首先我么来了解下阻抗公式:Z = R + J(XL - XC)

XL为感抗  感抗与频率f成正比  公式:Xl = 2πfL   从关系图也可以看出电感阻高频频



XC为容抗  容抗与频率f成反比  公式:Xc = 1/2πfC   从关系图也可以看出电容阻低频

电容esL值对照表_引脚

电容和电感的滤波特性

电容滤波

属于电压滤波,适用于小电流,越小越好

电感滤波

属于电流滤波,适用于大电流,越大越好

 

 

 

在电容滤波设计中需要考虑的参数:

  • ESR(等效串联电阻)
  • ESL(等效串联电感/寄生电感)
  • 耐压值
  • 谐振频率

由于电容两端引脚存在电感效应,就存在ESL(注意:电容容值越大,ESL越大)。如此一来就相当于电容串联上了一个电感,形成了一个LC串联谐振电路(如下图所示)。

电容esL值对照表_电容esL值对照表_02

                                                   

关系图如下图所示:

电容esL值对照表_XC_03

P点的频率就是这个电容的自谐振频率(简称SFR),在这个频率附近的信号很容易通过

那么如何选取电源滤波电容呢?

通常可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上。我公司入职时也问过同事,但同事给出的答案基本都是:靠经验。因此就一直很困惑,直到看到这个博主的文章。

 

接下去是我自己对电容一大一小的的理解

首先大电容的SFR值小,小电容的SFR值大。(这个SFR的值怎么获取后面会讲到)

那么我们先取两个电容,大电容——C1,小电容——C2,将这两个电容的电抗与频率的关系图在一个坐标轴上反应出来,就是这样的:

电容esL值对照表_滤波电容_04

从图中可以知道SFR1就是大电容C1的自谐振频率,在这个频率的信号最容易通过,也就是说在这个频率附近的频率信号都比较容易通过,假设我们电容接地来滤波,那能通过的信号都会被剔除,留下我们想要的。但是从图中可以看出一个大电容滤除的波段只是低频,所以就要我们再加一个小电容C2(C2的SFR比C1大)来滤除相对于SFR1的高频的杂波,增强了滤波效果,扩展了通频带。

个人理解结束,如有雷同,纯属巧合,欢迎各位大佬指出错误

知道了大小电容的作用,接下来我们就要知道电容的SFR,具体的方法有下面两种:

  • 在Data sheet(数据手册)中查找
  • 通过网络分析仪直接测试SFR

如何确定滤波电容的容值:

滤波电容的选取原则: C≥2.5T/R

在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R

实际选择

  1. 大电容,负载越重,吸收电流的能力越强,这个大电容的容量就要越大
  2. 小电容,凭经验,一般104即可(小电容在制版中要尽量靠近IC)