EMC设计中电容的应用
品慧电子讯EMC设计中，电容应用非常广泛，主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。本文根据EMC设计原理和不同结构电容的特点，讨论了在EMC设计中电容的应用。
EMC设计中，电容应用非常广泛，主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。在EMC设计中，正确选择与使用电容，可以解决许多EMI问题。若电容的选择或使用不当，则可能达不到预期的目的，甚至会加剧EMI程度。 本文根据EMC设计原理和不同结构电容的特点，讨论了在EMC设计中电容的应用。
1 电容的自谐振频率
实际的电容都有寄生电感Ls。Ls的大小基本上取决于引线的长度，对圆形、导线类型的引线，上''的典型值为10nH／cm[3]。典型的陶瓷电容的引线约有6 mm长，会引入约15nH的电感''"。引线电感也可由下式估算[4]:
其中：／和r分别为引线的长度和半径。 寄生电感会与电容产生串联谐振，即自谐振，在自谐振频率fo处，去耦电容呈现的阻抗最小，去耦效果最好。但对频率f高于f／o的噪声成份，去耦电容呈电感 性，阻抗随频率的升高而变大，使去耦或旁路作用大大下降。实践中，应根据噪声的最高频率fmax来选择去耦电容的自谐振频率f0，最佳取值为 fo=fmax。 但是，一些资料上只是从电容的寄生电感的角度给出了自谐振频率fo的资料。实际上，去耦电容的自谐振频率不仅与电容的寄生电感有关，而且还与过孔的寄生电 感[5]、联结去耦电容与芯片电源正负极引脚的印制导线的寄生电感[6.7]等都有关系。如果不注意这一点，查得的资料或自己的估算往往与实际情况相去甚远。 实践中，一般是先确定去耦电容的结构(电容的寄生电感与其结构关系密切)，再用试验的方法确定容量。
2 电容结构的选择
从理论上讲，电容的容量越大，容抗就越小，滤波效果就越好。一些人也有这种习惯认识。但是，容量大的电容一般寄生电感也大，自谐振频率低(如典型的 陶瓷电容，0．1 uF的fo=5MHz，0．01ulF的fo=15MHz，0．001uF的f0=50MHz)，对高频噪声的去耦效果差，甚至根本起不到去耦作用。分立 元件的滤波器在频率超过10MHz时，将开始失去性能。元件的物理尺寸越大，转折点频率越低。这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。 贴片电容的寄生电感几乎为零，总的电感也可以减小到元件本身的电感、通常只是传统电容寄生电感的1／3～1／5，自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2 倍(也有资料说可达10倍)，是射频应用的理想选择。
传统上，射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中，超小型聚脂或聚苯乙烯薄膜电容也是适用的，因为他们的尺寸与瓷片电容相当。 三端电容能将小瓷片电容频率范围从50MHz以下拓展到200MHz以上，这对抑制VHF频段的噪声是很有用的。要在VHF或更高的频段获得更好的滤波效 果，特别是保护屏蔽体不被穿透，必须使用馈通电容。
3 电容容量的选择
在数字系统中，去耦电容的容量通常按下式估算： 其中：／xl为瞬变电流；AV为逻辑器件允许的电源电压变
此外，当电源引线比较长时，瞬变电流会引起较大的压降，此时就要加容纳电容以维持器件要求的电压值。
4 去耦电容的安装方式与PCB设计
安装去耦电容时，一般都知道使电容的引线尽可能短。但是，实践中往往受到安装条件的限制，电容的引线不可能取得很短。况且，电容引线的寄生电感只是 影响目谐振频率的因素之一，自谐振频率还与过孔的寄生电感、相关印制导线的寄生电感等因素有关。一味地追求引线短，不仅困难，而且根本达不到目的。 这说明要保证去耦效果，在PCB设计时，就要考虑相关问题。设计印制导线时，应使去耦电容距离芯片电源正负极引脚尽可能近(当然电容引线要尽可能短)。设 计过孔时应尽量减小过孔的寄生电感。
关键字：EMC 电容 本文链接：http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80019015
