常見的去耦電容的一些使用方法的詳細(xì)解析
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中,為我們的生活帶來便利,那么你知道這些高科技可能會(huì)含有的去耦電容嗎?
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202305/446941.htm前段時(shí)間有跟大家分享過去耦電容的有效使用方法——“要點(diǎn)一”使用多個(gè)去耦電容,今天為大家繼續(xù)介紹“要點(diǎn)二”降低電容的 ESL(等效串聯(lián)電感)
在電路板布線上采取措施,使信號(hào)線的雜散電容降到最小;
去耦電容的有效使用方法的第二個(gè)要點(diǎn)是降低電容的 ESL(即等效串聯(lián)電感)。雖說是“降低 ESL”,但由于無法改變單個(gè)產(chǎn)品的 ESL 本身,因此這里是指“即使容值相同,也要使用 ESL 小的電容”。通過降低 ESL,可改善高頻特性,并可更有效地降低高頻噪聲。
另一種方法是設(shè)法降低供電電源的內(nèi)阻,使尖峰電流不至于引起過大的電源電壓波動(dòng);
即使容值相同也要使用尺寸較小的電容
對(duì)于積層陶瓷電容(MLCC),有時(shí)會(huì)準(zhǔn)備容值相同但尺寸不同的幾個(gè)封裝。ESL 取決于引腳部位的結(jié)構(gòu)。尺寸較小的電容基本上引腳部位也較小,通常 ESL 較小。
通常的作法是使用去耦電容來濾波,一般是在電路板的電源入口處放一個(gè) 1uF~10uF 的去耦電容,濾除低頻噪聲;在電路板內(nèi)的每一個(gè)有源器件的電源和地之間放置一個(gè) 0.01uF~0.1uF 的去耦電容(高頻濾波電容),用于濾除高頻噪聲。
下圖是容值相同、大小不同的電容的頻率特性示例。如圖所示,更小的 1005 尺寸的諧振頻率更高,在之后感性區(qū)域的頻率范圍阻抗較低。這正如在“電容的頻率特性”中所介紹的,電容的諧振頻率是基于以下公式的,從公式中可見,只要容值相同,ESL 越低諧振頻率越高。另外,感性區(qū)域的阻抗特性取決于 ESL,這一點(diǎn)也曾介紹過。
濾波的目的是要濾除疊加在電源上的交流干擾,但并不是使用的電容容量越大越好,因?yàn)閷?shí)際的電容并不是理想電容,不具備理想電容的所有特性。
關(guān)于噪聲對(duì)策,當(dāng)需要降低更高頻段的噪聲時(shí),可以選擇尺寸小的電容。積層陶瓷電容中,有些型號(hào)采用的是旨在降低 ESL 的形狀和結(jié)構(gòu)。如上圖所示,普通電容的電極在短邊側(cè),而 LW 逆轉(zhuǎn)型的電極則相反,在長(zhǎng)邊側(cè)。由于 L(長(zhǎng)度)和 W(寬度)相反,故稱“LW 逆轉(zhuǎn)型”。是通過增加電極的寬度來降低 ESL 的類型。
去耦電容的選取可按 C=1/F 計(jì)算,其中 F 為電路頻率,即 10MHz 取 0.1uF,100MHz 取 0.01uF。一般取 0.1~0.01uF 均可。
三端電容是為了改善普通電容(兩個(gè)引腳)的頻率特性而優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的電容。三端電容是將雙引腳電容的一個(gè)引腳(電極)的另一端向外伸出作為直通引腳,將另一個(gè)引腳作為 GND 引腳。在上圖中,輸入輸出電極相當(dāng)于兩端伸出的直通引腳,左右的電極當(dāng)然是導(dǎo)通的。這種輸入輸出電極(直通引腳)和 GND 電極間存在電介質(zhì),起到電容的作用。
放置在有源器件傍的高頻濾波電容的作用有兩個(gè),其一是濾除沿電源傳導(dǎo)過來的高頻干擾,其二是及時(shí)補(bǔ)充器件高速工作時(shí)所需的尖峰電流。所以電容的放置位置是需要考慮的。
將輸入輸出電極串聯(lián)插入電源或信號(hào)線(將輸入輸出電極的一端連接輸入端,另一端連接輸出端),GND 電極接地。這樣,由于輸入輸出電極的 ESL 不包括在接地端,因此接地的阻抗變得非常低。另外,輸入輸出電極的 ESL 通過在噪聲路徑直接插入,有利于降低噪聲(增加插入損耗)。
評(píng)論