Новый Сервис для глобального поиска ЭКБ
Продажа электронных компонентов оптом и в розницу
+7  ( 499 )  322-47-86
Пн-Пт 08:00 – 18:00 по МСК

  • Автоматизация и контроллеры
  • Аксессуары и прочее
  • Аудио и видео
  • Бытовая и домашняя электроника
  • Датчики
  • Диоды
  • Защитные компоненты
  • Измерительные приборы
  • Измерительные приборы и аксессуары
  • Инструменты и оборудование
  • Кабели и провода
  • Кабели, разъемы и клеммы
  • Конденсаторы
  • Корпуса и кожухи
  • Крепеж и аксессуары
  • Логика и цифровые устройства
  • Механика и компоненты РЭА
  • Микросхемы
  • Модули и платы
  • Оптоэлектроника
  • Пассивные компоненты
  • Паяльное оборудование и расходники
  • Переключатели и реле
  • Прочее
  • Радиочастотные компоненты
  • Разъемы
  • Резисторы
  • Реле
  • Светодиоды и индикаторы
  • Сетевое оборудование
  • Системы освещения
  • Терморегуляторы и термопары
  • Транзисторы
  • Трансформаторы и дроссели
  • Усилители и драйверы
  • Электропитание и аккумуляторы
  • Электротехника и автоматика
  • Элементы питания
Интерфейсы
Показать еще
Скрыть
201
402
603
805
RUB
ZooM. Электронные компоненты
Продажа электронных компонентов оптом и в розницу
  • Клапаны
+7  ( 499 )  322-47-86
Пн-Пт 08:00 – 18:00 по МСК

  • Главная
  • Новости
  • Развязка по питанию: как правильно ставить и рассчитывать конденсаторы для МК

Развязка по питанию: как правильно ставить и рассчитывать конденсаторы для МК

16.09.2025

Простейшим электронным компонентом развязки по питанию микроконтроллеров является конденсатор. Они накапливают электрический заряд и способны мгновенно его высвобождать, когда это нужно. Это позволяет им служить временным источником питания для МК в моменты резкого увеличения потребления энергии. Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим принципы расчета параметров таких конденсаторов.

Содержание:

  1. Какие типы конденсаторов используются для развязки
  2. Как рассчитать конденсатор развязки по питанию микроконтроллеров
  3. Рекомендации по размещению конденсаторов развязки на печатных платах
  4. Особенности использования конденсаторов развязки для высокоскоростных МК
/upload/iblock/4c8/nxe1gh7ljnojm6r629upm3kf01c8zas9.jpg

Простейшим электронным компонентом развязки по питанию микроконтроллеров является конденсатор. Они накапливают электрический заряд и способны мгновенно его высвобождать, когда это нужно. Это позволяет им служить временным источником питания для МК в моменты резкого увеличения потребления энергии. Вместе с экспертами «ЗУМ-СМД» рассмотрим принципы расчета параметров таких конденсаторов.

Какие типы конденсаторов используются для развязки

Для решения разнообразных задач, в схемах питания МК, в качестве развязывающих элементов, задействуют такие типы конденсаторов:

  • Керамические — это самый популярный выбор для фильтрации высокочастотных сигналов. Они компактны, обладают низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и эффективно работают на частотах свыше 1 МГц. Типичные емкости составляют от 0.01 до 0.1 мкФ.
  • Электролитические — применяются для фильтрации низких частот и хранения энергии. Несмотря на то, что они расположены удаленно от выводов питания МК, эти конденсаторы критически важны для обеспечения стабильности общего электропитания. Они обладают емкостью от 1 мкФ до нескольких тысяч микрофарад.
  • Пленочные — отлично подходят для фильтрации сигналов как на высоких, так и на низких частотах. Применяются с разнообразными показателями емкости и рабочего напряжения. Эти компоненты отличаются превосходной изоляцией и сохраняют свои свойства в широком диапазоне температур и частот.
  • Танталовые — обладают значительными преимуществами перед алюминиевыми их аналогами. Они обеспечивают высокую номинальную емкость при низком ESR, что идеально для низкочастотной развязки. Кроме того, их высокая плотность емкости и превосходная объемная эффективность делают их оптимальным выбором для высоко компактных электронных устройств.

Как рассчитать конденсатор развязки по питанию микроконтроллеров

Развязывающий конденсатор, установленный близко к выводам питания МК, служит буфером энергии. Когда интегральная схема (ИС) нуждается в дополнительном токе, конденсатор быстро его отдает, что гораздо эффективнее, чем ждать ответа от основного источника питания.

Такая мгновенная подача энергии предотвращает просадки напряжения на участках цепи от источника к кристаллу микросхемы. При этом стабилизируется питание микроконтроллера и предотвращаются возможные сбои в цепи. Купить микроконтроллеры можно в интернет-магазине  «Зум-СМД»

При расчете емкости стоит отметить, что значение импеданса идеального конденсатора совпадает со значением его реактивного сопротивления. Однако, это не означает, что они полностью идентичны, так как в цепи с конденсатором ток и напряжение сдвинуты по фазе. Для выполнения расчетов используется формула:

R=1/2πƒC, где:

R — реактивное сопротивление конденсатора, в Омах;

f — частота, в Герцах;

C — емкость, в Фарадах.

Рекомендации по размещению конденсаторов развязки на печатных платах

Для оптимального использования развязывающих конденсаторов в топологии питания МК можно последовать таким советам:

  • Правильно выбрать тип конденсатора. В контексте высокоскоростных цифровых схем, керамические конденсаторы с минимальными показателями ESR и ESL (эквивалентная последовательная индуктивность), обычно, демонстрируют наилучшие результаты. Для аналоговых схем или низкочастотных топологий могут быть рекомендованы альтернативные их виды.
  • Размещать развязывающие конденсаторы в непосредственной близости от выводов питания МК, для которых они предназначены, критически важно. Такая близость сокращает площадь контура питающей цепи. А это, в свою очередь, уменьшает ее индуктивность. В результате конденсатор становится более эффективным в фильтрации высокочастотного шума.
  • Применять короткие, прямолинейные трассы для подключения к цепям питания. В случае плоскостей питания, доступ к которым осуществляется через переходные отверстия, конденсатор монтируется сначала на вывод компонента, а затем на переходное отверстие. Такой порядок подключения обеспечивает минимальное динамическое сопротивление и эффективное распределение тока по линии.
  • Входные и выходные сигналы фильтровать конденсаторами, включенными в цепь, для устранения низкочастотных переходных процессов и пропуска высокочастотных составляющих.
  • Крайне важно поддерживать непрерывные и связанные плоскости питания и заземления. Конденсаторы следует располагать по всей площади, которую они разделяют, где это применимо. При использовании конденсаторных батарей, их ориентацию следует чередовать, чтобы предотвратить образование эффективных разрывов в плоскостях заземления или питания.
  • При проектировании развязки по питанию следует учитывать, что количество конденсаторов должно соответствовать количеству контактов питания, заземления и сигналов ввода/вывода в области. Особое внимание следует уделить тому, чтобы для каждого контакта питания на ИС был предусмотрен как минимум один развязывающий конденсатор.
  • Для минимизации перекрестных помех между аналоговыми и цифровыми частями схемы, следует предусмотреть отдельные цепи изоляции. Это поможет изолировать их от взаимного шумового воздействия.
  • Для достижения наилучшей производительности важно симметрично расположить плоскости питания и заземления в конструкции, а также сократить расстояние между ними и развязывающими конденсаторами.

Развязывающие конденсаторы, будучи малыми и недорогими компонентами, оказывают колоссальное влияние на общую работоспособность электронных схем. Их задача — обеспечить бесперебойное функционирование программных устройств, нейтрализуя нежелательные шумы и поддерживая стабильность в условиях все более насыщенной электромагнитной среды.

Особенности использования конденсаторов развязки для высокоскоростных МК

В сверхбыстродействующих схемах целесообразнее применять группу из нескольких конденсаторов с требуемой суммарной емкостью, чем один нужного номинала. Это связано с тем, что при параллельном соединении их емкости складываются, а сопротивление и паразитная индуктивность остаются на низком уровне. Последнее особенно важно, поскольку побочная индуктивность является серьезным препятствием для работы на высоких частотах.

На высоких частотах конденсаторы работают как сверхпроводники для нежелательных сигналов. Они быстро отводят их от чувствительных элементов МК. Для предотвращения совпадения резонансных частот рекомендуется применять керамические конденсаторы различных номиналов, таких как 0,1 мкФ, 0,47 мкФ, 0,068 мкФ и пр.

Обратная связь

Заполните поля формы и свяжемся с Вами
в ближайшее время

Отправляя форму, Вы соглашаетесь с  «Политикой конфиденциальности»
Поля, отмеченные *, обязательны для заполнения
Товар добавлен в корзину

Оформить заказ
Обратная связь
closed




Поля, отмеченные *, обязательны для заполнения

Отправляя форму, Вы соглашаетесь с «Политикой конфиденциальности»

Выберите город