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电容频率的小特点

<p>当频率很高时,电容不再被当做集总参数看待,寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rs,等效串联电阻(ESR)和Ls等效串联电感(ESL)。</p>

<p>电容器实际等效电路如图1所示,其中C为静电容,1Rp为泄漏电阻,也称为绝缘电阻,值越大(通常在GΩ级以上),漏电越小,性能也就越可靠。因为Pp通常很大(GΩ级以上),所以在实际应用中可以忽略,Cda和Rda分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布,它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。</p>

<p>ESR和ESL对电容的高频特性影响最大,所以常用如图1(b)所示的串联RLC简化模型,可以计算出谐振频率和等效阻抗:</p>
<img alt="谐振频率和等效阻抗" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="dccf621e-2938-4634-b400-9df41dc78bbf" src="/sites/default/files/inline-images/%E8%B0%90%E6%8C%AF%E9%A2%91%E7%8E%87%E5%92%8C%E7%AD%89%E6%95%88%E9%98%BB%E6%8A%97.png" /><img alt="图1 去耦电容模型图 " data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="56c67796-44d1-47d4-998c-718d8cfc962c" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%20%E5%8E%BB%E8%80%A6%E7%94%B5%E5%AE%B9%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E5%9B%BE.png" />
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<p>图1 去耦电容模型图&nbsp;</p>
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<p>电容器串联RLC模型的频域阻抗图如下图2所示,电容器在谐振频率以下表现为容性;在谐振频率以上时表现为感性,此时的电容器的去耦作用逐渐减弱。同时还发现,电容器的等效阻抗随着频率的增大先减小后增大,等效阻抗最小值为发生在串联谐振频率处的ESR。</p>
<img alt="图2 电容器串联RLC模型的频域阻抗图" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="df66891e-1568-4bf3-8650-eb36ce5e2cd6" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%20%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E4%B8%B2%E8%81%94RLC%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E7%9A%84%E9%A2%91%E5%9F%9F%E9%98%BB%E6%8A%97%E5%9B%BE.png" />
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<p>图2 电容器串联RLC模型的频域阻抗图</p>
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<p>由谐振频率式(4-8)可得出,容值大小和ESL值的变化都会影响电容器的谐振频率,如图3所示。由于电容在谐振点的阻抗最低,所以设计时尽量选用fR和实际工作频率相近的电容。在工作频率变化范围很大的环境中,可以同时考虑一些fR较小的大电容与fR较大的小电容混合使用。</p>
<img alt="图3 容值和ESL的变化对电容器频率特性的影响 " data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2de7fbb1-fc2d-4a6f-aa1a-16a87b6690f1" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%20%E5%AE%B9%E5%80%BC%E5%92%8CESL%E7%9A%84%E5%8F%98%E5%8C%96%E5%AF%B9%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E9%A2%91%E7%8E%87%E7%89%B9%E6%80%A7%E7%9A%84%E5%BD%B1%E5%93%8D.png" />
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<p>图3 容值和ESL的变化对电容器频率特性的影响&nbsp;</p>
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