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凡亿专栏 | 电源纹波仿真,去耦电容到底放多少才够?
电源纹波仿真,去耦电容到底放多少才够?

很多工程师在PI仿真时面对一个灵魂拷问——电容加到多少个才算够?答案不是拍脑袋,而是让仿真告诉你。

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1、纹波从哪来?

芯片输出级的MOS管在切换瞬间,上下管会短暂同时导通,产生30到100mA的尖峰电流。这股电流撞上电源线的寄生电感,电压就被拉出了纹波。

去耦电容的任务,就是在电流尖峰到达之前,把电荷备好。

2、够不够,看目标阻抗

先算目标阻抗:Z_target = 允许电压波动 / 最大瞬态电流。

比如1.2V供电,允许2.5%波动,最大电流600mA,目标阻抗就是50mΩ。

仿真扫一遍PDN阻抗曲线,超过这条线的频段,就是需要补电容的地方。

3、不是越多越好,是越准越好

0.1uF陶瓷电容谐振频率约20MHz,管10到50MHz的噪声。10uF钽电容谐振在几MHz,管低频纹波。两者并联,才能覆盖宽频段。

关键原则:电容的自谐振频率要对准阻抗超标的频点。

仿真里超标在37MHz,就找谐振点在37MHz附近的电容放上去。一颗不够就并联多颗,直到整条曲线压到目标阻抗以下。

4、工具能帮你省一半

用OptimizePI这类工具,它会自动扫描PI曲线,在超标频点匹配电容,反复迭代后给出最优数量和位置。实测案例中,12颗0805电容把60Ω阻抗压到37Ω,24颗后直接压到10Ω以下。


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