分析去耦电容的有效使用方法一：使用多个电容

发布时间:2019-07-19 丨 阅读次数:

佳益小编网络编辑：去耦电容的有效使用方法之一是用多个（而非1个）电容进行去耦。使用多个电容时，使用相同容值的电容时和交织使用不同容值的电容时，效果是不同的。

 

使用多个容值相同的电容时

下图是使用1个22µF的电容时（蓝色）、增加1个变为2个时（红色）、再增加1个变为3个（紫色）时的频率特性。

 

如图所示，当增加容值相同的电容后，阻抗在整个频率范围均向低的方向转变，也就是说阻抗越来越低。

 

这一点可通过思考并联连接容值相同的电容时，到谐振点的容性特性、取决于ESR（等效串联电阻）的谐振点阻抗、谐振点以后的ESL（等效串联电感）影响的感性特性来理解。

 

 

 

并联的电容容值是相加的，所以3个电容为66µF，容性区域的阻抗下降。

 

谐振点的阻抗是3个电容的ESR并联，因此为，假设这些电容的ESR全部相同，则ESR减少至1/3，阻抗也下降。

 

谐振点以后的感性区域的ESL也是并联，因此为，假设3个电容的ESL全部相同，则ESL减少至1/3，阻抗也下降。

 

由此可知，通过使用多个相同容值的电容，可在整个频率范围降低阻抗，因此可进一步降低噪声。

 

 

使用多个容值不同的电容时

 

这些曲线是在22µF的电容基础上并联增加0.1µF、以及0.01µF的电容后的频率特性。

 

通过增加容值更小的电容，可降低高频段的阻抗。相对于一个22µF电容的频率特性来说，0.1µF和0.01µF的特性是合成后的特性（红色虚线）。

 

这里必须注意的是，有些频率点产生反谐振，阻抗反而增高，EMI恶化。反谐振发生于容性特性和感性特性的交叉点。

 

 

所增加电容的电容量，一般需要根据目标降噪频率进行选型。

 

另外，在这里给出的频率特性波形图是理想的波形图，并未考虑PCB板的布局布线等引起的寄生分量。在实际的噪声对策中，需要考虑寄生分量的影响。