleinere Kondensator filtert Hochfrequenzrauschen, weil er bei hohen Frequenzen eine niedrigere Impedanz hat, weil seine Eigenresonanzfrequenz höher ist, richtig? Wäre in diesem Fall nicht jeder Kondensator mit einer ähnlich niedrigen Impedanz bei den interessierenden Frequenzen genauso gut?
Leider ist mein Analog etwas schwach, daher habe ich darauf keine Antwort.
Die kleinen Entkopplungskondensatoren sollen sehr nahe an Geräte gehen, um Dinge wie Spitzen zu fangen, wenn das Gerät IO-Pins usw. schaltet, die großen Glättungskappen der Stromversorgung gehen näher an die Hauptversorgung. Mein Chef ist ein HF/Analog-Typ und er beschwert sich bitter über Datenblätter usw., die nur eine Auswahl an Kappen über die ganze Platine streuen, in der Hoffnung, dass es funktioniert, da dies tatsächlich dazu führen kann, dass die verschiedenen Komponenten Oszillatoren als ihre ESRs bilden ändern sich mit den verschiedenen vorhandenen Frequenzen und Harmonischen. Die Schuld liegt fest bei den "Digital Guys"...

Wenn Sie die gleichen Filter- und Versorgungsanforderungen mit einem einzigen Kondensator erfüllen können, verwenden Sie einen. Im Allgemeinen ist dies, wie oben erwähnt, nicht der Fall. Eine Lösung mit mehreren Kondensatoren hat jedoch mehrere Nachteile: 1. Höhere Kosten (2 Komponenten, 2 Platzierungen). 2. größerer Platz auf dem Brett. 3. Wenn Sie zwei Kondensatoren verwenden, hat das Frequenzgangdiagramm eine Null zwischen den beiden Polen, was einige Probleme verursachen kann.

Können Sie die Null zwischen den Polen erklären? Meinen Sie, es gibt eine Frequenz, bei der die Kombination aus zwei Kondensatoren aufgrund von Antiresonanz eine hohe Impedanz aufweist?
Können mehrere Entkopplungskondensatoren durch einen einzigen niederinduktiven Typ ersetzt werden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v