去耦电容的有效使用方法 其他注意事项

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上一篇文章继“去耦电容的有效使用方法”的要点1“使用多个去耦电容”之后,介绍了要点2“降低电容的ESL”。本文将介绍最后一个要点“其他注意事项”。
 
・要点1:使用多个去耦电容
・要点2:降低电容的ESL(等效串联电感)
・其他注意事项
去耦电容的有效使用方法:其他注意事项
 
①Q较高的陶瓷电容
 
电容具有被称为“Q”的特性。下图即表示Q和频率-阻抗特性之间的关系。
 
Q和频率-阻抗特性之间的关系
 
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当Q值高时,阻抗在特定的窄带会变得非常低。当Q值低时,阻抗虽然不会极度下降,但可以在很宽的频段内降低。这种特性可能有助于符合某些EMC标准。例如,使用电容量变化较大的电容时,如果Q值很高,则可能存在无法消除目标频率噪声的个体。在这种情况下,还有一种通过使用具有低Q的电容来抑制波动影响的手法。
 
②热风焊盘等的PCB图形
 
旨在提高散热性的热风焊盘等的PCB图形,图形的电感分量会增加。电感分量的增加会使谐振频率向低频端移动,所以有时可能无法获得理想的噪声消除效果。
 
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③探讨对策时的电容试装
 
试制后需要对高频噪声采取对策,可以考虑增加小容量的电容器。此时,如下图所示,如果在大容量电容器上安装要增加的电容器(左例),则纵向会增加额外的电感分量,因此不能充分发挥增加电容器的效果。在中间的例子中,虽然未违背“尽可能使小容量电容靠近噪声源”的理论,但阻抗会与实际修改的PCB布局不同。最好的方法是以尽量接近实际修改的配置进行探讨(右例)。
 
3
 
在探讨对策时,也可能会发生虽然噪声试验OK,但安装到修改后的PCB时NG的现象,因此需要在探讨时就有意识地按照实际来安装。
 
④电容的电容量变化率
 
噪声对策用的电容的电容量变化率较大时,谐振频率的波动会变大,目标消减频段会产生变化或波动,有时很难找到理想的噪声对策。尤其是需要在窄频段大幅消除噪声时,需要格外注意。下表表示电容量变化率和实际的电容量和谐振频率之间的关系。仔细看这个表的话可以看出,虽然视条件而定,不过很多情况是无法接受的。
 
4
 
※ 按L=1nH计算
 
⑤电容器的温度特性
 
众所众知,电容的特性会受温度影响。目前,EMC测试的温度特性尚未标准化,但在某些应用中,不得不在明显的高温或低温条件/环境下工作、或在会产生较大温度变化的条件/环境下使用。
 
在这类情况下,非常有可能发生“④电容量变化率”中提到的问题,所以,用于噪声对策的电容,需要尽量使用具有CH、C0G特性的温度特性优异的产品。
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电磁干扰与去耦电容

电路的设计中存在很多 电磁干扰(EMI) 问题, 去耦电容 的应用场景就是减小电磁干扰,这一过程衍生出了另一个概念—— 电磁兼容(EMC) 。

去耦电容的有效使用方法 总结

前面分三次对“去耦电容的有效使用方法”进行了介绍。利用电容来降低噪声是非常重要的,所以在这里总结一下。

去耦电容的有效使用方法 其他注意事项

当Q值高时,阻抗在特定的窄带会变得非常低。当Q值低时,阻抗虽然不会极度下降,但可以在很宽的频段内降低。这种特性可能有助于符合某些EMC标准。例如,使用电容量变化较大的电容时,如果Q值很高,则可能存在无法消除目标频率噪声的个体。在这种情况下,还有一种通过使用具有低Q的电容来抑制波动影响的手法。

去耦电容的有效使用方法 要点2

去耦电容的有效使用方法的第二个要点是降低电容的ESL(即等效串联电感)。虽说是“降低ESL”,但由于无法改变单个产品的ESL本身,因此这里是指“即使容值相同,也要使用ESL小的电容”。通过降低ESL,可改善高频特性,并可更有效地降低高频噪声。

去耦电容的有效使用方法 要点1

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。