大容量電容器的放置
在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，大容量電容器可大幅度減輕低頻電流瞬變的影響，并存儲(chǔ)電荷以在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器開關(guān)時(shí)提供所需的大電流。選擇大容量電容器時(shí)，請(qǐng)考慮電機(jī)系統(tǒng)所需的最大電流、電源電壓紋波以及電機(jī)類型。使用大容量電解電容有助于從通過(guò)電機(jī)繞組的驅(qū)動(dòng)電流中吸收低頻的高值電流。根據(jù)應(yīng)用要求，這些電容器通常大于10μF。應(yīng)將所有大容量電容器靠近電源模塊或電路板電源入口點(diǎn)放置。每個(gè)大容量電容器都要有多個(gè)過(guò)孔，用于將焊盤連接到相應(yīng)的電源平面。所有大容量電容器都要有低等效串聯(lián)電阻 (ESR)。
電荷泵電容器
大多數(shù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件 (DRVxx) 都使用電荷泵電容器或自舉電容器來(lái)抬高開關(guān)高側(cè) N 通道 MOSFET 的柵極。這些電容器應(yīng)盡可能靠近電機(jī)驅(qū)動(dòng)器件放置。在圖 5-3 中，C4 電容器是從 VM 到 VCP 引腳的電荷泵輸出的電容，C7 電容器是電荷泵開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電容。
旁路電容器/去耦電容器的放置
靠近電源
可使用旁路電容器將進(jìn)入 DRV 器件電源引腳的高頻噪聲盡量降低。建議將電容器盡可能放置在靠近器件電源輸入引腳和接地引腳的位置。如果沒(méi)有盡量縮短旁路電容器和器件之間的布線長(zhǎng)度，它們可能在高頻下產(chǎn)生電感噪聲，此時(shí)便需要由旁路電容器進(jìn)行濾除。布線電感增加的阻抗會(huì)導(dǎo)致電源引腳上的電壓或電流出現(xiàn)振鈴，從而增加 EMI 并影響數(shù)字或模擬電路的性能。一種較好的做法是將具有較小電容值的電容器盡可能靠近器件放置，以最大限度地降低布線電感的影響。應(yīng)在較小電容器之后連接具有較大電容值的電容器，因?yàn)殡S著電容值的增加，電感將變得可以忽略不計(jì)。
使用的過(guò)孔越多，阻抗越低。強(qiáng)烈建議在電源層和接地層使用多個(gè)過(guò)孔。將過(guò)孔直接放置在電容器的安裝焊盤上可能是最大限度地減小布線面積并仍然實(shí)現(xiàn)電流布線的有效方法。對(duì)于旁路電容器，請(qǐng)遵循以下指導(dǎo)原則：?
? 不要在旁路電容器和有源器件之間使用過(guò)孔。盡可能減少高頻電流環(huán)路。?
? 確保旁路電容器與有源器件位于同一層以便改善效果。不要在旁路電容器引腳和 IC 電源或接地引腳之間放置過(guò)孔。?
? 將過(guò)孔布放到旁路電容器中，然后布放到有源器件中。?
? 盡可能增加過(guò)孔的使用數(shù)量和布線的寬度以獲得良好布局。?
? 旁路電容器越近越好（小于 0.5cm/0.2 英寸）?
? 不要使用大于 3:1 的長(zhǎng)寬比。?
圖 5-5 所示為良好旁路和不良旁路示例。
靠近功率級(jí)
對(duì)于功率級(jí)上的旁路電容，應(yīng)使用小型陶瓷電容器來(lái)衰減由MOSFET 開關(guān)操作引起的高頻電流以及其他寄生電容。根據(jù)應(yīng)用要求，這些電容器的電容值通常小于 10μF。圖 5-6 所示為具有這些電容的一個(gè)H橋示例。
靠近開關(guān)電流源
這些電容器的正確布局和正確放置對(duì)于確保它們的有效性至關(guān)重要。在電容和開關(guān)電流源之間附加任何寄生電感都會(huì)降低它們的效果。理想情況下，應(yīng)將電容器放置在盡可能靠近開關(guān)電流源的位置，本例中指的是電機(jī)和MOSFET。圖5-7所示為基于上一個(gè)原理圖示例的布局示例。
靠近電流感測(cè)放大器
對(duì)于集成了電流感測(cè)放大器 (CSA) 的器件，建議將額外的去耦電容器放置在盡可能靠近感測(cè)引腳的位置，并使用大約 1nF 的電容值。圖 5-8 所示為去耦電容器 C12、C13 和 C17。
靠近穩(wěn)壓器
對(duì)于帶有穩(wěn)壓器的器件，應(yīng)將電容器盡可能靠近引腳放置。最大限度地減少接地引腳的接地回路。如圖 5-9 所示，C18 電容器盡可能靠近 DVDD 穩(wěn)壓器放置。
審核編輯：劉清