电容并联特性及反谐振
出处:sdqiang 发布于:2008-10-20 14:25:52
实际中,尺寸小的电容器的电容值和电感值较小,所以其谐振频率较高,经常被用在高频去耦电路中。
尺寸较大的电容器其容值也较大,能够提供比较大的电流,但其谐振频率很低,只能用做低频去耦。把多个小电容并联使用可以大大降低ESR和ESL,增大容值,从而得到比较高的谐振频率。Ⅳ个相同的电容并联后,等效电容C为NC,ESL为L/N,ESR为R/N,但谐振频率固定。
不同值的电容并联情况比较复杂,因为每个电容的谐振频率不同,当工作频率处于谐振频率和谐振频率之间时,一些电容表现为容性,另外一些表现为感性,形成了一个LC并联谐振电路。当处于谐振状态时,电容和电感之间进行周期性的能量交换,以至流经电源层的电流非常小,电源层表现为高阻抗状态,称这种现象为反谐振。其实,电源/地平面也可以等效为一个电容,因此也会在一定频率下和呈感性的电容发生并联谐振。在电源完整性设计中需要重视反谐振所带来的影响。
工程上一般用品质因数o值来表示曲线的锐度,它主要与ESL和ESR的比值有关,其表达式为
Q值越大,谐振频率曲线越尖,能量衰减得越慢。Q值都较大的两种不同容量的电容并联,反谐振尖峰较高。极端地考虑,如果电容的寄生电阻ESR为零,那么o值将无穷大,在并联谐振点的等效阻抗也变为无穷大。所以可以得出,电容的ESR并非越小越好,需要考虑到反谐振的情况。使用多种电容时,减小不同电容之间谐振频率的相对差值,即可有效地减小反谐振的影响。
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