第一篇：電源類知識點總結(jié)

電源類知識點總結(jié)：

在全國電子設(shè)計競賽中，電源類第一屆曾經(jīng)出過，后來一度被忽略，直到05年才又重新被重視，所以的題目較少，近年來由于提倡節(jié)能環(huán)保所以相應(yīng)09年大賽就出現(xiàn)了兩道題目。

題目簡歷

第一屆（1994年）簡易數(shù)控直流電源

第三屆（1997年）直流穩(wěn)定電源

第六屆（2005年）三相變頻電源

第七屆（2007年）開關(guān)電源

第八屆（2009年）A題--光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置E題--電能收集充電器

在沒有專門出題的幾屆中實際上電源也是做為某個題目的重要部分出現(xiàn)。比如題目中要求電源自制或者題目直接就是功率放大類的。如第四屆（1999年）的“測量放大器”就要求電源自制，而該年的B題“數(shù)字式工頻有效值多用表”則要求對電力系統(tǒng)的各個參數(shù)進行測量，也是從側(cè)面考研了對電源類基本概念的理解。01年的“高效率音頻功率放大器（D題）”以及09年的“數(shù)字幅頻均衡的功率放大器”都是對電源的制作有一定的要求。自從05年以后參賽隊員已經(jīng)開始對電源類題目有所重視，各省賽區(qū)在省賽年份也開始加大了對電源類的出題力度。特別是07年大賽以后，08年幾乎各個賽區(qū)都出了相應(yīng)的電源題目，對電源的知識點考查也趨于多元化和全面性。

1.恒流源主要有數(shù)控恒定電壓源和恒定電流源兩部分。主要是采用分立元件進行搭建，包括大功率三極管的使用，三端可調(diào)穩(wěn)壓器（IC包括“78**”“79**”系列穩(wěn)壓芯片），電流要求過大時的擴流電路。以及相應(yīng)的壓控電源的原理，特別是大功率運放的使用“OPA548、OPA567。保護電路

2.開關(guān)電源1）開關(guān)電源的基本拓撲結(jié)構(gòu)，非隔離型包括升壓、降壓和升降壓，隔離型則有正激和反激式、推挽電路、半橋型、全橋型。2）PWM控制原理，理解在每個暫態(tài)時電路的開關(guān)狀態(tài)，電能的儲存情況，電壓電流的方向，還有整體來看來時電路的效率和損耗等等。電路的選擇。3）電路的選擇。電路的制作要結(jié)合實際情況，選擇手頭能用的資源。開關(guān)管的選取（耐壓值反應(yīng)時間導(dǎo)通電阻等等），電感包括儲能電感和濾波電感，電容也包括功率解耦電容、濾波電容等等，還有二極管的恢復(fù)時間、導(dǎo)通壓降等等。4）還有就是開關(guān)管的驅(qū)動問題，理解開關(guān)管的導(dǎo)通條件，根據(jù)實際的情況選擇驅(qū)動芯片，高邊、低邊的驅(qū)動等等。5）軟開關(guān)。軟開關(guān)的作用，實際效果，二極管的選擇。6）開關(guān)電源還是有個被經(jīng)常考察的知識點就是功率因數(shù)校正。理解功率因數(shù)的物理含義和數(shù)學(xué)表達式，產(chǎn)生的原因和帶來的副作用。功率因數(shù)校正的方法，有源無源，無源的原理。無源法添加感性、容性器件帶來的相位影響。有源時涉及的調(diào)節(jié)方式（CCM、DCM等原理和使用的芯片，包括對應(yīng)的電壓電流波形和狀態(tài)），附屬于開關(guān)電源的拓撲結(jié)構(gòu)，有哪些變化等等。7）還要了解各種電路紋波系數(shù)和帶負載能力的關(guān)系。

3．逆變電源1）逆變電源的基本拓撲。半橋、全橋和推挽電路。理解三種電路的區(qū)別，對應(yīng)的輸入輸出關(guān)系。包括單相和三相的電路。2）SPWM波形生成，包括軟件生成時使用FPGA或者DSP程序的寫法，硬件產(chǎn)生時對應(yīng)的比較器和載波的選取。3）電路搭建。逆變電路的搭建。專用逆變模塊（IM14400）三相逆變，涉及到光耦隔離電路。單相逆變的全橋和半橋，涉及到光耦隔離電路和開關(guān)管的驅(qū)動芯片使用，包括全橋驅(qū)動電路以及半橋電路和自舉的原理。輸出濾波原理載波頻率和截止頻率的選取。

4)蓄電池應(yīng)用。了解蓄電池的類型，鎘鎳、鎳氫和鋰離子電池、鉛酸蓄電池的工作原理。了解其內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的過程，掌握蓄電池充電時的幾個狀態(tài)，對應(yīng)的充電電路則是恒流、恒壓電路和開關(guān)電源的一個實際應(yīng)用。搜集各個IC公司對于充電電路的芯片類型，了解芯片的工作原理有利于加深對各個狀態(tài)的理解。

5）不間斷電源不間斷電源是逆變電源的一個拓展。不間斷電源的類型，包括在線式和后備式。主要是將開關(guān)電源、逆變電源、蓄電池充電知識點在一個系統(tǒng)內(nèi)進行了考查。

6）光伏并網(wǎng)光伏并網(wǎng)也是逆變的一個實際應(yīng)用。在題目中有兩個方向一個是側(cè)重于并網(wǎng)后的功率控制，一個則是重點考察前級的功率控制。前者要求將電路與公共電網(wǎng)進行合并，具有一定的危險性，而后者則主要是一個模擬狀態(tài)。前者要求對并網(wǎng)方式進行選擇，包括準同期并列和自同期并列。這兩種方式是從發(fā)電機的工作總結(jié)的，了解二者的不同方式和條件。并網(wǎng)功率控制策略則涉及到模型的抽取和數(shù)學(xué)公式的計算。理解相位幅度對并網(wǎng)兩側(cè)的影響。控制策略包括簡單的數(shù)字反饋式調(diào)節(jié)以及復(fù)雜的控制，例如PID算法，模糊控制等等，可以進行一定的嘗試，理解電流環(huán)和電壓環(huán)的實際意義，波形失真度降低的途徑通過硬件和軟件的方式怎么進行。前級功率控制主要是MPPT（最大功率點）算法，也是要求對模型進行抽取和分析相應(yīng)參數(shù)對應(yīng)的不同輸出。同頻同相的方式選擇，觸發(fā)和數(shù)字反饋法，較為復(fù)雜的方式則沒有必要。

逆變要求的一個很大的參數(shù)就是波形失真度，降低波形失真度與硬件和軟件都有關(guān)系。硬件應(yīng)降低噪聲特別是SPWM波形的干擾，軟件則要求對應(yīng)的反饋環(huán)路要做到足夠好。

7）交流穩(wěn)壓電源交流穩(wěn)壓電源又是開關(guān)電源和逆變電源的一個結(jié)合。理解開關(guān)電源的工作原理，使用逆變電路結(jié)構(gòu)，保證輸入輸出的交流特性。

8）均流直流電源的均流和交流電源均流。關(guān)鍵是理解均流的物理意義，以及對應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方式。實現(xiàn)途徑采用集成芯片以及使用分立IC包含哪些部分。

9）電能質(zhì)量檢測裝置主要是要求對各種電器參數(shù)進行全面了解，和監(jiān)測這些參數(shù)是使用的手段。該題更像一個以標題，特別是諧波計算和失真度的計算要求使用FFT算法。這些計算也可以分別對應(yīng)到個題目中的參數(shù)顯示部分，適用面較廣。

注：NEC的一些MCU可以輸出PWM波形，且還可以輸出六路驅(qū)動三相電路，可以進行嘗試！

第二篇：2014年中考物理知識點：電源

2014年中考物理知識點：電源

2014年中考物理知識點：電源，為了方便同學(xué)們復(fù)習(xí)，提高同學(xué)們的復(fù)習(xí)效率，對這一年的學(xué)習(xí)有一個更好的鞏固，下面小編整理了2014年中考物理知識點：電源，供大家參考，希望對同學(xué)們能有所幫助。

物理電源基礎(chǔ)知識

說明1 本知識點的重點是電源的作用。

說明2 本知識點的難點是電源的作用。

說明3 知道電源的作用。

說明4 本知識點的預(yù)備知識點是電流的形成。

說明5 本知識點主要講述電源的作用，它是研究電學(xué)重要的知識點。核心知識

規(guī)則1：電源的概念

小燈泡持續(xù)發(fā)光，表示有持續(xù)電流通過小燈泡的燈絲。這個持續(xù)電流是由干電池提供的，像干電池這樣能夠提供持續(xù)電流的裝置，叫做電源。規(guī)則2：電源的種類

干電池是電源，實驗室里用的蓄電池也是電源大量用電時的電源，是發(fā)電站里的發(fā)電機也是電源。

規(guī)則3：電源的作用

電源有兩個極，一個正極，一個負極。電源的作用是在電源內(nèi)部不斷地使正極聚集正電荷，負極聚集負電荷，以持續(xù)對外供電。摩擦起電是用摩擦的方法，使正負電荷分開的。干電池和蓄電池是用化學(xué)的方法，使正負電荷分開的。規(guī)則4：電源的能量轉(zhuǎn)化

從能量轉(zhuǎn)化的觀點來看，電源是把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的裝置。干電池、蓄電池對外供電時，電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)變化，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

第三篇：電源完整性總結(jié)

1、電源系統(tǒng)噪聲余量分析

絕大多數(shù)芯片都會給出一個正常工作的電壓范圍，這個值通常是±5%。老式的穩(wěn)壓芯片的輸出電壓精度通常是±2.5%，因此電源噪聲的峰值幅度不應(yīng)超過±2.5%。精 度是有條件的，包括負載情況，工作溫度等限制，因此要有余量。

電源噪聲余量計算

比如芯片正常工作電壓范圍為3.13V 到3.47V 之間，穩(wěn)壓芯片標稱輸出3.3V。安裝到電路板上后，穩(wěn)壓芯片輸出3.36V。那么容許電壓變化范圍為3.47-3.36=0.11V=110mV。穩(wěn)壓芯片輸出精度±1%，即±3.363*1%=±33.6 mV。電源噪聲余量為110-33.6=76.4 mV。

2、電源噪聲是如何產(chǎn)生

第一，穩(wěn)壓電源芯片本身的輸出并不是恒定的，會有一定的波紋。

第二，穩(wěn)壓電源無法實時響應(yīng)負載對于電流需求的快速變化。穩(wěn)壓電源芯片通過感知其輸出電壓的變化，調(diào)整其輸出電流，從而把輸出電壓調(diào)整回額定輸出值。第三，負載瞬態(tài)電流在電源路徑阻抗和地路徑阻抗上產(chǎn)生的壓降，引腳及焊盤本身也會有寄生電感存在，瞬態(tài)電流流經(jīng)此路徑必然產(chǎn)生壓降，因此負載芯片電源引腳處的電壓會隨著瞬態(tài)電流的變化而波動，這就是阻抗產(chǎn)生的電源噪聲。

3、電容退耦

采用電容退耦是解決電源噪聲問題的主要方法。這種方法對提高瞬態(tài)電流的響應(yīng)速度，降低電源分配系統(tǒng)的阻抗都非常有效。

3.1、從儲能的角度來說明電容退耦原理

當負載電流不變時，其電流由穩(wěn)壓電源部分提供，即圖中的I0，方向如圖所示。此時電容兩端電壓與負載兩端電壓一致，電流Ic 為0，電容兩端存儲相當數(shù)量的電荷，其電荷數(shù)量和電容量有關(guān)。當負載瞬態(tài)電流發(fā)生變化時，由于負載芯片內(nèi)部晶體管電平轉(zhuǎn)換速度極快，必須在極短的時間內(nèi)為負載芯片提供足夠的電流。但是穩(wěn)壓電源無法很快響應(yīng)負載電流的變化，因此，電流I0 不會馬上滿足負載瞬態(tài)電流要求，因此負載芯片電壓會降低。但是由于電容電壓與負載電壓相同，因此電容兩端存在電壓變化。對于電容來說電壓變化必然產(chǎn)生電流，此時電容對負載放電，電流Ic 不再為0，為負載芯片提供電流。只要電容量C 足夠大，只需很小的電壓變化，電容就可以提供足夠大的電流，滿足負載態(tài)電流的要求。

相當于電容預(yù)先存儲了一部分電能，在負載需要的時候釋放出來，即電容是儲能元件。儲能電容的存在使負載消耗的能量得到快速補充，因此保證了負載兩端電壓不至于有太大變化，此時電容擔(dān)負的是局部電源的角色。

3.2、從阻抗的角度來理解退耦原理

我們可以用一個等效電源模型表示上面這個復(fù)合的電源系統(tǒng)

ΔV=ZΔI

從AB 兩點向左看過去，穩(wěn)壓電源以及電容退耦系統(tǒng)一起，可以看成一個復(fù)合的電源系統(tǒng)。這個電源系統(tǒng)的特點是：不論AB 兩點間負載瞬態(tài)電流如何變化，都能保證AB 兩點間的電壓保持穩(wěn)定，即AB 兩點間電壓變化很小。

我們的最終設(shè)計目標是，不論AB 兩點間負載瞬態(tài)電流如何變化，都要保持AB 兩點間電壓變化范圍很小，根據(jù)公式2，這個要求等效于電源系統(tǒng)的阻抗Z 要足夠低。

因此從等效的角度出發(fā)，可以說去耦電容降低了電源系統(tǒng)的阻抗。電容對于交流信號呈現(xiàn)低阻抗特性，因此加入電容，實際上也確實降低了電源系統(tǒng)的交流阻抗。

4、實際電容的特性

實際的電容器總會存在一些寄生參數(shù)，這些寄生參數(shù)在低頻時表現(xiàn)不明顯，但是高頻情

況下，其重要性可能會超過容值本身。

等效串聯(lián)電感（寄生電感）無法消除，只要存在引線，就會有寄生電感。這從磁場能量變化的角度可以很容易理解，電流發(fā)生變化時，磁場能量發(fā)生變化，但是不可能發(fā)生能量躍變，表現(xiàn)出電感特性。寄生電感會延緩電容電流的變化，電感越大，電容充放電阻抗就越大，反應(yīng)時間就越長。

自諧振頻率點是區(qū)分電容是容性還是感性的分界點，高于諧振頻率時，“電容不再是電容”，因此退耦作用將下降。

AVX 生產(chǎn)的陶瓷電容不同封裝的各項參數(shù)值

電容的等效串聯(lián)電感和生產(chǎn)工藝和封裝尺寸有關(guān)，通常小封裝的電容等效串聯(lián)電感更低，寬體封裝的電容比窄體封裝的電容有更低的等效串聯(lián)電感。

在電路板上會放置一些大的電容，通常是坦電容或電解電容。這類電容有很低的ESL，但是ESR 很高，因此Q 值很低，具有很寬的有效頻率范圍，非常適合板級電源濾波。

電路的品質(zhì)因數(shù)越高，電感或電容上的電壓比外加電壓越高。Q 值越高在一定的頻偏下電流下降得越快，其諧振曲線越尖銳。也就是說電路的選擇性是由電路的品質(zhì)因素Q 所決定的，Q 值越高選擇性越好。

5、電容的安裝諧振頻率

充分理解電容的自諧振頻率和安裝諧振頻率非常重要，在計算系統(tǒng)參數(shù)時，實際使用的是安裝諧振頻率，而不是自諧振頻率。

電容自身存在寄生電感，從電容到達需要去耦區(qū)域的路徑上包括焊盤、一小段引出線、過孔、2 厘米長的電源及地平面，這幾個部分都存在寄生電感。相比較而言，過孔的寄生電感較大。過孔的直徑越大，寄生電感越小。過孔長度越長，電感越大。

過孔寄生電感計算公式：

其中：L 是過孔的寄生電感，單位是nH。h 為過孔的長度，和板厚有關(guān)，單位是英寸。d 為過孔的直徑，單位是英寸。

安裝后電容的諧振頻率發(fā)生了很大的偏移，使得小電容的高頻去耦特性被消弱。在進行電路參數(shù)設(shè)計時，應(yīng)以這個安裝后的諧振頻率計算，因為這才是電容在電路板上的實際表現(xiàn)。安裝電感對電容的去耦特性產(chǎn)生很大影響，應(yīng)盡量減小。

6、局部去耦設(shè)計方法

為保證邏輯電路能正常工作，表征電路邏輯狀態(tài)的電平值必須落在一定范圍內(nèi)。比如對于3.3V 邏輯，高電平大于2V 為邏輯1，低電平小于0.8V 為邏輯0。

把電容緊鄰器件放置，跨接在電源引腳和地引腳之間。正常時，電容充電，存儲一部分電荷。這樣電路轉(zhuǎn)換所需的瞬態(tài)電流不必再由VCC 提供，電容相當于局部小電源。因此電源端和地端的寄生電感被旁路掉了，寄生電感在這一瞬間沒有電流流過，因而也不存在感應(yīng)電壓。通常是兩個或多個電容并聯(lián)放置，減小電容本身的串聯(lián)電感，進而減小電容充放電回路的阻抗。

注意：電容的擺放、安裝距離、安裝方法、電容選擇

7、從電源系統(tǒng)的角度進行去耦設(shè)計

從電源系統(tǒng)的角度進行去耦設(shè)計。該方法本著這樣一個原則：在感興趣的頻率范圍內(nèi)，使整個電源分配系統(tǒng)阻抗最低。

電源去耦注意：電源去耦涉及到很多問題：總的電容量多大才能滿足要求？如何確定這個值？選擇那些電容值？放多少個電容？選什么材質(zhì)的電容？電容如何安裝到電路板上？電容放置距離有什么要求？

7.1、Target Impedance（目標阻抗）

其中： DD V 為要進行去耦的電源電壓等級，常見的有5V、3.3V、1.8V、1.26V、1.2V 等。Ripple 為允許的電壓波動，典型值為2.5%。ΔIMAX 為負載芯片的最大瞬態(tài)電流變化量。

該定義可解釋為：能滿足負載最大瞬態(tài)電流供應(yīng)，且電壓變化不超過最大容許波動范圍的情況下，電源系統(tǒng)自身阻抗的最大值。對目標阻抗有兩點需要說明： 目標阻抗是電源系統(tǒng)的瞬態(tài)阻抗，是對快速變化的電流表現(xiàn)出來的一種阻抗特性。2 目標阻抗和一定寬度的頻段有關(guān)。在感興趣的整個頻率范圍內(nèi)，電源阻抗都不能超過這個值。

7.2、需要多大的電容量

有兩種方法確定所需的電容量

第一種方法利用電源驅(qū)動的負載計算電容量。這種方法沒有考慮ESL 及ESR 的影響，因此很不精確。

第二種方法就是利用目標阻抗（Target Impedance）來計算總電容量，這是業(yè)界通用的方法。

先計算電容量，然后做局部微調(diào)，能達到很好的效果，如何進行局部微調(diào)。方法一：利用電源驅(qū)動的負載計算電容量

設(shè)負載（容性）為30pF，要在2ns 內(nèi)從0V 驅(qū)動到3.3V，瞬態(tài)電流為：

如果共有36 個這樣的負載需要驅(qū)動，則瞬態(tài)電流為：36*49.5mA=1.782A。假設(shè)容許電壓波動為：3.3*2.5%=82.5 mV，所需電容量為C=I*dt/dv=1.782A*2ns/0.0825V=43.2nF。

電容放電給負載提供電流，其本身電壓也會下降，但是電壓下降的量不能超過82.5 mV（容許的電壓波紋），這種計算沒什么實際意義。方法二：利用目標阻抗計算電容量

為了清楚的說明電容量的計算方法，我們用一個例子。要去耦的電源為1.2V，容許電 壓波動為2.5%，最大瞬態(tài)電流600mA

第一步：計算目標阻抗

第二步：確定穩(wěn)壓電源頻率響應(yīng)范圍

和具體使用的電源片子有關(guān)，通常在DC 到幾百kHz 之間。這里設(shè)為DC 到100kHz。在100kHz 以下時，電源芯片能很好的對瞬態(tài)電流做出反應(yīng)，高于100kHz 時，表現(xiàn)為很高的阻抗，如果沒有外加電容，電源波動將超過允許的2.5%。為了在高于100kHz 時仍滿足電壓波動小于2.5%要求，應(yīng)該加多大的電容？ 第三步：計算bulk 電容量

當頻率處于電容自諧振點以下時，電容的阻抗可近似表示為：

頻率f 越高，阻抗越小，頻率越低，阻抗越大。在感興趣的頻率范圍內(nèi)，電容的最大阻抗不能超過目標阻抗，因此使用100kHz 計算（電容起作用的頻率范圍的最低頻率，對應(yīng)電容最高阻抗）。

第四步：計算bulk 電容的最高有效頻率

當頻率處于電容自諧振點以上時，電容的阻抗可近似表示為：

頻率f 越高，阻抗越大，但阻抗不能超過目標阻抗。假設(shè)ESL 為5nH，則最高有效頻率為：

這樣一個大的電容能夠讓我們把電源阻抗在100kHz 到1.6MHz 之間控制在目標阻抗之下。當頻率高于1.6MHz 時，還需要額外的電容來控制電源系統(tǒng)阻抗。

第五步：計算頻率高于1.6MHz 時所需電容

如果希望電源系統(tǒng)在500MHz 以下時都能滿足電壓波動要求，就必須控制電容的寄生電感量。必須滿足2π f×Lmax ≤XMAX，所以有：

假設(shè)使用AVX 公司的0402 封裝陶瓷電容，寄生電感約為0.4nH，加上安裝到電路板上后過孔的寄生電感（本文后面有計算方法）假設(shè)為0.6nH，則總的寄生電感為1 nH。為了滿足總電感不大于0.16 nH 的要求，我們需要并聯(lián)的電容個數(shù)為：1/0.016=62.5 個，因此需要63 個0402 電容。為了在1.6MHz 時阻抗小于目標阻抗，需要電容量為：

因此每個電容的電容量為1.9894/63=0.0316 uF。

綜上所述，對于這個系統(tǒng)，我們選擇1 個31.831 uF 的大電容和63 個0.0316 uF 的小電容即可滿足要求。

7.3、相同容值電容的并聯(lián)

使用很多電容并聯(lián)能有效地減小阻抗。63 個0.0316 uF 的小電容（每個電容ESL 為1 nH）并聯(lián)的效果相當于一個具有0.159 nH ESL 的1.9908 uF 電容。

單個電容及并聯(lián)電容的阻抗特性如圖10 所示。并聯(lián)后仍有相同的諧振頻率，但是并聯(lián)電容在每一個頻率點上的阻抗都小于單個電容。

隨著頻率偏離諧振點，其阻抗仍然上升的很快。要在很寬的頻率范圍內(nèi)滿足目標阻抗要求，需要并聯(lián)大量的同值電容。這不是一種好的方法，造成極大地浪費。有些人喜歡在電路板上放置很多0.1uF 電容，如果你設(shè)計的電路工作頻率很高，信號變化很快，那就不要這樣做，最好使用不同容值的組合來構(gòu)成相對平坦的阻抗曲線。

7.4、不同容值電容的并聯(lián)與反諧振

容值不同的電容具有不同的諧振點。圖11 畫出了兩個電容阻抗隨頻率變化的曲線。

左邊諧振點之前，兩個電容都呈容性，右邊諧振點后，兩個電容都呈感性。在兩個諧振點之間，阻抗曲線交叉，在交叉點處，左邊曲線代表的電容呈感性，而右邊曲線代表的電容呈容性。

因此，兩條曲線的交叉點處會發(fā)生并聯(lián)諧振，這就是反諧振效應(yīng)，該頻率點為反諧振點。

兩個容值不同的電容并聯(lián)后，阻抗曲線如圖12 所示。從圖12 中我們可以得出兩個結(jié)論：

a 不同容值的電容并聯(lián)，其阻抗特性曲線的底部要比圖10 阻抗曲線的底部平坦得多（雖然存在反諧振點，有一個阻抗尖峰），因而能更有效地在很寬的頻率范圍內(nèi)減小阻抗。

b 在反諧振（Anti-Resonance）點處，并聯(lián)電容的阻抗值無限大，高于兩個電容任何一個單獨作用時的阻抗。并聯(lián)諧振或反諧振現(xiàn)象是使用并聯(lián)去耦方法的不足之處。

對于那些頻率值接近反諧振點的，由于電源系統(tǒng)表現(xiàn)出的高阻抗，使得這部分噪聲或信號能量無法在電源分配系統(tǒng)中找到回流路徑，最終會從PCB 上發(fā)射出去（空氣也是一種介質(zhì)，波阻抗只有幾百歐姆），從而在反諧振頻率點處產(chǎn)生嚴重的EMI問題。

解決辦法：并聯(lián)電容去耦的電源分配系統(tǒng)一個重要的問題就是：合理的選擇電容，盡可能的壓低反諧振點處的阻抗。

7.5、ESR 對反諧振（Anti-Resonance）的影響

實際電容除了LC 之外，還存在等效串聯(lián)電感ESR，因此，反諧振點處的阻抗也不會

是無限大的。實際上，可以通過計算得到反諧振點處的阻抗為：

其中，X為反諧振點處單個電容的阻抗虛部（均相等）。

現(xiàn)代工藝生產(chǎn)的貼片電容，等效串聯(lián)阻抗很低，因此就有辦法控制電容并聯(lián)去耦時反諧振點處的阻抗。等效串聯(lián)電感ESR 使整個電源分配系統(tǒng)的阻抗特性趨于平坦。

7.6、怎樣合理選擇電容組合

瞬態(tài)電流的變化相當于階躍信號，具有很寬的頻譜。因而，要對這一電流需求補償，就必須在很寬的頻率范圍內(nèi)提供足夠低的電源阻抗。

注意：選擇電容組合，要考慮的問題很多，比如選什么封裝、什么材質(zhì)、多大的容值、容值的間隔多大、主時鐘頻率及其各次諧波頻率是多少、信號上升時間等等，這需要根據(jù)具體的設(shè)計來專門設(shè)計。解決方法：

低頻段：通常，用鉭電容或電解電容來進行板級低頻段去耦（需要提醒一點的是，最好用幾個或多個電容并聯(lián)以減小等效串聯(lián)電感。這兩種電容的Q 值很低，頻率選擇性不強，非常適合板級濾波）。

高頻段：高頻小電容的選擇有些麻煩，需要分頻段計算。可以把需要去耦的頻率范圍分成幾段，每一段單獨計算，用多個相同容值電容并聯(lián)達到阻抗要求，不同頻段選擇的不同的電容值。但這種方法中，頻率段的劃分要根據(jù)計算的結(jié)果不斷調(diào)整。一般劃分3 到4 個頻段就可以了，這樣需要3 到4 個容值等級。實際上，選擇的容值等級越多，阻抗特性越平坦，但是沒必要用非常多的容值等級，阻抗的平坦當然好，但是我們的最終目標是總阻抗小于目標阻抗，只要能滿足這個要求就行。

電容的并聯(lián)存在反諧振，設(shè)計時要注意，盡量不要讓時鐘頻率的各次諧波落在反諧振頻率附近。

還有一點要注意，容值的等級不要超過10 倍。比如你可以選類似0.1、0.01、0.001 這樣的組合。因為這樣可以有效控制反諧振點阻抗的幅度，間隔太大，會使反諧振點阻抗很大，最終目標是反諧振點阻抗能滿足要求。

高頻小電容的選擇，要想得到最優(yōu)組合，是一個反復(fù)迭代尋找最優(yōu)解的過程。最好的辦法就是先粗略計算一下大致的組合，然后用電源完整性仿真軟件做仿真，再做局部調(diào)整，能滿足目標阻抗要求即可，這樣直觀方便，而且控制反諧振點比較容易。而且可以把電源平面的電容也加進來，聯(lián)合設(shè)計。

圖13 是一個電容組合的例子。這個組合中使用的電容為：2 個680uF 鉭電容，7 個2.2uF陶瓷電容（0805 封裝），13 個0.22uF 陶瓷電容（0603 封裝），26 個0.022uF 陶瓷電容（0402封裝）。圖中，上部平坦的曲線是680uF 電容的阻抗曲線，其他三個容值的曲線為圖中的三個V 字型曲線，從左到右一次為2.2uF、0.22uF、0.022uF。

小電容的介質(zhì)一般常規(guī)設(shè)計中都選則陶瓷電容。NP0 介質(zhì)電容的ESR 要低得多，對于有更嚴格阻抗控制的局部可以使用，但是注意這種電容的Q 值很高，可能引起嚴重的高頻振鈴，使用時要注意。

因此，電容封裝尺寸、容值要聯(lián)合考慮。總之最終目標是，用最少的電容達到目標阻抗要求，減輕安裝和布線的壓力。

7.7、電容的去耦半徑

電容去耦的一個重要問題是電容的去耦半徑：電容擺放要盡量靠近芯片 第一：減小回路電感

第二：電容去耦半徑（超出了它的去耦半徑，電容將失去它的去耦的作用）理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補償電流之間的相位關(guān)系。當芯片對電流的需求發(fā)生變化時，會在電源平面的一個很小的局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓擾動，電容要補償這一電流（或電壓），就必須先感知到這個電壓擾動。信號在介質(zhì)中傳播需要一定的時間，因此從發(fā)生局部電壓擾動到電容感知到這一擾動之間有一個時間延遲。同樣，電容的補償電流到達擾動區(qū)也需要一個延遲。因此必然造成噪聲源和電容補償電流之間的相位上的不一致。

特定的電容，對與它自諧振頻率相同的噪聲補償效果最好，我們以這個頻率來衡量這種相位關(guān)系。設(shè)自諧振頻率為f，對應(yīng)波長為λ，補償電流表達式可寫為：

其中，A 是電流幅度，R 為需要補償?shù)膮^(qū)域到電容的距離，C 為信號傳播速度。當擾動區(qū)到電容的距離達到λ 4 時，補償電流的相位為π，和噪聲源相位剛好差180度，即完全反相。此時補償電流不再起作用，去耦作用失效，補償?shù)哪芰繜o法及時送達。

解決方法：。為了能有效傳遞補償能量，應(yīng)使噪聲源和補償電流的相位差盡可能的小，最好是同相位的。距離越近，相位差越小，補償能量傳遞越多，如果距離為0，則補償能量百分之百傳遞到擾動區(qū)。這就要求噪聲源距離電容盡可能的近，要遠小于λ4。

實際應(yīng)用中，這一距離最好控制在λ/40～λ/50 之間，這是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。大電容小電容擺放位置：不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。

第一：對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應(yīng)的波長非常長，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關(guān)注大電容在電路板上放置位置的原因。

第二：對于小電容，因去耦半徑很小，應(yīng)盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數(shù)資料上都會反復(fù)強調(diào)的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。

7.8、電容的安裝方法

電容的擺放

容值最小的電容，有最高的諧振頻率，去耦半徑最小，因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距離稍遠，最外層放置容值最大的。但是，所有對該芯片去耦的電容都盡量靠近芯片。

還有一點要注意，在放置時，最好均勻分布在芯片的四周，對每一個容值等級都要這樣。通常芯片在設(shè)計的時候就考慮到了電源和地引腳的排列位置，一般都是均勻分布在芯片的四個邊上的。因此，電壓擾動在芯片的四周都存在，去耦也必須對整個芯片所在區(qū)域均勻去耦。如果把上圖中的680pF 電容都放在芯片的上部，由于存在去耦半徑問題，那么就不能對芯片下部的電壓擾動很好的去耦。

電容的安裝

在安裝電容時，要從焊盤拉出一小段引出線，然后通過過孔和電源平面連接，接地端也是同樣。這樣流經(jīng)電容的電流回路為：電源平面->過孔->引出線->焊盤->電容->焊盤->引出線->過孔->地平面，圖15 直觀的顯示了電流的回流路徑。

放置過孔的基本原則就是讓這一環(huán)路面積最小，進而使總的寄生電感最小。

第一種方法從焊盤引出很長的引出線然后連接過孔，這會引入很大的寄生電感，一定要避免這樣做，這時最糟糕的安裝方式。

第二種方法在焊盤的兩個端點緊鄰焊盤打孔，比第一種方法路面積小得多，寄生電感也較小，可以接受。

第三種方法在焊盤側(cè)面打孔，進一步減小了回路面積，寄生電感比第二種更小，是比較好的方法。

第四種方法在焊盤兩側(cè)都打孔，和第三種方法相比，相當于電容每一端都是通過過孔的并聯(lián)接入電源平面和地平面，比第三種寄生電感更小，只要空間允許，盡量用這種方法。

第五種方法在焊盤上直接打孔，寄生電感最小，但是焊接是可能會出現(xiàn)問題，是否使用要看加工能力和方式。

注意：（1）推薦使用第三種和第四種方法。

（2）需要強調(diào)一點：有些工程師為了節(jié)省空間，有時讓多個電容使用公共過孔。任何情況下都不要這樣做。最好想辦法優(yōu)化電容組合的設(shè)計，減少電容數(shù)量。由于印制線越寬，電感越小，從焊盤到過孔的引出線盡量加寬，如果可能，盡量和焊盤寬度相同。這樣即使是0402 封裝的電容，你也可以使用20mil 寬的引出線。

對于大尺寸的電容，比如板級濾波所用的鉭電容，推薦用圖18 中的安裝方法

第四篇：電源車總結(jié)

電源車工作總結(jié)及后續(xù)工作建議

9月26日凌晨五點，第一批電源車的改裝最終完成。最近兩天，腦子里全是電源車改裝過程點點滴滴，其中有收獲也存在許多問題，還望公司領(lǐng)導(dǎo)和其他同事一起發(fā)現(xiàn)和解決問題。

項目簡介及收獲

電源車的工作包括方案確定、機械結(jié)構(gòu)及液壓系統(tǒng)設(shè)計、外協(xié)外購件工作、車廂及卷線機構(gòu)的制造與組裝、液壓系統(tǒng)組建及液壓管路布置、電源車試車調(diào)試。

首先公司的能力值得肯定，電源車完滿改裝完成，且交付使用。從接項目到交付使用，從設(shè)計到制造，對公司的能力都是肯定。

存在問題

從最初的項目承接到最后的交付產(chǎn)品，可以說，公司為電源車的事，處處開綠燈。但是，最后用戶的滿意程度，卻不容樂觀。我以個人的感受分兩個方面闡述： 1.管理問題

1)項目負責(zé)制管理體系混亂，缺乏項目管理經(jīng)驗。導(dǎo)致為電源車投入的人力物力太多，浪費太大，結(jié)果只能物超所值。2)項目負責(zé)及各分負責(zé)人缺乏全局性，分工模糊，分工不細，最后導(dǎo)致管理人員喊累，員工坐玩，且工作不能如期完成的被動局面，交貨日期一拖再拖，嚴重影響公司形象。

2.專業(yè)問題

1)設(shè)計方案缺少評審，產(chǎn)品制作容易出現(xiàn)缺陷，無形地增大返工及維修工作量，導(dǎo)致生產(chǎn)周期延長；

2)制作過程缺乏檢驗人員，制作質(zhì)量把關(guān)不嚴，導(dǎo)致產(chǎn)品做工粗糙，影響公司形象；

3)液壓管路布置缺乏經(jīng)驗，對外協(xié)人員的工作也無特殊要求，更無專業(yè)人員檢驗，導(dǎo)致管路布置混亂不堪，無美觀可言，嚴重影響用戶滿意度；

4)專業(yè)人員缺乏團隊精神，專業(yè)素質(zhì)修養(yǎng)不高，專業(yè)人員應(yīng)坦陳接受好建議，從而制作出高水平高質(zhì)量的產(chǎn)品，提升公司對外形象。

5)產(chǎn)品調(diào)試模糊，無安全調(diào)試和全工況調(diào)試環(huán)節(jié)，以至于產(chǎn)品遭遇特殊工況時，產(chǎn)品壽命低，售后工作量大且多。

后續(xù)工作建議

1.根據(jù)用戶反饋意見，召開問題分析研討會，并初步確定改進方案。

2.開展用戶及設(shè)計人員交流會，通過現(xiàn)場交流確定改裝要求及分析設(shè)計難度，以此減少此前的不良影響，挽回公司形象及用戶信心。

3.成立電源車項目負責(zé)小組，明確任務(wù)及責(zé)任，提出具體獎懲辦法。以此來減少公司投入，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。總結(jié)寫的都是我個人的感受，希望語氣，其他同事和領(lǐng)導(dǎo)不要介意，目的自為更好工作，提升企業(yè)對外形象。

公司形象=好產(chǎn)品=好設(shè)計+精美制作

文二明 2011/9/27

第五篇：電源項目總結(jié)

電源小結(jié)

電源PCB布板注意：

1電源線上打過孔，增加散熱能力。

單點接地 或單點接電容，讓干擾通過電容濾波后，再去下一級。變壓器的次級出來 與整流二極管連接的距離盡量的短，防止輻射。

4.電容之類的要遠離

發(fā)熱元器件。

選型要點：

1變壓器次級的濾波電容 選型要點： 選小的ESR 等效內(nèi)阻。（內(nèi)阻大了，高頻經(jīng)過這里，會使電容發(fā)熱，時間久了，變壓器會鼓起來）變壓器次級的二極管 要選用快恢復(fù)的 肖基特二極管

選用壓降低的（大電流時特別重要，p=ui.低的，在二極管上消耗的功率就小了。管子就不會發(fā)熱的太厲害）

所以要選導(dǎo)通壓降