我有一个带有多个 IC 的 USB 供电设备。根据我的阅读，标准做法是使用多个范围电容器的组合来对每个单独的 IC 进行去耦，最小的电容器尽可能靠近，而较大的电容器则不要太远。
但是，我遇到了一个难题：
根据此消息来源，USB 设备允许的最大去耦电容为 10uF。由于几个 IC 都具有 0.1uF 和 2.2uF/4.7uF 去耦电容的组合，我很容易超过这个限制，因为它们都是并联的。
我能想到的唯一解决方案是减少/消除较大的去耦电容器和/或尝试将几个 IC 的较大去耦电容器聚集在一起，同时保持较小的去耦电容器靠近每个 IC。
在我看来，这些解决方案都不理想。USB 供电设备上多个 IC 的推荐去耦布局是什么？
所有在用 IC 的理论功耗仍低于 USB 2.0 可提供的限制。
USB 设备在连接时不能提供超过 10uF 的电容。这并不一定意味着您只能拥有 10uF 的电容器，这意味着您需要将浪涌电流限制在连接时为 10uF 充电所需的电流。从 USB 规范：
可放置在电缆下游端的最大负载 (CRPB) 为 10 μF 与 44 Ω 并联。10 μF 电容代表函数中直接连接在 VBUS 线上的任何旁路电容，以及通过器件中的稳压器可见的任何电容效应。44 Ω 电阻代表设备在连接期间消耗的一单位负载电流。
此外：
如果器件中需要更多的旁路电容，则器件必须包含某种形式的 VBUS 浪涌电流限制，以使其与上述负载的特性相匹配。
您可能知道，您的设备在连接时无需任何协商即可消耗 1 个功率单位或 100mA。
如果我正在设计一个大功率 USB 设备，那么我会：
A. 满足 10uF 的要求，例如如果我使用的是开关电源或者我的 VDD 将是 3.3V
要么
B. 使用“软启动”电路，例如 47 欧姆电阻器与我的大容量电容器串联。使用比较器来检测大容量电容器上的电压。当电压在 USB 总线电压的 100mV 范围内时，让比较器打开一个 P-MOSFET，将 47 欧姆电阻短路。
虽然不完全符合您的要求，但我使用了电源管理 IC 来完成此任务。例如，TPS2113APW。我更喜欢这个特定的芯片，因为它允许我制造可以使用壁式电源或 USB 运行的双电源设备，如果可用的话，自动更喜欢壁式电源。
如果您不需要双电源，则可以使用MIC2545A之类的东西
最终，USB 不会“看到”电源管理 IC“后面”的任何电容（即连接到 IC 输出）；总线只能看到 IC“前面”的电容（即连接到 IC 输入）。
您仍然需要担心浪涌电流——规范中的“加上通过调节器可见的任何电容效应”部分——但这些 IC 也具有可变电流限制。计算出您需要具有 100 mA 限制和 500 mA 限制（如果您想限制墙壁功率，还可以选择 n mA 限制）的并联电阻，然后根据需要使用 FET 将电阻器短路以启用各种限制。
通过这些芯片，我将数百 uF 的 PCB 连接到 USB，并且 DMM 设置为最大快速电流验证连接期间的浪涌电流不超过 100 mA。
100 nF 是最关键的。确保将它们放置在尽可能靠近引脚的位置，就像你说的那样。
2.2/4,7 µF 并联是一个很高的值，在适当去耦的电源中不应该要求。尤其不是在每个 IC 上。此处电源距离较远，强烈建议使用几 µF 的电容。使用减去 100 nFs 后仍能承受的最高值，并将其放置在电流最大的 IC 附近，除非那是 USB 进入 PCB 的另一端。然后你将不得不妥协：在 USB 连接器的路径上，并且离当前最大的消费者不太远。
“ Vbus 引脚上的最大电容”规则旨在防止 Vbus 电压下降到足以在插入新 USB 设备时重置其他 USB 设备。
我见过一些 USB 设备只需要一个铁氧体磁珠就可以将浪涌电流保持在规格范围内。它们仅将 2 个东西连接到 USB 连接器的 Vbus 引脚：直接跨 USB 连接器的 Vbus 和 GND 引脚的 1uF 最小 VBUS 去耦电容，以及为设备其余部分供电的铁氧体磁珠。这允许他们在铁氧体磁珠的另一侧使用略高于 10 uF 的净电容。
我看过的大多数 USB 供电设备的原理图都有一个稳压器，可以将 USB 主机的 4.45 V 到 5.25 V 转换为设备上所有芯片使用的 3.3 V。使用带有“软启动”电路的稳压器可将浪涌电流保持在规格范围内；这使设计人员能够在稳压器的输出端放置任意数量的电容——介于 3.3 V 和 GND 之间——在 USB 端不会出现任何问题。