EMC與電容

edadoc · 發(fā)表于 2016-8-24 18:48:23

作者：一博科技

對于電容，從理想的角度來講，應(yīng)該是電容的容值越大，容抗越低，對交流的濾波效果越好，然而實際上一般容值越大的電容，寄生電感也越大，其實際的阻抗值為:電容的特性阻抗曲線如下圖所示：

在自諧振點前，電容呈現(xiàn)電容的特性，在自諧振點之后，呈現(xiàn)電感的特性，并且隨著感抗值和頻率的增加，對于高頻信號的退耦和旁路作用也隨之減弱。因此對于電容的選擇，不僅僅要考慮其容值，還有需要考慮ESR和ESL等方面。

ESL對于電容選擇是非常大的一個影響因素，ESL越大，諧振點右邊的阻抗越高；同時，諧振點也會隨著ESL的增大，往左邊偏移，導(dǎo)致低阻抗的區(qū)域變小，需要更多的電容并聯(lián)才能有相同的效果。所以對于選取電容而言，ESL越小越好。

那么ESR是不是也是越小越好呢？一般我們認為比較大的ESR會增加板子的功耗，會影響電容濾波旁路的效果，在PDN設(shè)計時,ESR更是讓我們苦惱。然而，有些情況是需要ESR比較高的，例如LDO電路，ESR產(chǎn)生的電壓波動能及時反饋負載的電流波動，以便LDO電源及時調(diào)整，因此需要ESR比較大。還有ESR越小，Q值越大，在一些需要小Q值電容的場合，ESR也不是越小越好的。

下面再來看看不同作用的電容選值時有什么側(cè)重點。

旁路電容，主要是減弱來自高頻分量或者電源線的射頻能量，因此要考慮到射頻分量所在頻率的低阻抗通道，以增加其削弱效果，還要考慮寄生電感對其自諧振頻率的影響，此時，就要考慮電容結(jié)構(gòu)的問題了，一般的饋通和插裝電容都有比較長的引腳，寄生電感比較大，對于高頻的濾波效果不佳，因此貼片電容一般是旁路電容的最佳選擇。

去耦電容，容值的選擇一般按照的公式來計算，C是電容值，I是瞬變電流，∆t是開關(guān)時間，∆V是允許的壓降。實際上去耦電容應(yīng)用時一般都是兩個電容并聯(lián)退耦的方法，一般電容之間有兩個數(shù)量值的差別（例如0.1uF和10uF），這樣可以在一個比較寬的頻率范圍內(nèi)都有一個比較好的電容特性。另外小的ESR也是退耦電容選擇的重點。

儲能電容，需要確保能夠足夠穩(wěn)定的電壓和電流，所以一般需要選擇容值比較大的電容，一般都是在uF級別，同時需要防止電壓波動損壞電容器，所以儲能電容的選擇一般還要考慮其額定電壓，一般為工作電壓的兩倍以上。

電容的選擇需要考慮到各個方面，介質(zhì)材料，可靠性等都會對電容的選擇有一定的影響。下圖是關(guān)于電容器種類性能介紹的一個總結(jié)。

電容的選擇對于emc的影響是比較大，正確的選擇可以有效的減小板上的EMI干擾，但是錯誤的選擇反而會使情況惡化。