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分析去耦電容的有效使用方法一:使用多個電容

佳益小編網(wǎng)絡(luò)編輯:去耦電容的有效使用方法之一是用多個(而非1個)電容進(jìn)行去耦。使用多個電容時,使用相同容值的電容時和交織使用不同容值的電容時,效果是不同的。

 

使用多個容值相同的電容時


下圖是使用1個22μF的電容時(藍(lán)色)、增加1個變?yōu)?個時(紅色)、再增加1個變?yōu)?個(紫色)時的頻率特性。

 

如圖所示,當(dāng)增加容值相同的電容后,阻抗在整個頻率范圍均向低的方向轉(zhuǎn)變,也就是說阻抗越來越低。

 

這一點(diǎn)可通過思考并聯(lián)連接容值相同的電容時,到諧振點(diǎn)的容性特性、取決于ESR(等效串聯(lián)電阻)的諧振點(diǎn)阻抗、諧振點(diǎn)以后的ESL(等效串聯(lián)電感)影響的感性特性來理解。

 

 

 

并聯(lián)的電容容值是相加的,所以3個電容為66μF,容性區(qū)域的阻抗下降。

 

諧振點(diǎn)的阻抗是3個電容的ESR并聯(lián),因此為,假設(shè)這些電容的ESR全部相同,則ESR減少至1/3,阻抗也下降。

 

諧振點(diǎn)以后的感性區(qū)域的ESL也是并聯(lián),因此為,假設(shè)3個電容的ESL全部相同,則ESL減少至1/3,阻抗也下降。

 

由此可知,通過使用多個相同容值的電容,可在整個頻率范圍降低阻抗,因此可進(jìn)一步降低噪聲。

 

 

使用多個容值不同的電容時

 

這些曲線是在22μF的電容基礎(chǔ)上并聯(lián)增加0.1μF、以及0.01μF的電容后的頻率特性。

 

通過增加容值更小的電容,可降低高頻段的阻抗。相對于一個22μF電容的頻率特性來說,0.1μF和0.01μF的特性是合成后的特性(紅色虛線)。

 

這里必須注意的是,有些頻率點(diǎn)產(chǎn)生反諧振,阻抗反而增高,EMI惡化。反諧振發(fā)生于容性特性和感性特性的交叉點(diǎn)。

 

 

所增加電容的電容量,一般需要根據(jù)目標(biāo)降噪頻率進(jìn)行選型。

 

另外,在這里給出的頻率特性波形圖是理想的波形圖,并未考慮PCB板的布局布線等引起的寄生分量。在實際的噪聲對策中,需要考慮寄生分量的影響。


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