电容电感的选择及EMI 中的应用

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EMI滤波器介绍

EMI滤波器介绍

EMI滤波器介绍EMI(Electromagnetic Interference)滤波器是一种用于抑制电磁干扰的设备,通过滤除电路中的高频干扰信号,保障电子设备的正常工作。

EMI滤波器在各种电子设备中得到广泛应用,包括电源、通信设备、自动化控制系统等。

下面将详细介绍EMI滤波器的工作原理、分类和应用场景。

被动滤波器是EMI滤波器中应用最为广泛的一种,它主要通过电感和电容来实现滤波。

电感是一种储存电能的装置,对于低频信号具有较好的传导性能,可以将其中的高频噪声滤除。

而电容则具有对高频信号有良好的传递性能,可以将所需信号传递给负载端。

通过合理的组合和调整电感和电容的数值,可以实现对不同频率干扰信号的滤除。

有源滤波器是一种基于主动元件的滤波器,主要通过运算放大器和反馈电路的组合来实现。

有源滤波器可以提供更高的滤波效果和更广泛的频率范围,因为它可以根据电路参数的变化来调整滤波器的频率响应。

有源滤波器通常用于对高精度信号的滤波,如音频和视频信号。

根据EMI滤波器的应用场景,可以将其分为电源滤波器和信号滤波器两大类。

电源滤波器主要用于电源线路中,用于滤除电源线上的高频干扰信号,避免其进入电子设备中,从而保证设备的正常工作。

电源滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成,通过合理的排列和组合,可以对不同频率的干扰信号进行滤除。

电源滤波器的类型有很多,包括单级LC滤波器、CLC滤波器、LCπ滤波器等。

这些滤波器通常需要根据电源线的特性和所需滤波效果进行选择和设计。

信号滤波器主要用于通信设备、自动化控制系统等电子设备中,用于滤除输入输出信号中的干扰噪声,确保信号传输的可靠性和稳定性。

信号滤波器通常由电感、电容和阻抗器组成,通过调整和优化这些元件的数值和排列,可以实现对不同频率干扰信号的滤除。

信号滤波器的类型也有很多,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。

根据具体的应用场景和需求,可以选择合适的滤波器来实现对信号的滤除。

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧电容在EMC设计中的应用是极为重要的,大量的电路板设计即便经过EMC测试也会失败,因为电容在EMC上没有得到合理的应用。

因此,在设计EMC电路板时,一定要认真考虑电容的电气特性。

EMC设计中电容的应用非常多,主要分为几个方面:一、屏蔽和射频抑制电容在EMC设计中,屏蔽和射频抑制电容的作用是阻抗高频电磁辐射,降低电磁波对电路板的影响。

一般使用小容量的电容,通常介于0.1uF和4.7uF之间,并且要求具有高的冲击电流耐受性。

安装在连接电缆和机壳之间的电容可以用于抑制或屏蔽电缆电磁辐射,具体的安装位置视具体的EMC需求而定,也可以安装在机身上,以抑制射频泄漏。

二、X射线补偿电容X射线补偿电容具有高介电常数和低电容量,可以抑制电子元件产生的高频干扰,可以有效减少电磁泄漏和谐波问题,X射线补偿电容有以下作用:1、X射线补偿电容可以减少电容与电感之间的共振,减少了射频能量的发射。

2、X射线补偿电容可以抑制射频电路电容、电感的谐振,降低补偿电容及其他电路的高频电容和电感的发射。

3、X射线补偿电容可以抑制非正弦波形电流造成的EMI。

三、哈耳电容哈耳电容通常是在模拟电路中使用的一种电容,它可以减少外部射频在参考电压中的影响,有效的缓冲了外部射频的影响。

哈耳电容的容量一般为低容量电容,可以有效利用现有的抗射频设计技术,减缓射频对模拟信号的干扰。

四、其它电容电路设计中还可以使用分布式电容、微波补偿电容、抗电弧补偿电容等。

分布式电容可以减少电路板上流入电流的谐波,抑制射频辐射;微波补偿电容可以将高频EMI电压在PCB上分布,减少对设备的高频干扰;抗电弧补偿电容可以减少故障时产生的持续电流,抑制射频辐射。

总结:电容在EMC设计中具有重要作用,通过它可以有效抑制高频电磁辐射。

准确地考虑电容的电气特性,根据不同的应用场合选择合适的电容类型,是保障EMC设计的有效因素之一。

emi共模电感和电容的选值 -回复

emi共模电感和电容的选值 -回复

emi共模电感和电容的选值-回复【emi共模电感和电容的选值】是指在电磁干扰(EMI)滤波器设计中,选择共模电感和电容的数值大小。

这些元件在电子设备中起到抑制电磁干扰的作用,因此选值的准确性对于电子设备的干扰控制和性能稳定性至关重要。

本文将一步一步回答关于选择emi共模电感和电容的问题。

第一步:了解emi共模电感和电容的作用和原理在开始选择emi共模电感和电容之前,我们首先需要了解它们的作用和工作原理。

共模电感是一种电感元件,通过对共模干扰信号进行电感耦合和滤波,将其抑制在设备内部,以减少电磁辐射和接收的干扰信号。

共模电容则通过对共模信号的地线屏蔽和高频滤波,起到相似的干扰抑制作用。

它们通常是在电子设备的信号路径上并行连接的。

第二步:确定emi共模电感和电容的适当数值范围emi共模电感和电容的数值范围要根据具体的设备和要求来确定。

在选择之前,我们需要考虑以下几个因素:1.频率范围:不同的设备在工作时会产生不同频率的干扰。

因此,我们需要根据设备产生或接收的干扰频率范围来确定emi共模电感和电容的数值。

2.设备电路的特点:不同的设备电路结构和工作方式可能需要不同的emi滤波参数。

例如,高频或低频工作的设备可能需要不同数值的电感和电容。

3.滤波效果和需求:根据设备的干扰抑制需求,我们需要选择适当的emi 共模电感和电容数值来达到所需的滤波效果。

第三步:参考规格表和经验选择emi共模电感和电容在实际选择emi共模电感和电容数值时,我们可以参考厂商提供的规格表和经验知识。

规格表通常包含了emi滤波器的电感和电容数值范围,以及与特定频率相关的参数。

根据设备工作频率和需求,我们可以找到适合的emi共模电感和电容数值。

此外,积累的经验知识也是选择数值的重要依据,如常见的数值范围和推荐组合。

第四步:进行实验和优化emi共模电感和电容的数值一旦确定了初步的emi共模电感和电容数值,我们可以通过实验进行进一步的优化。

EMI滤波器方案 典型结构、元件选择、滤波电容、 滤波电感

EMI滤波器方案  典型结构、元件选择、滤波电容、 滤波电感

Ø 作用
Ø EMI滤波器的作用,主要体现在以下两个方面: Ø 3.1抑制高频干扰
Ø 抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响;
Ø 3.2抑制设备干扰 Ø 抑制设备(尤其是高频开关电源)对交流电网的干扰。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ø EMI滤波器元件选择:
Ø EMI滤波器滤波电容
Ø 与一般的滤波器不同,EMI滤波器典型结构中电容使用了两种 下标,接于相线和中线之间,称为差模电容。
制约。 Ø 电容即跨接在相线或中线与安全地之间的电容。接地的电流主要就
是指流过共模电容的电流,由于流过电容的电流由电源电压,电源
频率和电容值共同决定。
Ø 由于漏电流的大小对于人生安全至关重要,不同国家对不同 电子设备接地漏电流都做了严格的规定。若对最大漏电流做
出了规定,则需求出最大允许接地电容值。
Ø 另外,要求电容在电气和机械安全方面有足够的余量,避免在极
端恶劣的条件下出现击穿短路的现象。因为这种电容要跟安全地
相连,而设备的机壳也要跟安全地相连,所以这种电容的耐压性 能对保护人生安全有至关重要的作用,一旦设备或装置的绝缘失
效,可能危及到人的生命安全。因此电容要进行1500-1700V
交流耐压测试1分钟。
Ø EMI滤波器滤波电感 Ø 电感的取值、材料的选取原则从以下几个方面考虑:第一,磁芯 材料的频率范围要宽,要保证最高频率在1GHz,即在很宽的频 率范围内有比较稳定的磁导率;第二,磁导率高,但是在实际中 很难满足这一要求,所以,磁导率往往是分段考虑的。磁芯材料 一般是铁氧体或者铁粉芯,更好的材料如微晶等。
象,不会 滤波电容示意图 滤波电容示意图 危及人身安全。
Ø 除了要承受电源相线与中线的电压之外,还要承受相线与中线

emi滤波器工作原理

emi滤波器工作原理

emi滤波器工作原理EMI滤波器是一种用于抑制电磁干扰(EMI)的设备,它可以将高频电磁波从电路中滤除或减弱,以保证电路的正常工作和减少对其他设备的干扰。

EMI滤波器的工作原理主要包括两个方面:传导路径和耦合路径。

传导路径是指电磁波在电路中的传导路径。

当电磁波进入电路时,它会通过电源线、信号线、地线等传导到电路中的各个部分。

这些传导路径是电磁波进入电路的主要途径,也是EMI滤波器起作用的重点。

EMI滤波器通过在传导路径上设置电感和电容等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。

其中,电感主要用于滤除高频电磁波,而电容则主要用于减弱低频电磁波。

通过合理选择电感和电容的数值和结构,可以使EMI滤波器在不同频段上具有不同的滤波效果,以满足不同电路对电磁波的屏蔽要求。

耦合路径是指电磁波在电路中的耦合路径。

当电磁波进入电路后,它会通过电路中的元件间的耦合作用,传递到电路中的其他部分。

这些耦合路径是电磁波在电路中传播的次要途径,但同样需要进行抑制,以减少对其他设备的干扰。

EMI滤波器通过在耦合路径上设置衰减器、隔离器等元件来实现对电磁波的滤除或减弱。

衰减器主要用于减弱电磁波的幅度,而隔离器则主要用于隔离电磁波的传播路径。

通过合理选择衰减器和隔离器的数值和结构,可以使EMI滤波器在耦合路径上起到有效的屏蔽作用,从而减少对其他设备的干扰。

除了传导路径和耦合路径,EMI滤波器还可以通过其他方式来实现对电磁波的滤除或减弱。

例如,可以通过在电路中添加屏蔽罩、屏蔽层等结构来阻挡电磁波的传播;还可以通过调整电路的布局和结构来减少电磁波的辐射和散射。

EMI滤波器通过在传导路径和耦合路径上设置合适的元件和结构,以及其他方式的组合,来实现对电磁波的滤除或减弱。

通过有效地抑制电磁干扰,EMI滤波器可以保证电路的正常工作,减少对其他设备的干扰,是电子设备中必不可少的重要组成部分。

emi共模电感和电容的选值 -回复

emi共模电感和电容的选值 -回复

emi共模电感和电容的选值-回复什么是emi?电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)是指电磁场产生的信号影响了电子设备的正常工作。

随着电子设备的普及和应用范围的扩大,EMI问题已经得到了越来越多的关注。

对于电子设备的设计者来说,解决EMI问题是非常重要的。

为了解决EMI问题,工程师使用一系列的解决方法,其中一种常见的方法是使用EMI滤波器。

EMI滤波器是通过使用电感和电容等元器件来衰减电磁干扰信号,使之不再对设备的性能产生负面影响。

那么,如何选择合适的电感和电容的数值呢?首先,我们需要了解电感和电容在EMI滤波器中的作用。

电感是一种能够储存电能的被动元件,它对高频电流具有阻碍作用,从而能够有效地滤除高频噪声信号。

而电容则是一种能够储存电荷的被动元件,它对低频电流具有阻碍作用,从而能够有效地滤除低频噪声信号。

因此,在选择电感和电容的数值时,需要考虑到待滤除的噪声信号所在的频率范围。

其次,我们需要确定电感和电容的选取范围。

对于电感来说,其选择范围通常在10微亨(μH)到1000微亨(mH)之间。

对于电容来说,其选择范围通常在0.1微法(μF)到10微法(μF)之间。

当然,具体的选取范围还需要根据具体应用场景和要求来确定。

在确定选取范围后,我们需要考虑具体的选值。

一般来说,电感和电容的选值并非绝对的,而是需要根据具体的EMI滤波器电路来确定。

在EMI 滤波器电路中,电感和电容的选值要能够使得电流和电压在所需的频率范围内获得足够的衰减。

常见的选取方法有以下几种:1. 经验法则:根据工程师的经验和实际应用中的经验,选择适当的电感和电容数值。

这种方法适用于一些简单的情况,但不适用于复杂的EMI滤波器设计。

2. AD导入法:使用仿真工具,将所需的EMI滤波器电路输入到仿真软件中,通过试错法来确定电感和电容的数值。

这种方法适用于复杂的EMI 滤波器设计,但需要具备一定的仿真工具和相关知识。

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计

EMI滤波器电路原理及设计
EMI滤波器的原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。

在设计EMI滤波器时,首先需要分析电路中的电磁干扰源,并根据干扰频率的不
同选择合适的滤波器类型。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

在滤波器的设计中,核心是选择合适的元件参数以及电路拓扑结构。

其中电感和电容是常用的滤波元件,它们的选择需要考虑滤波器的频率响
应特性。

一般来说,电感可用于低频段的滤波,而电容则适用于高频段的
滤波。

在滤波器的设计中还需要考虑元件的阻抗匹配,以提高滤波效果。

除了滤波器,EMI滤波器还包括抑制器。

抑制器通过增加抑制网络,
进一步提高滤波器对电磁干扰的抑制效果。

抑制网络一般包括与电磁干扰
源之间的串联电感和并联电容。

它们通过改变电路的阻抗特性,减少电磁
干扰信号的传输和辐射。

在设计EMI滤波器时,还需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器
的功率损耗。

输入和输出特性的分析包括电压、电流和功率的测量与计算,以保证滤波器在工作范围内的性能。

而功率损耗则是指滤波器对信号的能
量损耗,需要控制在合理的范围内,以避免对整体电路性能的影响。

总之,EMI滤波器的设计原理是基于信号的频率特性和线路的阻抗匹配。

通过选择合适的滤波器类型、元件参数和抑制网络,可以实现对电磁
干扰的抑制。

设计时需要考虑电路的输入和输出特性以及滤波器的功率损耗,以保证滤波器正常工作并提供良好的滤波效果。

emi滤波电路原理

emi滤波电路原理

emi滤波电路原理
EMI滤波电路是一种用于抑制电磁干扰(EMI)的电路,常用于电子设备中,以保证设备正常工作。

EMI是指不同设备之间或同一设备内部电磁波相互干扰的现象。

EMI滤波电路依靠元件的电容和电感特性,将高频电磁噪声过滤掉,只允许所需信号通过。

在实际应用中,常用的EMI 滤波电路一般采用LC滤波器的结构。

LC滤波器包括电感(L)和电容(C)两个主要元件,它们可以形成一个低通滤波器或者高通滤波器。

通过合理设计电感和电容的数值,可以实现对不同频率的电磁噪声的滤波。

一般情况下,EMI滤波电路采用多级的LC结构,以提高滤波效果。

EMI滤波电路的工作原理可以简单地解释为:输入信号经过电感电路时,高频部分会被电感阻止,而低频部分则会通过电感。

然后经过电容阻止高频部分,将低频信号传递到输出端。

EMI滤波电路的设计需要根据具体的应用场景,选择合适的电感和电容数值,以满足对特定频率的EMI的滤波要求。

同时,EMI滤波电路的设计也需要考虑到电路的功耗、尺寸、成本等因素。

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电容电感的选择及EMI中的应用电容电感的选择及EMI中的应用云母电容:用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。

它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。

陶瓷电容:用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。

它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。

铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路。

薄膜电容:结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。

涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。

聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路。

金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。

它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。

油浸纸介电容:它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。

它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。

铝电解电容:它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。

还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。

它的特点是容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。

使用的时候,正负极不要接反。

钽、铌电解电容:它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。

它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。

用在要求较高的设备中。

半可变电容:也叫做微调电容。

它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。

调节的时候改变两片之间的距离或者面积。

它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。

可变电容:它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。

把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。

可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。

空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。

聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。

NPO(COG):电气性能最稳定,基本上不随温度、电压与时间的改变面改变,适用于对稳定性要求高的高频电路;X7R(2X1):电气性能较稳定,在温度、电压与时间改变时性能的变化并不显著,适用于隔直、偶合、旁路与对容量稳定性要求不太高的鉴频电路,由于X7R是一种强电介质,因面能造出容量比NPO介质更大的电容器;Y5V(2F4)(Z5U):具有较低高的介电常数,常用于生产比容较大的、标称容量较高的大容量电容器产品,但其容量稳定性较X7R差,容量、损耗对温度,电压等测试条件较敏感。

1.14.1、退藕电容的一般配置原则●电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。

●为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。

如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10个芯片配置一个1~10uF钽电解电容器,这种器件的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(0.5uA以下)。

●对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。

●去耦电容的引线不能过长,特别是高频旁路电容不能带引线。

●在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花放电,必须RC 电路来吸收放电电流。

一般 R 取 1 ~ 2K,C取2.2 ~ 47UF。

● CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

●设计时应确定使用高频低频中频三种去耦电容,中频与低频去耦电容可根据器件与PCB功耗决定,可分别选47-1000uF和470-3300uF;高频电容计算为: C=P/V*V*F。

●每个集成电路一个去耦电容。

每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。

●用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。

使用管状电时,外壳要接地。

由于大部分能量的交换也是主要集中于器件的电源和地引脚,而这些引脚又是独立的直接和地电平面相连接的。

这样,电压的波动实际上主要是由于电流的不合理分布引起。

但电流的分布不合理主要是由于大量的过孔和隔离带造成的。

这种情况下的电压波动将主要传输和影响到器件的电源和地线引脚上。

为减小集成电路芯片电源上的电压瞬时过冲,应该为集成电路芯片添加去耦电容。

这可以有效去除电源上的毛刺的影响并减少在印制板上的电源环路的辐射。

当去耦电容直接连接在集成电路的电源管腿上而不是连接在电源层上时,其平滑毛刺的效果最好。

这就是为什么有一些器件插座上带有去耦电容,而有的器件要求去耦电容距器件的距离要足够的小。

1.14.2、配置电容的经验值好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。

陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。

设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。

去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。

数字电路中典型的去耦电容为0.1uf的去耦电容有5nH分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对 40MHz以上的噪声几乎不起作用。

1uf,10uf电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频率噪声的效果要好一些。

在电源进入印刷板的地方放一个1uf或10uf的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。

每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。

最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。

去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0.1uf。

由于不论使用怎样的电源分配方案,整个系统会产生足够导致问题发生的噪声,额外的过滤措施是必需的。

这一任务由旁路电容完成。

一般来说,一个1uf-10uf 的电容将被放在系统的电源接入端,板上每个设备的电源脚与地线脚之间应放置一个0.01uf-0.1uf 的电容。

旁路电容就是过滤器。

放在电源接入端的大电容(约10uf)用来过滤板子产生的低频(比如60hz 线路频率)。

板上工作中的设备产生的噪声会产生从100mhz 到更高频率间的合共振(harmonics)。

每个芯片间都要放置旁路电容,这些电容比较小,大约0.1u 左右。

电容器是电路中最基本的元件之一,利用电容滤除电路上的高频骚扰和对电源解耦是所有电路设计人员都熟悉的。

但是,随着电磁干扰问题的日益突出,特别是干扰频率的日益提高,由于不了解电容的基本特性而达不到预期滤波效果的事情时有发生。

本文介绍一些容易被忽略的影响电容滤波性能的参数及使用电容器抑制电磁骚扰时需要注意的事项。

1电容引线的作用在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。

电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。

然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策。

出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。

实际电容器的电路模型如图1所示,它是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络。

图1 实际电容器的等效电路理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。

在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。

在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。

电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。

ESL除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。

因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短,电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图2所示。

图2 滤波电容的正确安装方法与错误安装方法根据LC电路串联谐振的原理,谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低。

许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。

电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差。

表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,电容的引线长度是1.6mm(你使用的电容的引线有这么短吗?)。

表1电容值自谐振频率(MHz)电容值自谐振频率(MHz)1m F1.7820 pF38.50.1m F4680 pF42.50.01m F12.6560 pF453300pF19.3470 pF491800 pF25.5390 pF541100pF33330 pF60尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。

当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。

2.温度的影响由于电容器中的介质参数受到温度变化的影响,因此电容器的电容值也随着温度变化。

不同的介质随着温度变化的规律不同,有些电容器的容量当温度升高时会减小70%以上,常用的滤波电容为瓷介质电容,瓷介质电容器有超稳定型:COG或NPO,稳定型:X7R,和通用型:Y5V或Z5U三种。

不同介质的电容器的温度特性如图2所示。

图 3 不同介质电容器的温度特性从图中可以看到,COG电容器的容量几乎随温度没有变化,X7R电容器的容量在额定工作温度范围变化12%以下,Y5V电容器的容量在额定工作温度范围内变化70%以上。

这些特性是必须注意的,否则会出现滤波器在高温或低温时性能变化而导致设备产生电磁兼容问题。

COG介质虽然稳定,但介质常数较低,一般在10~100,因此当体积较小时,容量较小。

X7R的介质常数高得多,为2000 ~ 4000,因此较小的体积能产生较大的电容,Y5V的介质常数最高,为5000 ~25000。

许多人在选用电容器时,片面追求电容器的体积小,这种电容器的介质虽然具有较高的介质常数,但温度稳定性很差,这会导致设备的温度特性变差。

这在选用电容器时要特别注意,尤其是在军用设备中。

3.电压的影响电容器的电容量不仅随着温度变化,还会随着工作电压变化,这一点在实际工程必须注意。

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