在之前的文章中我們解釋了電容器的頻率特性以及它們?nèi)绾斡糜诮翟耄敿?xì)可參考:《使用電容解決開關(guān)噪聲的措施》在本文和接下來的兩篇文章中,我們將解釋去耦電容的有效使用。
emc設(shè)計(jì):有效使用去耦電容器
從廣義上講,有效使用去耦電容有兩點(diǎn)需要記住,除此之外,還有一些事項(xiàng)需要注意。在本文中,在討論這三個(gè)主題中,我們將重點(diǎn)關(guān)注下面的第1點(diǎn)。
第1點(diǎn):使用多個(gè)去耦電容
要點(diǎn)2:降低電容ESL(等效串聯(lián)電感)
其他需要注意的事項(xiàng)
第1點(diǎn):使用多個(gè)去耦電容
一種解耦電容器的有效方法涉及不使用單個(gè)電容器,而是使用多個(gè)電容器進(jìn)行去耦。使用多個(gè)電容器時(shí),使用具有相同電容的電容器和使用具有不同電容值的電容器組合時(shí),效果會有所不同。
一、使用具有相同電容值的多個(gè)電容器時(shí)
1.右圖顯示了使用單個(gè)22μF電容(藍(lán)色)的情況下的頻率特性,其中添加了另一個(gè)這樣的電容(紅色),還添加了另一個(gè)電容,使用三個(gè)電容(紫色) 。
2.如圖所示,當(dāng)添加具有相同電容值的電容器時(shí),阻抗在整個(gè)頻率范圍內(nèi)向下移動,也就是說,阻抗降低。
3.當(dāng)將具有相同值的電容器并聯(lián)連接時(shí),考慮到諧振點(diǎn)的電容特性,可以理解這一點(diǎn),諧振點(diǎn)阻抗取決于ESR(等效串聯(lián)電阻),以及由于電感特性引起的電感特性。超出諧振點(diǎn)的ESL(等效串聯(lián)電感)。
4.并聯(lián)連接的電容是相加的,因此當(dāng)連接三個(gè)這樣的電容器時(shí),電容為66μF,并且電容區(qū)域中的阻抗減小。
三個(gè)電容器的ESR并聯(lián)連接,因此諧振點(diǎn)處的阻抗是,如果假設(shè)所有電容器的ESR值相同,則ESR減小到1/3,阻抗也是降低。
超出諧振點(diǎn)的電感區(qū)域中的電容器的ESL 也是并聯(lián)的,因此,如果三個(gè)電容器的ESL值全部相同,則ESL減小到1/3并且阻抗也減小。
以這種方式,通過使用具有相同值的多個(gè)電容器,可以在整個(gè)頻率范圍內(nèi)降低阻抗,因此可以進(jìn)一步衰減噪聲。
二、使用具有不同電容值的多個(gè)電容器時(shí)
這是并聯(lián)添加值為22μF,0.1μF和0.01μF的電容器的情況下的頻率特性,通過添加具有小電容的電容器,可以降低高頻阻抗。0.1μF和0.01μF電容的頻率特性與單獨(dú)的22μF電容的特性相結(jié)合,從而產(chǎn)生所示的特性(紅色虛線)。
這里需要注意的是,根據(jù)頻率可能發(fā)生反共振,因此阻抗增加而不是減小,并且EMI惡化。在電容特性和電感特性相交的點(diǎn)處發(fā)生反共振。
通常,根據(jù)要減小的噪聲的頻率來選擇要添加的電容的值。
這里示出的頻率特性圖是理想的示例,并且沒有考慮由于電路板中的圖案布線等引起的寄生成分,在采取實(shí)際措施來抵消噪聲時(shí),必須包括寄生元件的影響。在下一篇文章中,將解釋上述第二點(diǎn)。
使用電容器處理噪聲關(guān)鍵點(diǎn):
1.有效使用去耦電容有兩個(gè)要點(diǎn):
(1)使用多個(gè)電容;
(2)降低電容ESL值。
2.使用多個(gè)電容器時(shí),效果會根據(jù)電容值是否相同或不同而不同。
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