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去耦电容的有效使用方法(要点1)——使用多个去耦电容

<p>去耦电容有效使用方法的要点大致可以分为以下两种。另外,还有其他几点需要注意。本文就以下三点中的“要点1”进行介绍。</p>

<p>・要点1:使用多个去耦电容<br />
・要点2:降低电容的ESL(等效串联电感)<br />
・其他注意事项</p>

<p><strong>要点1:使用多个去耦电容</strong></p>

<p>去耦电容的有效使用方法之一是用多个(而非1个)电容进行去耦。使用多个电容时,使用相同容值的电容时和交织使用不同容值的电容时,效果是不同的。</p>

<p><strong>・使用多个容值相同的电容时</strong></p>

<p>下图是使用1个22µF的电容时(蓝色)、增加1个变为2个时(红色)、再增加1个变为3个(紫色)时的频率特性。</p>

<p><img alt="频率特性" data-entity-type="file" data-entity-uuid="3f5bd338-b29c-4600-8605-7cea34aec5bf" src="/sites/default/files/inline-images/01.gif" /></p>

<p>如图所示,当增加容值相同的电容后,阻抗在整个频率范围均向低的方向转变,也就是说阻抗越来越低。</p>

<p>这一点可通过思考并联连接容值相同的电容时,到谐振点的容性特性、取决于ESR(等效串联电阻)的谐振点阻抗、谐振点以后的ESL(等效串联电感)影响的感性特性来理解。</p>

<p>并联的电容容值是相加的,所以3个电容为66µF,容性区域的阻抗下降。</p>

<p>谐振点的阻抗是3个电容的ESR并联,因此为<img alt="电容的ESR并联" data-entity-type="file" data-entity-uuid="48cbd5f0-9308-419c-a7b1-a08a253e057d" src="/sites/default/files/inline-images/02.gif" />,假设这些电容的ESR全部相同,则ESR减少至1/3,阻抗也下降。</p>

<p>谐振点以后的感性区域的ESL也是并联,因此为<img alt="ESL也是并联" data-entity-type="file" data-entity-uuid="57e5da24-6b48-4c1f-a41b-cd1ac292e267" src="/sites/default/files/inline-images/03.gif" />,假设3个电容的ESL全部相同,则ESL减少至1/3,阻抗也下降。</p>

<p>由此可知,通过使用多个相同容值的电容,可在整个频率范围降低阻抗,因此可进一步降低噪声。</p>

<p><strong>・使用多个容值不同的电容时</strong></p>

<p>这些曲线是在22µF的电容基础上并联增加0.1µF、以及0.01µF的电容后的频率特性。</p>

<p>通过增加容值更小的电容,可降低高频段的阻抗。相对于一个22µF电容的频率特性来说,0.1µF和0.01µF的特性是合成后的特性(红色虚线)。</p>

<p><img alt="阻抗" data-entity-type="file" data-entity-uuid="34db64a6-8888-403f-b4b4-f9e8f50c3578" src="/sites/default/files/inline-images/04.gif" /></p>

<p>这里必须注意的是,有些频率点产生反谐振,阻抗反而增高,EMI恶化。反谐振发生于容性特性和感性特性的交叉点。</p>

<p>所增加电容的电容量,一般需要根据目标降噪频率进行选型。</p>

<p>另外,在这里给出的频率特性波形图是理想的波形图,并未考虑PCB板的布局布线等引起的寄生分量。在实际的噪声对策中,需要考虑寄生分量的影响。下一篇文章将介绍第2个要点。</p>

<p><strong>关键要点:</strong></p>

<p>・去耦电容的有效使用方法有两个要点:①使用多个电容,②降低电容的ESL。</p>

<p>・使用多个电容时,容值相同时和不同时的效果不同。</p>

<p>文章来源:<a href="https://techclass.rohm.com.cn/knowledge/emc/s-emc/03-s-emc/7669">罗姆官网</…;