为什么在稳压器之前的电容器比在稳压器之后的电容器更有效？

我有5 V从USB移动电源输入到LDO稳压器，该稳压器将其降至3.3V。在3.3 V线路上，我有多个IC和IR传感器。一个IR传感器在短脉冲时间内消耗大量电流（我的电容为10 µF）。

每当耗电的红外传感器打开时，都会导致我电路的其他部分在几秒钟内表现异​​常。我认为在3.3 V电源轨上增加一个大电容将有助于消除这种情况。但是我也注意到，我可以改为在5 V侧增加一个明显较小的电容器，这也解决了问题。

为什么电容器在稳压器的输入端比输出端更有效？我认为，如果电荷位于传感器所在的输出/3.3 V侧，则该电荷将“更容易获得”给系统。

（我只是修读电子产品，除了基本物理E＆M之外没有任何正式知识。）

*编辑：在出现问题/进行实验之前，我在调节器的任一侧都有一个0.1uF的电容，一个1uF的电容和两个10uF的电容（两边总计21.1uF）。问题发生后，我开始增加额外的上限。

利用点瞬变期间的电压降大致由以下组成：

1. 调节器之前的导线和源极的电感。在使用长而细的电源电缆的典型系统中，这通常很重要，因为电缆的电感很高。

2. 导线/ PCB走线的电感在调节器之后。如果利用率在调节器附近，这通常会很短，但是如果系统使用大型PCB或更多互连的PCB，则可能很重要。

3. 调节器的响应时间。稳压器应响应两个主要事件：输入电压变化，输出负载变化。这些参数可以在其数据表中找到。

在稳压器输出的瞬态期间，发生以下情况：

1. 输出电容器中的电压下降
2. 调节器的控制回路会感应到电压偏差并尝试传导更多电压。这需要时间（数据表中的负载调节响应时间），在此期间，电压下降得更多。
3. 调节器传导更多的电流，并从输入电容器汲取更多的电流。
4. 电缆导致电流开始流过电缆并填充输入电容器之前，电容帽与电源电压之间的电压差。这需要时间，因为（大致而言）电感会限制电流开始流动的速度。

如果输入电容器在被电源填充之前无法保持足够的电荷，则电压会降至调节器的最小允许输入电压以下。稳压器无法执行任何操作：输出电压保持低于标称电平，直到输入达到最小电平为止。

迫使调节器脱离其设计的工作区域可能还会有其他严重的缺陷。如果最初的闭环控制打开，则传递设备可能会饱和。输入电压可能不足以可靠地为内部电路供电，并且该设备可能由于欠压锁定功能而关闭或无法正常工作。这些情况下的恢复时间可能比输入电压足够大时的典型负载响应要长得多。您应该避免这种情况。

即使输出电容器很大，也会发生这种情况。两端的电压会下降，稳压器会感应并试图保持输出电压并回填。如果电容帽太大，调节器将从输入侧拉大电流。第一个问题是它来自输入电容器，因此即使您在输出端有较大的电容，也会出现上述情况。第二个问题是，电流可能足够高以触发过电流保护，这本身会减慢响应速度，并且过电流的恢复可能比负载调节时间慢。您应将调节器保持在正常工作条件下，以达到最佳性能。

输出电容器应尽可能小，正好足以弥合调节器响应并补偿增加的负载的时间。粗略地说，如果增加输出上限，则只会加强调节器的工作。

最好的实际方法是从输入端的足够大的上限和输出端的一个小的上限开始。阅读数据表以获取建议。用示波器检查输出侧的瞬变。如果不满意，请尝试增加输出电容或用串联电感较低的电容替换。然后检查输入处的瞬变并尝试减小输入上限。双方保持一定的安全裕度。

编辑：

调节器之后的导线/ PCB走线的阻抗...

...具有前面提到的相同效果：在瞬态过程中，或者在连续但高频负载的情况下，在利用点处会有电压陷波（或连续下降）。如果您在调节器的输出端和利用率点将信号与示波器进行比较，您会发现在调节器上噪声会小得多。

导线/走线的电感与稳压器输出处的电容器相结合，是一个LC低通滤波器，可有效抑制HF分量。

这很好，因为有噪声的负载不会使调节器的电压失真（太多）。您可以独立于星形拓扑中的调节器来提供MCU或其他（模拟）电路。这将有效地减少干扰。如果轨道的电感不够高，则可以在线路中故意包含电感。在与您类似的设备中经常可以看到这一点：高功率瞬态负载与灵敏的模拟/数字控制相结合。

高电源阻抗也很糟糕，因为要在每个负载上实现平稳供电，但是可以通过在每个利用率点增加（低ESR）电容器来解决。例如，如果您检查PC主板，那么您将在各处看到数百个陶瓷盖。

在输出端有一个电容器时，如果输入电压降至低于实现输出稳压所需的电压，则电源中将出现压差，并且输出电容器将下垂。

在输入端带有电容器的情况下，稳压器将始终具有电压储备，并且如果稳压器保持在最小输入电压之上，即使没有电容器（高频阻抗也会有所降低），也可以保持输出稳压。

使用整流的AC，这种效果将非常明显。使用5 V电源时，电流指向的电流似乎比传感器所需的电流小。

尝试看一下带有示波器的电源纹波波形。如果预算和规格可以证明其合理性，请考虑设立专门的监管机构。这样可以防止传感器影响其他部件。

因为dQ = C * dV。

除非您在调节器上正确运行其极限，否则您可以在输入电容器上承受较大的dV，从而允许较小的C。

这个问题的基本前提是无效的，并不普遍适用。当然，任何种类的调节器都需要具有一定平滑（滤波后的）原始功率才能使用。在典型的交流电源和整流器级之外，几乎没有什么可以对脉冲直流进行操作。在这里，我们通常会看到大型的“散装”滤波电容器。

但是，在某些情况下，在存在较大的间歇负载的情况下，需要较大的电容来支撑电源总线，例如在问题中作为示例给出的负载。

这不是“之前或之后更有效”的问题。这是两个独立的案例，不能按照所提出的问题在逻辑上进行组合。

除非或直到输出电压发生变化，否则稳压器输出侧的电容器甚至不会开始尝试做任何有用的事情。输入电压下降时，输入侧的电容器将开始提供电流。典型的稳压器将尽力减小输入电压变化对输出的影响，因此使输入侧电容器开始供电所需的输入电压降通常不会引起任何明显的输出电压变化。

在某些情况下，稳压器可能无法对突然的电流需求立即做出反应，在这种情况下，输出电容器可能会有助于（如果不需要）在稳压器做出反应的时间内向输出提供一些电流增加负载。如果输出电压没有明显下降，则输出电容将无法非常有效地馈入电流，但是它可能能够馈入足够的电流，以使调节器有时间对不断增长的需求做出反应。