旁路電容和耦合電容：以正確的方式穩(wěn)定電壓

電子產(chǎn)品開發(fā)期間經(jīng)常需要用到旁路電容。圖1所示為一個開關穩(wěn)壓器，可以從高電壓產(chǎn)生低電壓。在這種類型的電路中，旁路電容(CBYP)尤為重要。它必須支持輸入路徑上的開關電流，使得電源電壓足夠穩(wěn)定，能夠支持設備運行。

圖1. ADP2441?開關穩(wěn)壓器，輸入端具有旁路電容CBYP。

因為降壓轉換器中的輸入電容是這種拓撲結構的關鍵路徑（熱回路）的一部分，所以CBYP?的連接必須保證盡可能少的寄生電感。因此，這個元件的安裝位置至關重要。圖2左側顯示的是不太好的布局。連接到旁路電容的走線細。流入電壓轉換器的電流也不是直接從旁路電容流入。旁路電容只是微微接觸主電路。這會增加電容產(chǎn)生的寄生電感，并降低此元件的作用。建議采用圖2右側所示布局，旁路電容的效率非常高。連接本身只會產(chǎn)生非常少量的寄生電感。從圖中還可以看出，變換器（例如開關穩(wěn)壓器）的引腳分配會對電路板的布局產(chǎn)生影響。從圖2右側可以看到，VIN和GND引腳之間的距離很近，比左側不太好的布局的距離更近。如此，旁路電容和集成電路之間的回路區(qū)域會更小。

圖2. 以不利方式連接的旁路電容（左側）和以有利方式連接的旁路電容（右側）。

因為旁路電容的連接應該保證盡可能少地產(chǎn)生寄生電感，所以建議將旁路電容和開關穩(wěn)壓器放在電路板的同一側。但是，在某些應用中，正面的開關穩(wěn)壓器只能在電路板底部與旁路電容解耦。在沒有足夠空間容納較大的解耦電容時即是如此。在這種情況下，會采用通孔來連接電容。遺憾的是，通孔會產(chǎn)生幾個納亨的寄生電感。為了讓這種連接的阻抗達到最低，人們提出了多種連接建議，具體如圖3所示。

圖3. 當旁路電容與通孔連接時，有多種連接選項。

版本A并不是非常有利。在這個選項中，通孔和旁路電容之間采用細線路連接。根據(jù)電路板另一側支持路徑運行的位置，這種布局安排也可能導致寄生電感增加。

版本B中，通孔的位置更靠近旁路電容，所以這個連接比較有利。此外，兩個通孔是并行使用。這可以降低整個連接的總電感。

版本C更加有利，其中連接的回路區(qū)域非常小，所以只會產(chǎn)生極少量的寄生電感。但是，因為旁路電容非常小，且制造工藝的成本很低，所以無法或不能在組件下方做出通孔。

版本D提供了一個非常有趣的連接。根據(jù)特定的陶瓷旁路電容的設計方式，橫向連接至電路板產(chǎn)生的寄生電感可能最少。

這些元件要實現(xiàn)高效率，旁路電容位于電路板上的位置就至關重要。也就是，采用寄生電感可能最低的連接，這點非常重要。合適的連接應該使用電路所在的電路板同一側，具體如圖2所示。在某些特殊情況下，可能需要將旁路電容連接在電路板背面，在這種情況下，應該選擇圖3的B、C和D版本所示的寄生電感可能最低的連接。