你的位置:首頁 > 電路保護(hù) > 正文

為什么擺脫不了旁路電容諧振?

發(fā)布時(shí)間:2018-11-15 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】在實(shí)際應(yīng)用中,每個(gè)電容器都會(huì)因其實(shí)體結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生額外的復(fù)雜性。由介電層(dielectriclayer)隔開的兩個(gè)極板(plate)與導(dǎo)線或金屬箔(metalfoil)串聯(lián),即可實(shí)現(xiàn)實(shí)際的連接;這兩種金屬導(dǎo)體會(huì)導(dǎo)入等效串聯(lián)電感(ESL)以及等效串聯(lián)電阻(ESR)。
 
總而言之,實(shí)體電容就是一種串聯(lián)諧振電路(series tank circuit),具有串聯(lián)諧振頻率以及受串聯(lián)電阻影響的串聯(lián)諧振因子「Q」。
 
電容器并不僅限于其字面意思,在低于其串聯(lián)諧振的頻率下,電容會(huì)對電激勵(lì)(electrical excitation)表現(xiàn)出電容性阻抗;而在高于其串聯(lián)諧振的頻率下,它對電激勵(lì)表現(xiàn)出電感性阻抗。
 
關(guān)于寬帶軌(broadband rail)電壓旁路,一個(gè)傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)該使用不同容量的電容并聯(lián)組合。常見的并聯(lián)組合陣容包括:一個(gè)大容量的鋁或鉭電解電容C1;一個(gè)大容量的陶瓷電容C2;一個(gè)小容量的陶瓷電容C3;電路板的布線電容(artwork capacitance),稱之為C4;以及天知道從哪里來的電容,如線束電容(harness capacitance)和/或半導(dǎo)體組件電容,統(tǒng)稱為C5。
 
請記住,這五種電容每一個(gè)都不是單獨(dú)的電容器,而是一個(gè)串聯(lián)組合,包括電容器、電感器和電阻器??傊?,它們由串聯(lián)的RLC電路構(gòu)成,將在串聯(lián)諧振頻率(SRF)處表現(xiàn)出串聯(lián)諧振,其中SRF=1/(2 × π ×√ (L × C))。對于如上所述并聯(lián)連接的五個(gè)電容的組合,將會(huì)有五個(gè)串聯(lián)諧振頻率,并且還會(huì)有四個(gè)并聯(lián)諧振頻率,如圖1所示。
 
圖1:5個(gè)并聯(lián)電容的9個(gè)諧振頻率。
 
四個(gè)較小的電容C2~C5在4個(gè)頻率處進(jìn)入并聯(lián)諧振狀態(tài),這四個(gè)頻率略低于它們各自的串聯(lián)諧振頻率。然而,C1并沒有任何并聯(lián)諧振,因?yàn)樵撾娙輿]有任何感應(yīng)可以產(chǎn)生并聯(lián)諧振效應(yīng)。
 
使用SPICE軟件和一些說明數(shù)字,我們可以深入研究這個(gè)問題,如圖2所示。
 
圖2:SPICE中5個(gè)電容的并聯(lián)旁路。
 
對于這5個(gè)電容,將有5個(gè)串聯(lián)自諧振頻率,即SRF1、SRF2、SRF3、SRF4和SRF5,其中每一個(gè)電容都在其自身的SRF處阻抗最小。但是,不可避免地,在頻率PRF2、PRF3、PRF4和PRF5處會(huì)產(chǎn)生4個(gè)總阻抗的并聯(lián)諧振峰值。
 
PRF2源于C2~C5組合的容抗(capacitive impedance)與C1感抗(inductive impedance)之間的并聯(lián)關(guān)系。類似地,PRF3來自C3~C5的組合容抗與C1~C2的組合感抗之間的并聯(lián)關(guān)系,而PRF4來自C4~C5對C1~C3的并聯(lián)關(guān)系,最后,PRF5來自C5對C1~C4的并聯(lián)關(guān)系。
 
5個(gè)阻抗零點(diǎn)和4個(gè)阻抗峰值都受到電阻值的影響,圖3提供了一個(gè)范例。請注意,并聯(lián)諧振頻率本身不能完全消除,將永遠(yuǎn)存在,你必須考慮到這一點(diǎn)。
 
圖3:ESR的阻抗曲線變化。
 
備注:這個(gè)議題首先是在一個(gè)項(xiàng)目中引起我的注意,其中一個(gè)閘控?cái)?shù)組的頻率頻率為16MHz,結(jié)果一些并聯(lián)軌旁路電容的并聯(lián)諧振頻率也是16MHz。很難說這會(huì)發(fā)生什么結(jié)果,請讀者朋友們自己想象吧!
要采購電容器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
壓控振蕩器 壓力傳感器 壓力開關(guān) 壓敏電阻 揚(yáng)聲器 遙控開關(guān) 醫(yī)療電子 醫(yī)用成像 移動(dòng)電源 音頻IC 音頻SoC 音頻變壓器 引線電感 語音控制 元件符號(hào) 元器件選型 云電視 云計(jì)算 云母電容 真空三極管 振蕩器 振蕩線圈 振動(dòng)器 振動(dòng)設(shè)備 震動(dòng)馬達(dá) 整流變壓器 整流二極管 整流濾波 直流電機(jī) 智能抄表
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉