電源設計技術資訊網站

電源設計支援工具   English   简体中文   日本語   한국어

2019.07.24 開關雜訊-EMC

去耦電容的有效使用方法 其他注意事項

使用電容降低雜訊

上一篇文章繼“去耦電容的有效使用方法”的要點1“使用多個去耦電容”之後,介紹了要點2“降低電容的ESL”。本文將介紹最後一個要點“其他注意事項”。

要點1:使用多個去耦電容
要點2:降低電容的ESL(等效串聯電感)
・其他注意事項

去耦電容的有效使用方法:其他注意事項

①Q較高的陶瓷電容

電容具有被稱為“Q”的特性。下圖即表示Q和頻率-電阻特性之間的關係。

當Q值高時,電阻在特定的窄帶會變得非常低。當Q值低時,電阻雖然不會極度下降,但可以在很寬的頻段內降低。這種特性可能有助於符合某些EMC標準。例如,使用電容量變化較大的電容時,如果Q值很高,則可能存在無法消除目標頻率雜訊的個體。在這種情況下,還有一種通過使用具有低Q的電容來抑制波動影響的手法。

②熱風焊盤等的PCB佈局

旨在提高散熱性的熱風焊盤等的PCB佈局,佈局的電感分量會增加。電感分量的增加會使諧振頻率向低頻端行動,所以有時可能無法獲得理想的雜訊消除效果。

③探討對策時的電容試裝

試製後需要對高頻雜訊採取對策,可以考慮增加小容量的電容。此時,如下圖所示,如果在大容量電容上安裝要增加的電容(左例),則縱向會增加額外的電感分量,因此不能充分發揮增加電容的效果。在中間的例子中,雖然未違背“盡可能使小容量電容靠近噪音源”的理論,但電阻會與實際修改的PCB佈局不同。最好的方法是以儘量接近實際修改的配置進行探討(右例)。

在探討對策時,也可能會發生雖然雜訊試驗OK,但安裝到修改後的PCB時NG的現象,因此需要在探討時就有意識地按照實際來安裝。

④電容的電容量變化率

雜訊對策用的電容的電容量變化率較大時,諧振頻率的波動會變大,目標消減頻段會產生變化或波動,有時很難找到理想的雜訊對策。尤其是需要在窄頻段大幅消除雜訊時,需要格外注意。下表表示電容量變化率和實際的電容量和諧振頻率之間的關係。仔細看這個表的話可以看出,雖然視條件而定,不過很多情況是無法接受的。

電容量變化率 (%) 電容量(pF) 諧振頻率(MHz)
+20 1,200 145
+10 1,100 152
+5 1,050 155
±0 1,000 159
-5 950 163
-10 900 168
-20 800 178

※ 按L=1nH計算

⑤電容的溫度特性

眾所眾知,電容的特性會受溫度影響。目前,EMC測試的溫度特性尚未標準化,但在某些應用中,不得不在明顯的高溫或低溫條件/環境下工作、或在會產生較大溫度變化的條件/環境下使用。

在這類情況下,非常有可能發生“④電容量變化率”中提到的問題,所以,用於雜訊對策的電容,需要儘量使用具有CH、C0G特性的溫度特性優異的產品。

重點:

・理解Q與頻率-電阻特性之間的關係,並根據目的區分Q的差異。

・高Q電容窄帶電阻急劇下降。低Q電容在較寬頻段相對平緩下降。

・PCB佈局的熱風焊盤等會增加電感分量,使諧振頻率向低頻端移動。

・探討對策時的試裝,如果不按照現實的修改實際安裝,很可能在修改後的PCB板上無法獲得探討時的效果。

・電容量變化率大時,諧振頻率會變化,無法獲得目標頻率理想的雜訊消除效果。

・在溫度條件和變動較大的嚴苛應用中,可以探討使用具有CH、C0G特性的溫度特性優異的電容。

Power Supply Design Technical Materials Free Download

Power Supply Design Technical Materials Free Download