电源纹波压降计算器
直流压降、纹波谷底与最低瞬时电压校核
本页算什么
免费段校核稳态两层:直流压降把负载端平均电压拉低多少,纹波下摆再把谷底拉低多少,对允许最低电压给出判定。还有第三层免费段看不到:负载电流突变时,电源环路跟上来之前全靠去耦电容撑着,瞬态跌落会再吃掉一截裕量——它在下方专业段,连同线阻上限与去耦电容下限的反解。
上面校核的是稳态两层:直流压降与纹波谷底。负载电流突变时还有第三层——电源环路响应(µs 到数十 µs)之前,阶跃电流全由去耦电容提供,瞬态跌落 ΔV = ΔI·Δt/C + ΔI·ESR 会再吃掉一截裕量。直流合格不代表阶跃中还合格。这里把三层串起来判定最坏情况,并反解允许的最大线阻(≤0 时明说「此路不通」)与所需的最小去耦电容(ESR 台阶占满裕量时明说加电容无效)。
稳态参数
与免费段同一组——这里用它复算并叠加瞬态层
瞬态参数
阶跃电流在电源环路跟上来之前全靠去耦电容撑着
电源纹波和压降为什么要一起校核?
负载端最低瞬时电压等于电源电压减去线路压降和纹波下摆,若低于芯片或负载最低工作电压,可能导致复位、误动作或性能下降。只看平均电压会把最坏情况高估——判定要按纹波谷底的瞬时电压来。
负载阶跃时电压还会再掉多少?
数字负载(CPU、FPGA)电流突变时,电源环路响应之前(µs 到数十 µs 量级),阶跃电流全部由本地去耦电容提供,瞬态跌落 ΔV = ΔI·Δt/C + ΔI·ESR 两项相加。直流压降合格不代表阶跃中电压还合格——这是免费段看不到的第三层,专业段把它算出来。
去耦电容怎么估算?
由瞬态预算反解:把阶跃跌落压进现有裕量需要 C ≥ ΔI·Δt/(裕量 − ΔI·ESR)。注意分母是裕量减去 ESR 台阶——如果 ESR 台阶一项就占满了裕量,加再多电容也无效,只能换低 ESR 电容或多颗并联。陶瓷电容还要注意直流偏压效应会让有效容量大幅缩水。
走线电阻多少算大?
由最低电压约束反解:Rmax = (Vs − Vmin − 纹波/2 − 瞬态跌落)/Iload。算出来比实际走线电阻还小,说明线阻这条路不通;算出来 ≤0,说明纹波与瞬态已经把裕量吃光,降线阻解决不了问题。大电流场合的走线/线缆载流与温升请配合 PCB 载流计算页校核。
线损发热要不要单独校核?
要。线路电阻上的损耗 P = I²R 全部转化为走线/线缆发热。占输出功率的比例超过 5%(工程惯例提示线)时,除了压降合格还要校核走线的载流能力与温升——那是另一条独立的约束,去 PCB 载流计算页算。
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