去耦電容的有效使用方法
去耦電容有效使用方法的要點大致可以分為兩種。
本文就以下三點中的“要點1”進行介紹，請大家繼續(xù)期待今后的文章。
● 要點1：使用多個去耦電容
● 要點2：降低電容的ESL（等效串聯(lián)電感）
● 其他注意事項
要點1：使用多個去耦電容
去耦電容的有效使用方法之一是用多個（而非1個）電容進行去耦。使用多個電容時，使用相同容值的電容時和交織使用不同容值的電容時，效果是不同的。
使用多個容值相同的電容時
下圖是使用1個22µF的電容時（藍色）、增加1個變?yōu)?個時（紅色）、再增加1個變?yōu)?個（紫色）時的頻率特性。
如圖所示，當增加容值相同的電容后，阻抗在整個頻率范圍均向低的方向轉變，也就是說阻抗越來越低。
這一點可通過思考并聯(lián)連接容值相同的電容時，到諧振點的容性特性、取決于ESR（等效串聯(lián)電阻）的諧振點阻抗、諧振點以后的ESL（等效串聯(lián)電感）影響的感性特性來理解。
并聯(lián)的電容容值是相加的，所以3個電容為66µF，容性區(qū)域的阻抗下降。
諧振點的阻抗是3個電容的ESR并聯(lián)，因此為，假設這些電容的ESR全部相同，則ESR減少至1/3，阻抗也下降。
諧振點以后的感性區(qū)域的ESL也是并聯(lián)，因此為，假設3個電容的ESL全部相同，則ESL減少至1/3，阻抗也下降。
由此可知，通過使用多個相同容值的電容，可在整個頻率范圍降低阻抗，因此可進一步降低噪聲。
使用多個容值不同的電容時
這些曲線是在22µF的電容基礎上并聯(lián)增加0.1µF、以及0.01µF的電容后的頻率特性。
通過增加容值更小的電容，可降低高頻段的阻抗。相對于一個22µF電容的頻率特性來說，0.1µF和0.01µF的特性是合成后的特性（紅色虛線）。
這里必須注意的是，有些頻率點產生反諧振，阻抗反而增高，EMI惡化。反諧振發(fā)生于容性特性和感性特性的交叉點。
所增加電容的電容量，一般需要根據(jù)目標降噪頻率進行選型。
另外，在這里給出的頻率特性波形圖是理想的波形圖，并未考慮PCB板的布局布線等引起的寄生分量。在實際的噪聲對策中，需要考慮寄生分量的影響。下一篇文章將介紹第2個要點。
關鍵要點:
去耦電容的有效使用方法有兩個要點：
①使用多個電容
②降低電容的ESL。
使用多個電容時，容值相同時和不同時的效果不同。 |
