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如何减轻PCB杂散电容效应

您是否曾经想过为什么某些PCBA电容器看上去与电池非常相似?

盖子和电池的功能是否类似?实际上,它们在许多情况下执行相同的基本功能。也就是说,它们既存储又释放能量。那么,电容器和电池有什么区别?好问题。一方面,电容器将能量存储在电场中,而电池通常以化学方式存储能量。另一个区别是电子实际上流过电池。由于将由不同元素组成的阳极和阴极分隔开的电解化学物质,因此这是可能的。

电路板电容器的示例

相反,电流不应在内部流过电容器。因为导电板之间没有物理连接。尽管没有设计或制造电容器来促进内部电流流动,但是在极板之间通常会有一定量的直流泄漏电流。电容器的材料,温度和电压都会影响泄漏电流。该因素的重要性取决于电容的大小和应用。不论来源如何,在电子电路中使用电容器时,电荷耗散都是不希望的现实。

在设计和制造电路板时,不仅要考虑实际电容器的多余属性,而且还会出现不希望的寄生电容。这生电容效应会对您的董事会运作产生不利影响。在大多数情况下,这些影响无法完全缓解。但是,有些设计和制造技术可以缓解其中的大多数问题。在介绍这些降低方法之前,让我们首先定义主要的根源,即PCB杂散电容。

PCB杂散电容为何以及如何发生

在提及PCBA上的电子电路时,经常使用的术语是杂散电容。请注意,杂散电容可能存在于PCB上的导体,没有组件的预制电路板,PCBA,已安装组件的板之间以及组件封装(尤其是IC)内SMD元件套件。杂散电容通常可以与寄生电容互换使用。然而,寄生电容是指电容对电路工作有负面影响的事实。杂散电容更能说明不想要的电容是如何发生的。

每当彼此接近的两个或多个元素或材料处于不同的电势时,它们之间将存在杂散电容。如果是这样,只要带电的元素或材料之间存在路径,电场可能会“累积”或存储可能产生有害电流的能量。例如,考虑一个具有内部杂散电容的运算放大器。

电容器主要用于电子电路中,以阻挡低频和直流信号并传递高频信号。后一种特性(电容器释放能量的速度是使用它们而不是使用速度较慢的电池的另一个原因)是为什么杂散电容对于高速电路来说是一个更重要的问题。对于导体,杂散电容会引入EMI或噪声,这些噪声或噪声会沿电线和电缆向下传播或传递到附近的相邻走线。通常不可能完全消除杂散电容。但是,有一些有效的方法可以缓解您的局面。

杂散电容的缓解技术

杂散电容是电子电路和电路板固有的那些物理属性之一。但是,效果可以实现下面列出的技术。

如何减少PCB杂散电容的影响

  • 移除内层接地层 

由于接地层会由于邻近而增加与相邻导体的电容,因此删除内层接地层以增加距离会有所帮助,这将使电容效应最小化。这必须与最小化接地平面与信号平面相邻时获得的EMI的好处进行权衡。

  • 使用法拉第屏蔽

法拉第屏蔽是放置在两条迹线之间以最小化它们之间的电容效应的接地迹线或平面,并且像其他屏蔽结构一样,它可以有效地减小杂散电容。

  • 增加相邻迹线之间的空间

另一种有效的缓解技术是增加相邻迹线之间的间距。随着电容随着距离的增加而减小,这是可以应用的一种非常好的方法。

  • 尽量减少使用过孔

通孔是使紧凑,复杂的PCB成为可能的关键要素。但是,过度使用会增加您的寄生电容问题。例如杂散电容。通过消除无连接层上过孔周围的环形环并最大程度减少组件的过孔数量,可以减少这种PTH耦合。如BGA

正如我们必须忍受并留出会导致电容器中电荷耗散的材料杂质一样,我们也必须将减轻PCB杂散电容的技术纳入我们的电路板开发中。在节拍自动化,我们不仅会以业内最快的速度和最高的质量来构建PCBA,而且还会提供支持以帮助您解决问题;例如不必要的电容的影响。

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