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)绾斡糜诮翟耄敿毧蓞⒖迹骸?a href="http://apzxqx.cn/article/20181029/2158.html" target="_blank">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: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需要記住,除此之外,還有一些事項需要注意。在本文中,在討論這三個主題中,我們將重點關(guān)注下面的第1點。
第1點:使用多個去耦電容
要點2:降低電容ESL(等效串聯(lián)電感)
其他需要注意的事項
第1點:使用多個去耦電容
一種解耦電容器的有效方法涉及不使用單個電容器,而是使用多個電容器進行去耦。使用多個電容器時,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,效果會有所不同。
一、使用具有相同電容值的多個電容器時
1.右圖顯示了使用單個22μF電容(藍色)的情況下的頻率特性,其中添加了另一個這樣的電容(紅色),還添加了另一個電容,使用三個電容(紫色) 。
2.如圖所示,當添加具有相同電容值的電容器時,阻抗在整個頻率范圍內(nèi)向下移動,也就是說,阻抗降低。
3.當將具有相同值的電容器并聯(lián)連接時,考慮到諧振點的電容特性,可以理解這一點,諧振點阻抗取決于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,因此當連接三個這樣的電容器時,電容為66μF,并且電容區(qū)域中的阻抗減小。
三個電容器的ESR并聯(lián)連接,因此諧振點處的阻抗是,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電容器,可以在整個頻率范圍內(nèi)降低阻抗,因此可以進一步衰減噪聲。
二、使用具有不同電容值的多個電容器時
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,在采取實際措施來抵消噪聲時,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。
使用電容器處理噪聲關(guān)鍵點:
1.有效使用去耦電容有兩個要點:
(1)使用多個電容;
(2)降低電容ESL值。
2.使用多個電容器時,效果會根據(jù)電容值是否相同或不同而不同。
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