各个元器件在EMC中的应用详解

qtFK_EMC_EMI 2023-10-26 1449

EMC/EMI设计

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从这部分内容开始，我们着重分析各个元器件在EMC中的应用，通常包括电感，电容，磁珠，电阻和磁环。首当其充的是电容。

1.在EMC设计中，以上元器件特性都跟一个重要因素有关，频率，离开频率这个重要因素，谈电容，电感，磁珠等都是在“耍流氓”。

寄生电感

电容可以理解为寄生电感和电容的串联，当频率超过谐振频率时，容抗小于感抗，电路逐步呈现电感特性。谐振频率可通过以下公式计算。

f =1/（2π√C × ESL）

由于电容的阻抗特性，在选择电容进行EMC对策时，需要根据不同频率下的阻抗特性选择：

寄生电感

2.如果说电感主要通过降低di/dt，提升EMC性能的话，那么电容就是通过降低du/dt提升EMC的性能。下图是在DCDC电源中，通过在输出端增加电容降低噪声的幅值：

寄生电感

通常上图可以看出，当输出端增加一颗2200pf的电容时（2200pf电容的谐振频率在100MHz-200MHz之间），200MHz的峰峰值由180mv下降到100mv，通常前面EMC基础（二）的总结可知，由于容性耦合电压正比于jwUCR，当降低U时，可以降低容性耦合的影响。

这是通过增加电容降低目标噪声频率的阻抗，从而降低噪声幅值的方法，需要关注信号的频率，才能锁定选用什么容值的电容进行降噪处理，在这里，需要额外注意的是，不同厂家的电容特性也是不一样的，我们在选型时，需要特别注意翻看电容的阻抗特性曲线。

3.要想有效的使用去耦电容，除了根据不同频率选择合适的电容以外，还需要注意以下几点

)多个相同容值的电容并联

当多个相同容值的电容并联时，可以将该频率的信号幅值降得更低

寄生电感

多个不同容值的电容并联

当需要对多个频率信号进行噪声处理时，就需要多个不同容值的电容并联，但这会带来新的问题，反谐振点：

寄生电感

从上图可以看出，由于22uf在超过谐振频率以后呈电感特性，跟0.1uf的电容形成了并联谐振，此时阻抗达到最高，这就说明所选择的电容，是根据目标降噪频率进行选型的。

2.）降低寄生电感的影响

由于电容的选用，不仅仅针对其谐振频率点，也会应用其小于谐振频点的情况，这就要求电容的寄生电感越小越好，同样的情况下，封装越小，其ESL越小。

寄生电感

从上图可以看出，相同的容值下，3216的谐振频率点超前于1005的封装，这说明3216的寄生电感ESL更大。

为了降低电容ESL的影响，村田和TDK等电容厂家也相继研发出了三端子电容，即ESL部分主要连接在串联电路上。

寄生电感

3.）Q值不同的电容

寄生电感

当Q值很高时，阻抗在特定的频率下，阻抗会很低，但是不在该频率范围时，阻抗上升的很厉害，而Q值相对较小的电容，在一定范围内都可以维持较低的阻抗，这样反而更加有利于EMC实验。

4.）不同温度，电压下的电容

陶瓷电容在高压和高温条件下，其电容容值会发生明显变化，这点我们需要特别注意，当电容容值发生变化了，其谐振频点也会发生变化，滤波的效果就达不到了。

寄生电感

总结：电容选型时需要时刻关注以下几点：

寄生电感

备注：

后期准备录制EMC相关的视频，主要是从电容，电感，磁珠等元器件的选型开始，到EMC原理及相关实验介绍，再到EMC整改设计，最后介绍一些EMC整改实际案例，预计在8月下旬录制完成元器件选型部分，元器件选型的课件已经完成，加入EMC群的伙伴可以免费获取，欢迎大家多多支持，谢谢。

编辑：黄飞

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