Обеспечение устойчивого электропитания печатной платы микропроцессорной системы при подключении через длинный кабель

В статье рассматривается задача формирования устойчивого входного узла питания печатной платы микропроцессорной системы, подключённой к источнику питания через длинный кабель. Показано, что в этих условиях применение дорогостоящих керамических конденсаторов большой ёмкости без учёта демпфирования может приводить к неустойчивому переходному процессу, поскольку индуктивность кабеля совместно со входной ёмкостью образуют резонансный контур достаточно высокой добротности. Предложен подход к построению входного узла питания, обеспечивающий демпфирование резонансных процессов без чрезмерной просадки напряжения и перегрева, шунтирование высокочастотных составляющих тока и локализацию помех. Основная идея подхода – использовать ESR накопительного входного конденсатора как средство демпфирования резонанса, а влияние последовательной индуктивности компенсировать керамическими конденсаторами малых номиналов. Показано, что аналогичный принцип неприемлем в локальных цепях развязки микросхем. Приведены рекомендации по выбору диапазона значений эквивалентного последовательного сопротивления, номиналов входных конденсаторов и размещению элементов на печатной плате.

1. Texas Instruments. LMZ21701 1-A Nano Module With 17-V Maximum Input Voltage: Datasheet [Electronic resource] // Texas Instruments : website. — 2018. — URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmz21701.pdf (дата обращения: 14.05.2026).

2. Klein S. Input Filter for DCDC Converter. Design and Application Considerations of Input Filter to Reduce Conducted Emissions Caused by DC/DC Converter: Application Note No. 62AN101E Rev.003 [Electronic resource] // ROHM Co., Ltd. : website. — 2020. — URL: https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/applinote/ic/power/switching_regulator/input_filter_for_dcdc_converter_appli-e.pdf (дата обращения: 14.05.2026).

3. H. Johnson, M. Graham. High-Speed Digital Design: A Handbook of Black Magic. Prentice Hall PTR, 1993.

4. Робертс С., Гончаров И. Решение проблем с пусковым током источников питания // Электронные компоненты. — 2020. — № 12. — С. 40–42. —URL: https://www.elcomdesign.ru (дата обращения: 19.03.2026).

5. Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation. Load Transient Response of LDO and Methods to Improve It: Application Note [Electronic resource] // Toshiba : website. — 2021. — URL: https://toshiba.semicon-storage.com/info/application_note_en_20210326_AKX00312.pdf?did=66268 (дата обращения: 14.05.2026).

6. Texas Instruments. TPS7B84-Q1 150-mA, 40-V, Adjustable, Low-Dropout Regulator [Electronic resource] // Texas Instruments : website. — 2025. — URL: https://www.ti.com/lit/gpn/tps7b84-q1 (дата обращения: 14.05.2026).

7. Texas Instruments. TPS7A20 300-mA, Ultra-Low-Noise, Low-IQ, High PSRR LDO [Electronic resource] // Texas Instruments : website. — 2024. — URL: https://www.ti.com/product/TPS7A20 (дата обращения: 14.05.2026).

8. Baker B. Is Your Op Amp Filter Ringing? Look at Q! [Electronic resource] // Texas Instruments : website. — 2015. — URL: https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/ssztcm1 (дата обращения: 14.05.2026).

9. «Затухающий гармонический осциллятор [Электронный ресурс] // StudFiles : сайт. — URL: https://studfile.net/preview/15835505/page:7/ (дата обращения: 14.05.2026).

10. National Semiconductor. LM1117/LM1117I 800mA Low-Dropout Linear Regulator [Электронный ресурс] URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm1117.pdf (дата обращения:19.12.2025)

11. National Semiconductor. LP2950/LP2951 Series of Adjustable Micropower Voltage Regulators [Электронный ресурс] URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lp2950-n.pdf (дата обращения:19.12.2025)