PDS 基本原则2

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电感的作用
电感是导线的电气属性，通过电感改变磁场即可创造出电磁力或电压。该磁场会阻挠当前路径中的电流改变。电感正是导致电容器无法即时响应瞬态电流变化或者在高于有效范围的频率上发生的变化的原因。电感可被视作为电荷的动量。通过导线移动的电荷代表一定量的电流。如果电流发生改变，即表示电荷移动速率发生变化。由于动量 （磁场储能）与此电荷存在关联，因此电荷流动的加速或减速都需要一定的时间量和能量。电感越大，则改变时的电阻越大，电流改变所需的时间也越长。发生此改变的过程中，在电感上会产生电压。由单一调节器和多个阶段的去耦电容组成的 PDS 可适应器件电流需求变化，并尽快响应瞬态电流，以使电压维持在指定的限制范围内。如果不满足这些电流需求，则整个器件的电源上的电压会发生改变。此变化被视为噪声。电容器电流路径中的电感应尽可能降低，因为它会阻碍去耦电容不断变化的电流需求予以快速响应的能力。电感出现在 FPGA 与电容器之间以及电容器与电压调节器之间 。这些电感作为寄生电感出现在电容器中以及所有 PCB 电流路径中。重要的是，每个寄生电感都应尽可能降低。
电容器寄生电感
电容值通常被视为是电容器最重要的特性。在电源系统应用中，寄生电感 (ESL) 与之具有同等或更大的重要性。电容器封装尺寸 （主体大小）用于确定寄生电感的数量。物理尺寸较小的电容器通常所含寄生电感比物理尺寸较大的电容器更低。  PCB 技术基础知识去耦电容的选择要求：• 对于特定电容值，请选择可用的最小封装。- 或者 -• 对于特定封装尺寸 （本质上为固定电感值），请选择该封装中可用的最高电容值。表面装载型芯片电容器是可用的最小电容器，也是离散去耦电容的理想选择：• 对于范围在 100 µF 到极小值 （如 0.01 µF）内的值，通常使用陶瓷 X7R 或 X5R 型电容器。这些电容器的寄生电感和 ESR 较低，并具有可接受的温度特性。• 对于较大的值（如 47 µF 到 1000 µF），通常使用钽电容。这些电容器的寄生电感较低，ESR 中等，因此其 Q 因子较低，且有效频率范围非常广。如果钽电容器不可用或无法使用，则可使用低 ESR、低电感电解电容，前提是这些电解电容具有相似的 ESR 和 ESL 值。此外还有其它具有类似特性的新技术可供使用，如 Os-Con、POSCAP 和 Polymer-Electrolytic SMT。电解电容或钽电容通常都包含在电压调节器设计中。这些电容器被视为是电压调节器控制环路的一部分，应与电压调节器或控制固件设置相配合进行协同设计。这些电容器的 ESR 可用于设置开关调节器纹波和开关噪声的限制，以及调节器 FET 和输出电感器设计。