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EMC與電容

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發(fā)表于 2016-8-24 18:48:23 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
作者:一博科技

對(duì)于電容,從理想的角度來(lái)講,應(yīng)該是電容的容值越大,容抗越低,對(duì)交流的濾波效果越好,然而實(shí)際上一般容值越大的電容,寄生電感也越大,其實(shí)際的阻抗值為:電容的特性阻抗曲線如下圖所示:


在自諧振點(diǎn)前,電容呈現(xiàn)電容的特性,在自諧振點(diǎn)之后,呈現(xiàn)電感的特性,并且隨著感抗值和頻率的增加,對(duì)于高頻信號(hào)的退耦和旁路作用也隨之減弱。因此對(duì)于電容的選擇,不僅僅要考慮其容值,還有需要考慮ESR和ESL等方面。

ESL對(duì)于電容選擇是非常大的一個(gè)影響因素,ESL越大,諧振點(diǎn)右邊的阻抗越高;同時(shí),諧振點(diǎn)也會(huì)隨著ESL的增大,往左邊偏移,導(dǎo)致低阻抗的區(qū)域變小,需要更多的電容并聯(lián)才能有相同的效果。所以對(duì)于選取電容而言,ESL越小越好。

那么ESR是不是也是越小越好呢?一般我們認(rèn)為比較大的ESR會(huì)增加板子的功耗,會(huì)影響電容濾波旁路的效果,在PDN設(shè)計(jì)時(shí),ESR更是讓我們苦惱。然而,有些情況是需要ESR比較高的,例如LDO電路,ESR產(chǎn)生的電壓波動(dòng)能及時(shí)反饋負(fù)載的電流波動(dòng),以便LDO電源及時(shí)調(diào)整,因此需要ESR比較大。還有ESR越小,Q值越大,在一些需要小Q值電容的場(chǎng)合,ESR也不是越小越好的。

下面再來(lái)看看不同作用的電容選值時(shí)有什么側(cè)重點(diǎn)。

旁路電容,主要是減弱來(lái)自高頻分量或者電源線的射頻能量,因此要考慮到射頻分量所在頻率的低阻抗通道,以增加其削弱效果,還要考慮寄生電感對(duì)其自諧振頻率的影響,此時(shí),就要考慮電容結(jié)構(gòu)的問(wèn)題了,一般的饋通和插裝電容都有比較長(zhǎng)的引腳,寄生電感比較大,對(duì)于高頻的濾波效果不佳,因此貼片電容一般是旁路電容的最佳選擇。

  去耦電容,容值的選擇一般按照 的公式來(lái)計(jì)算,C是電容值,I是瞬變電流,∆t是開關(guān)時(shí)間,∆V是允許的壓降。實(shí)際上去耦電容應(yīng)用時(shí)一般都是兩個(gè)電容并聯(lián)退耦的方法,一般電容之間有兩個(gè)數(shù)量值的差別(例如0.1uF和10uF),這樣可以在一個(gè)比較寬的頻率范圍內(nèi)都有一個(gè)比較好的電容特性。另外小的ESR也是退耦電容選擇的重點(diǎn)。

儲(chǔ)能電容,需要確保能夠足夠穩(wěn)定的電壓和電流,所以一般需要選擇容值比較大的電容,一般都是在uF級(jí)別,同時(shí)需要防止電壓波動(dòng)損壞電容器,所以儲(chǔ)能電容的選擇一般還要考慮其額定電壓,一般為工作電壓的兩倍以上。

電容的選擇需要考慮到各個(gè)方面,介質(zhì)材料,可靠性等都會(huì)對(duì)電容的選擇有一定的影響。下圖是關(guān)于電容器種類性能介紹的一個(gè)總結(jié)。


電容的選擇對(duì)于emc的影響是比較大,正確的選擇可以有效的減小板上的EMI干擾,但是錯(cuò)誤的選擇反而會(huì)使情況惡化。

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發(fā)表于 2016-10-19 21:15:03 | 只看該作者
感謝樓主分享

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發(fā)表于 2017-1-30 03:43:07 | 只看該作者
看看 學(xué)習(xí)下別人不一樣的方法  看能不能更加高效

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發(fā)表于 2017-2-21 05:42:36 | 只看該作者
都是大神 小弟在此感謝,學(xué)習(xí)
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發(fā)表于 2018-3-29 13:22:56 | 只看該作者
很好的文章,看懂。

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發(fā)表于 2021-1-10 14:00:54 | 只看該作者
很棒棒哦,值得學(xué)習(xí)

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發(fā)表于 2021-4-4 11:30:05 | 只看該作者
很棒棒,加油哦

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