從這部分內(nèi)容開始,我們著重分析各個(gè)元器件在EMC中的應(yīng)用,通常包括電感,電容,磁珠,電阻和磁環(huán)。首當(dāng)其充的是電容。
1.在EMC設(shè)計(jì)中,以上元器件特性都跟一個(gè)重要因素有關(guān),頻率,離開頻率這個(gè)重要因素,談電容,電感,磁珠等都是在“耍流氓”。

電容可以理解為寄生電感和電容的串聯(lián),當(dāng)頻率超過(guò)諧振頻率時(shí),容抗小于感抗,電路逐步呈現(xiàn)電感特性。諧振頻率可通過(guò)以下公式計(jì)算。
f =1/(2π√C × ESL)
由于電容的阻抗特性,在選擇電容進(jìn)行EMC對(duì)策時(shí),需要根據(jù)不同頻率下的阻抗特性選擇:

2.如果說(shuō)電感主要通過(guò)降低di/dt,提升EMC性能的話,那么電容就是通過(guò)降低du/dt提升EMC的性能。下圖是在DCDC電源中,通過(guò)在輸出端增加電容降低噪聲的幅值:



通常上圖可以看出,當(dāng)輸出端增加一顆2200pf的電容時(shí)(2200pf電容的諧振頻率在100MHz-200MHz之間),200MHz的峰峰值由180mv下降到100mv,通常前面EMC基礎(chǔ)(二)的總結(jié)可知,由于容性耦合電壓正比于jwUCR,當(dāng)降低U時(shí),可以降低容性耦合的影響。
這是通過(guò)增加電容降低目標(biāo)噪聲頻率的阻抗,從而降低噪聲幅值的方法,需要關(guān)注信號(hào)的頻率,才能鎖定選用什么容值的電容進(jìn)行降噪處理,在這里,需要額外注意的是,不同廠家的電容特性也是不一樣的,我們?cè)谶x型時(shí),需要特別注意翻看電容的阻抗特性曲線。
3.要想有效的使用去耦電容,除了根據(jù)不同頻率選擇合適的電容以外,還需要注意以下幾點(diǎn)
)多個(gè)相同容值的電容并聯(lián)
當(dāng)多個(gè)相同容值的電容并聯(lián)時(shí),可以將該頻率的信號(hào)幅值降得更低

多個(gè)不同容值的電容并聯(lián)
當(dāng)需要對(duì)多個(gè)頻率信號(hào)進(jìn)行噪聲處理時(shí),就需要多個(gè)不同容值的電容并聯(lián),但這會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題,反諧振點(diǎn):

從上圖可以看出,由于22uf在超過(guò)諧振頻率以后呈電感特性,跟0.1uf的電容形成了并聯(lián)諧振,此時(shí)阻抗達(dá)到最高,這就說(shuō)明所選擇的電容,是根據(jù)目標(biāo)降噪頻率進(jìn)行選型的。
2.)降低寄生電感的影響
由于電容的選用,不僅僅針對(duì)其諧振頻率點(diǎn),也會(huì)應(yīng)用其小于諧振頻點(diǎn)的情況,這就要求電容的寄生電感越小越好,同樣的情況下,封裝越小,其ESL越小。

從上圖可以看出,相同的容值下,3216的諧振頻率點(diǎn)超前于1005的封裝,這說(shuō)明3216的寄生電感ESL更大。
為了降低電容ESL的影響,村田和TDK等電容廠家也相繼研發(fā)出了三端子電容,即ESL部分主要連接在串聯(lián)電路上。

3.)Q值不同的電容

當(dāng)Q值很高時(shí),阻抗在特定的頻率下,阻抗會(huì)很低,但是不在該頻率范圍時(shí),阻抗上升的很厲害,而Q值相對(duì)較小的電容,在一定范圍內(nèi)都可以維持較低的阻抗,這樣反而更加有利于EMC實(shí)驗(yàn)。
4.)不同溫度,電壓下的電容
陶瓷電容在高壓和高溫條件下,其電容容值會(huì)發(fā)生明顯變化,這點(diǎn)我們需要特別注意,當(dāng)電容容值發(fā)生變化了,其諧振頻點(diǎn)也會(huì)發(fā)生變化,濾波的效果就達(dá)不到了。


總結(jié):電容選型時(shí)需要時(shí)刻關(guān)注以下幾點(diǎn):

備注:
后期準(zhǔn)備錄制EMC相關(guān)的視頻,主要是從電容,電感,磁珠等元器件的選型開始,到EMC原理及相關(guān)實(shí)驗(yàn)介紹,再到EMC整改設(shè)計(jì),最后介紹一些EMC整改實(shí)際案例,預(yù)計(jì)在8月下旬錄制完成元器件選型部分,元器件選型的課件已經(jīng)完成,加入EMC群的伙伴可以免費(fèi)獲取,歡迎大家多多支持,謝謝。
編輯:黃飛
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