如何选择电容器实330UF 50V现高机能的EMI滤波

恒久以来，一直利用旁路和去耦电容来减小PCB上发生的各类噪声，也。由于本钱相对较低，利用容易，尚有一系列的量值可选用，电容器经常是电路板上用来减小电磁滋扰(EMI)的主要器件。由于寄生参数具有重要的影响，故电容器的选择要比其容量的选择更为重要。制造电容器的要领许多，制造工艺抉择了寄生参数的巨细。

电气器噪声可以以很多差异的方法引起。在数字电路中，这些噪声主要由开关式集成电路，电源和调解器所发生，而在射频电路中则主要由振荡器以及放大电路发生。无论是电源和地平面上，照旧信号线自身上的这些滋扰都将会对系统的事景象成影响，别的还会发生辐射。

本文将重点接头多层陶瓷电容器，包罗外貌贴装和引脚两种范例。接头如何计较这些简朴器件的阻抗和插入损耗之间的彼此干系。文中还先容了一些改造型规格的测试，如引线电感和低频电感，别的， 33UF 25V，还给出了等效电路模子。这些模子都是按照测得的数据导出的，还先容了相关的测试技能。针对差异的制造工艺，测试了这些寄生参数，并绘制出了相应的阻抗曲线。

<STRONG>阻抗和插入损耗STRONG>

所幸的是，电容器还算简朴的器件。由于电容器是一个双端口器件，故仅有一种要领与传输线并接。不要将该器件看作一只电容器，更容易的要领是将其看作为一个阻抗模块。当其与传输线并联时，甚至可以将其视作为一个导纳模块(见图1)。

 

图1：将电容器视作为阻抗模块。

 
这种毗连方法的ABCD参数可以暗示为：

 

然后，操作ABCD参数和散射(S)参数之间的干系，可以获得插入损耗S21的幅度为：

 

式中，Z??=阻抗幅度

Z0=传输线阻抗

??=阻抗模块的相角

有一些插入点可以来调查方程2。首先，对付一个高机能的陶瓷电容器来说，其相角在整个频段中都很是靠近±90°，只有谐振点四周除外(见图2)。

 

图2：1000-pF陶瓷电容器的典范阻抗幅相特性。

 

已知±90°的余弦靠近0，故方程2可以被简化为：

 

故该相角可以被忽略，而且在绝大大都的频谱上都能给出较好的功效。另一个很好的近似是当Z0>>?Z??时，方程3可以被进一步简化为：

 

作为一个例子， 220UF 25V，表1中给出了对一只1000-pF的旁路电容器测出的阻抗及由此计较出来的插入损耗。所有的插入损耗数据都基于50欧阻抗。如表中所给出，一旦电容器的阻抗开始增加到50欧，方程3将快速产生突变。

 

表1：1000-pF旁路电容器的阻抗和求得的插入损耗。

 

这些方程中的独一问题就是需要知道一系列差异电容值的阻抗。

多层陶瓷电容器(MLCC)串联模子

对付MLCC电容器来说，最简朴的(虽然也是最有效的)模子是串联模子(见图3)。

 

图3：陶瓷电容器的等效串联模子。

 

该模子给出了合用于绝大大都外貌贴装MLCC的正确阻抗曲线。记着电容值将随温度和直流偏置而变革。等效串联电阻(ESR)随温度、直流偏置和频率变革，而等效串联电感(ESL)却根基保持稳定。对阻抗来说，也许最重要的部门是谐振点，因为这是衰减最大的频率。众所周知，计较谐振频率的公式是：

 

对付种种外貌贴装的差异封装的电感值，可以操作方程2中所描写的丈量技能来计较。譬喻，假如系统中发生了800MHz的噪声，随后可以在PCB大将其定位到一个确定的区域。选择一个标称容量为39pF的电容，并将其安装到尽大概接近发生噪声的处所，这对付减小EMI来说，将是最好的选择。减小矩形芯片电感的一个有效方法就是改造芯片纵长偏向端头的设计。所选电容器的阻抗曲线如图4所示。留意通过改变纵横比，寄生电感减小了约莫50%，即从1200pH减小到600pH。这有效地偏移开了最大衰减点，故在操作这些器件来举办EMI滤波时只需紧记这一点。

 

图4：两只0.1 μF电容器的阻抗曲线较量。

 

低电感电容的最大利益表此刻数字电路退耦中。操作如下简朴的电感方程：

 

操作低电感芯片来低落电感，可以减小集成电路中开关时所发生的总电压噪声。

引脚电容器

引脚电容相对付外貌贴装电容器，除了增加了引脚之外，其他并没有什么差异。其等效模子与MLCC模子一样，除了增加了引脚所发生的电感之外，见图5。