去耦电容会不会太大?

电器工程 微控制器 解耦
2022-01-16 14:57:09

对于我的项目,包含一个使用外部手表晶体以 32.768 kHz 运行的 ATtiny85,我想我会在 MCU 电源引脚附近包括一个 1 uF 去耦电容器,以进行良好的测量。但是,阅读它似乎大多数人推荐使用 0.1 uF 电容器。使用太大的值上限(例如 1 uF)会造成任何伤害还是可以正常工作?

4个回答

类型比值更重要 - 如果它是一个较小的(例如 0805 或更小)表面贴装陶瓷部件,则较大值的电容器没有缺点。

比较下面两个类似的 0603 X7R Murata 电容(上一个是 1uF 下一个是 100nF):

在此处输入图像描述

如果您查看一些合理的阻抗,例如 1 ohm,对于 250kHz 到 600MHz,1uF 小于 1 ohm,而 100nF 从大约 1.8MHz 到 400MHz,因此 1uF 在任何地方都更好(一个合适的稳压器将填充较低的频率,并且像 ATtiny 这样的低速芯片不会产生任何需要担心的具有更高频率内容的边缘),所以两者都可以。

您需要访问帽子制造商的网站并下载软件或使用基于 Web 的程序来获得实际行为,因为有太多的可能性,它通常在数据表中完全省略。请注意,1uF 的电容实际上会更小,因为我没有费心设置偏置电压(这只是一个例子),但你应该这样做。

在 32.768kHz 时,答案是更大的电容器(你的 1uF)应该没问题。

在高频下(更准确地说,器件引脚上的快速转换速率),需要较小的电容器以在这些边沿速率下提供低阻抗(以防止内部功率下降),尽管在非常快的边沿速率下,电容器在自反正共振。

我们通常会在附近的某处提供一个大容量旁路电容器(几 uF),较小值的设备尽可能靠近设备电源引脚。

有关MLCC 自谐振的更多详细信息,请参阅此答案。

您可能想了解泄漏电流。

如果您在 32.768 kHz 手表晶体上运行它,您很可能非常关心长期平均电流消耗。

在我非常有限的研究中,较大电容器的泄漏电流通常较高,尽管它似乎主要与实际构造技术有关。

通过快速搜索实际数据,我找到了 muRata 的这篇文章,并提供了一些提示。它表明漏电流随电容的增加而增加,但仅列出了 1 µF 电容器的值。

只有您可以回答如此少量的电流是否重要,并且您必须为您的特定类型的电容器查找更具代表性的值。对于超级电容器应用而言,它可能比电池供电应用更重要。

可以像较小电容一样快速提供一定量电荷的大电容与性能较差的大电容之间的价格差异通常会超过较小电容的成本。因此,与使用一个上限相比,使用较小的上限和较差的较大上限通常可以让人们以更低的价格获得更好的性能。试图用一个大的上限来应付通常意味着一个人要么具有较差的高频性能,要么花费超过一个。

至于电容的总量是否可以太大,那是电源的功能。具有低串联电阻的电容将基本上吸收它可以得到的所有电流,直到它被充电。如果要将一堆总计 1000uF 的电容连接到电流限制为 10mA 的电源,则设备的电源轨需要 300ms 秒才能达到 3 伏,在此期间,电容将消耗全部 10mA。但是,如果电源可以毫无困难地输出 1A,那么电容将在 3ms 而不是 300ms 内充电至满电压。

另请注意,如果设备(或具有自己的过滤器帽的子系统)经常通电、短暂使用,然后关闭足够长的时间以使帽放电,那么用于为帽供电的所有能量将基本上是当设备或子系统断电时浪费。过滤器盖的尺寸加倍会使浪费量加倍。