PCB 레이아웃 중 디커플링 커패시터 배치 및 설치 방법

디커플링 커패시터는 회로에서 고주파 노이즈와 전자기 간섭을 줄이는 데 사용되는 부품입니다. 또한 IC에 전원을 공급할 수도 있습니다. 이 문서에서는 이러한 커패시터의 배치 지침에 대해 설명합니다. 이 지침을 따르면 비용을 절감하고 제조 오류의 위험을 줄이면서 회로를 설계할 수 있습니다.

전원 공급 장치 신호의 고주파 노이즈 감소

전원 공급 장치의 노이즈는 기기의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 원치 않는 에너지는 고주파 전력 변환 스위칭 회로에서 발생하는 경우가 많습니다. 노이즈는 전선이나 PCB 트레이스에서 방사될 수도 있습니다. 몇 가지 방법을 통해 전원 공급 장치의 노이즈를 최소화할 수 있습니다. 다음은 세 가지 일반적인 관행입니다.

먼저 노이즈의 원인을 파악합니다. 이 노이즈는 스위칭 주파수 노이즈와 스위칭 전환 후 울림 등 다양한 소스에서 발생할 수 있습니다. 또한 시스템 내 여러 스위칭 레귤레이터로 인해 노이즈가 발생할 수도 있습니다. 이러한 유형의 노이즈는 신호 분석 기술을 사용하여 줄일 수 있습니다.

케이블을 차폐하는 것 외에도 인클로저와 필터를 사용하여 방사 소음을 줄이세요. 1/4 파장 이하의 구멍이 있는 인클로저는 대부분의 노이즈를 줄일 수 있습니다. 데이터 수집 장치를 사용하는 경우, 인클로저가 장비에서 방사되는 소음을 최소화하도록 설계되었는지 확인하세요.

전자기 간섭 감소

디커플링 커패시터는 부유 전자기파의 간섭을 방지하기 위해 회로 기판에 사용됩니다. PCB 레이아웃에서 커패시터는 전원 플레인과 접지 플레인에 설치됩니다. 이러한 분리는 전자기 호환성에 문제를 일으킬 수 있는 병렬 커패시턴스를 방지합니다. 또한 커패시터 PCB는 균일한 분포와 높은 주파수 응답을 제공합니다. 최상의 결과를 얻으려면 이러한 구성 요소를 전원 및 접지면에 가깝게 배치해야 합니다. 고전력 및 고속 신호를 생성하는 회로는 접지면에 가깝게 배치하고 저전력 및 저주파 신호를 생성하는 회로는 표면 또는 전원 면에 가깝게 배치해야 합니다.

PCB 레이아웃에 디커플링 커패시터를 설치할 때는 가능한 한 간섭 원에 가까운 곳에 위치한 높은 값의 커패시터를 선택해야 합니다. 또한 입력 신호용 커넥터 근처에 배치해야 합니다. 이러한 커패시터는 트레이스와 직렬로 배치하는 것이 이상적입니다. 회로의 총 디커플링 커패시턴스보다 최소 10배 이상 큰 커패시터를 선택하는 것이 좋습니다.

IC에 전력 공급 가능

전원 공급 핀은 IC에 전압과 전류를 공급하는 데 사용되는 단자입니다. 일반적으로 IC에는 두 개의 전원 공급 핀이 있습니다. 이 핀은 회로의 전원 레일에 연결됩니다. 핀의 레이블은 제조업체와 IC 제품군에 따라 다르게 표시됩니다.

디커플링 커패시터 배치 지침

PCB 레이아웃을 설계할 때 디커플링 커패시터 배치는 보드의 전력 및 신호 무결성을 보장하기 위한 중요한 단계입니다. 적절한 배치 지침을 따르면 커패시터가 최적의 위치에 배치되도록 할 수 있습니다. 이러한 지침은 부품 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.

PCB 레이아웃에서 디커플링 커패시터는 일반적으로 디지털 그라운드 푸어와 동일한 레이어에 배치됩니다. 또한 두 개의 개별 PCB 그라운드 푸어 사이에 연결되기도 합니다. 디커플링 커패시터는 평면에서 원활한 전류 흐름을 보장하기 위해 부품 핀에 가깝게 배치해야 합니다. 디커플링 커패시터를 설계할 때는 가능한 한 가장 높은 공칭 커패시턴스를 사용하는 것이 좋습니다.

위의 배치 지침을 따르는 것 외에도 디커플링 커패시터는 구성 요소의 전압 핀에 최대한 가깝게 배치해야 합니다. 이렇게 하면 전체 연결 인덕턴스를 줄이고 고주파 필터링을 개선하는 데 도움이 됩니다.