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        基于自諧振頻率電容器種類的選擇算法

        作者: 時間:2012-05-22 來源:網絡 收藏

        具體地,Flat Response與Decade Methods中容值的分為3個步驟:
        (1)找出VRM不能再維持低阻抗時的點FLF_CROSS。
        (2)確定需要設計的目標阻抗和截止FHF_CUT_OFF。
        (3)估算所需容值的
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        顯然,該方法中所選容值的數是由需要設計頻段的數量級決定,頻段的每個數量級中分布的是固定的。設計出的去耦網絡與其他方法相比,具有以下優點:
        (1)元件數量較少。
        (2)較高的ESR,將并聯峰值降低。
        (3)較快的瞬態響應。

        2 自種類
        根據PDN的基本理論,降低并聯峰值有兩種方法:
        (1)使第3個的自諧振頻率與并聯諧振頻率相一致。
        (2)使第3個電容器的自諧振頻率位于其他兩個電容器自諧振頻率中間。
        確定選哪算法取決于電容器的ESL、ESR,以及容值之間的差距。由于可用電容器的最大種類上限數目不確定,因此可能會出現僅允許用3種電容器甚至更少種類的情況。這里假設最大種類同設置的截止頻率無直接關系,重點介紹應用4種及以上電容器時的容值選取算法。對一種、兩種以及3種電容器的情況進行了簡單討論。
        通過對Flat Response算法與Decade Methods算法的具體分析,可以發現這兩種算法有幾點不足:
        (1)算法的在很大程度上受所提供電容器容值種類的限制。如果給定了足夠多的容值,而且涵蓋了整個設計頻率范圍,那么可以嘗試選用任何一種方法;但如果給定的容值種類偏少或分布不均勻,可能就不能滿足每個數量級分布3種,或一種容值的要求。
        (2)兩種算法都有一個前提條件,所有電容器的ESL以及安裝電感相等。這使得這些算法對電容器容值的選擇方法在實際設計中并不適用。
        (3)在實際應用中,可能會出現同時使用相同容值,不同封裝的多種電容器的情況,上的兩種算法只能將它們當作一種容值的電容器來使用,無法同時發揮這幾種電容器的作用。
        為更靈活、充分地的發揮所提供電容器的功能,文中將這些算法進行了優化。
        首先,根據實際提供的電容器,對設計中可用到的種類最大值進行估計,然后利用這個最大種類來靈活地確定應該選擇的容值組合。
        Flat Response算法與Decade Methods算法都遵循一個原則:相鄰兩個容值的比例關系確定,而且在頻域對數坐標中,它們的自諧振頻率等間隔分布。式(5)則表明所選電容器的容值種類必須足夠多,以保證這些電容器的自諧振頻率可以涵蓋整個需要設計的頻率范圍。
        在此基礎上,對電容器的選擇不再單純以容值為標準,而是在對數坐標中,將需要設計的頻率范圍平均分解為多個小頻段,然后在每個小頻段中選擇一個電容器來負責提供低阻抗。其中,小頻段的個數取決于可用的最大電容器種類。具體地,電容器類型的選擇分為5個步驟:
        (1)確定VRM不再能提供低阻抗時的頻率點,作為設計頻段的起點FLF。代碼實現為:

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/177188.htm



        (2)確定設計頻段的最高頻率點,即截止頻率FHF。
        (3)將設計頻段在對數坐標下平均劃分為N段,N依賴于電容器最大種類數。代碼實現為:

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