EMC与电容

edadoc · 发表于 2016-8-24 18:48:23

作者：一博科技

对于电容，从理想的角度来讲，应该是电容的容值越大，容抗越低，对交流的滤波效果越好，然而实际上一般容值越大的电容，寄生电感也越大，其实际的阻抗值为:

电容的特性阻抗曲线如下图所示：

在自谐振点前，电容呈现电容的特性，在自谐振点之后，呈现电感的特性，并且随着感抗值和频率的增加，对于高频信号的退耦和旁路作用也随之减弱。因此对于电容的选择，不仅仅要考虑其容值，还有需要考虑ESR和ESL等方面。

ESL对于电容选择是非常大的一个影响因素，ESL越大，谐振点右边的阻抗越高；同时，谐振点也会随着ESL的增大，往左边偏移，导致低阻抗的区域变小，需要更多的电容并联才能有相同的效果。所以对于选取电容而言，ESL越小越好。

那么ESR是不是也是越小越好呢？一般我们认为比较大的ESR会增加板子的功耗，会影响电容滤波旁路的效果，在PDN设计时,ESR更是让我们苦恼。然而，有些情况是需要ESR比较高的，例如LDO电路，ESR产生的电压波动能及时反馈负载的电流波动，以便LDO电源及时调整，因此需要ESR比较大。还有ESR越小，Q值越大，在一些需要小Q值电容的场合，ESR也不是越小越好的。

下面再来看看不同作用的电容选值时有什么侧重点。

旁路电容，主要是减弱来自高频分量或者电源线的射频能量，因此要考虑到射频分量所在频率的低阻抗通道，以增加其削弱效果，还要考虑寄生电感对其自谐振频率的影响，此时，就要考虑电容结构的问题了，一般的馈通和插装电容都有比较长的引脚，寄生电感比较大，对于高频的滤波效果不佳，因此贴片电容一般是旁路电容的最佳选择。

去耦电容，容值的选择一般按照

的公式来计算，C是电容值，I是瞬变电流，∆t是开关时间，∆V是允许的压降。实际上去耦电容应用时一般都是两个电容并联退耦的方法，一般电容之间有两个数量值的差别（例如0.1uF和10uF），这样可以在一个比较宽的频率范围内都有一个比较好的电容特性。另外小的ESR也是退耦电容选择的重点。

储能电容，需要确保能够足够稳定的电压和电流，所以一般需要选择容值比较大的电容，一般都是在uF级别，同时需要防止电压波动损坏电容器，所以储能电容的选择一般还要考虑其额定电压，一般为工作电压的两倍以上。

电容的选择需要考虑到各个方面，介质材料，可靠性等都会对电容的选择有一定的影响。下图是关于电容器种类性能介绍的一个总结。

电容的选择对于emc的影响是比较大，正确的选择可以有效的减小板上的EMI干扰，但是错误的选择反而会使情况恶化。