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電容並聯特性及反諧振

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

 實際中,尺寸小的電容器的電容值和電感值較小,所以其諧振頻率較高,經常被用在高頻去耦電路中。  尺寸較大的電容器其容值也較大,能夠提供比較大的電流,但其諧振頻率很低,只能用做低頻去耦。把多個小電容並聯……

 實際中,尺寸小的電容器的電容值和電感值較小,所以其諧振頻率較高,經常被用在高頻去耦電路中。
  尺寸較大的電容器其容值也較大,能夠提供比較大的電流,但其諧振頻率很低,只能用做低頻去耦。把多個小電容並聯使用可以大大降低ESR和ESL,增大容值,從而得到比較高的諧振頻率。Ⅳ個相同的電容並聯后,等效電容C為NC,ESL為L/N,ESR為R/N,但諧振頻率固定。
  不同值的電容並聯情況比較複雜,因為每個電容的諧振頻率不同,當工作頻率處於最低諧振頻率和最高諧振頻率之間時,一些電容表現為容性,另外一些表現為感性,形成了一個LC並聯諧振電路。當處於諧振狀態時,電容和電感之間進行周期性的能量交換,以至流經電源層的電流非常小,電源層表現為高阻貳狀態,稱這種現象為反諧振。其實,電源/地平面也可以等效為一個電容,因此也會在一定頻率下和呈感性的電容發生並聯諧振。在電源完整性設計中需要重視反諧振所帶來的影響。
  工程上一般用品質因數o值來表示曲線的銳度,它主要與ESL和ESR的比值有關,其表達式為

  Q值越大,諧振頻率曲線越尖,能量衰減得越慢。Q值都較大的兩種不同容量的電容並聯,反諧振尖峰較高。極端地考慮,如果電容的寄生電阻ESR為零,那麼o值將無窮大,在並聯諧振點的等效阻貳也變為無窮大。所以可以得出,電容的ESR並非越小越好,需要考慮到反諧振的情況。使用多種電容時,減小不同電容之間諧振頻率的相對差值,即可有效地減小反諧振的影響。

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