选择去耦陶瓷电容应注意哪些地方?
去耦电容是电路中装设在元件的电源端的电容,此电容可以提供较稳定的电源,同时也可以降低元件耦合到电源端的噪声,间接可以减少其它元件受此元件噪声的影响
去耦陶瓷电容多使用瓷片电容,其数值由电压信号上升和下降速度确定
那么选择去耦陶瓷电容的时候应该注意什么地方呢?1、电容具有引脚电感,当频率高到一定的值后会使得电容的阻抗增加
2、电容具有等效串联电阻,这也会降低电容的性能
3、电容有温度特性,随着温度的改变,陶瓷电容的介质属性会变化并引起容值的变化
4、陶瓷电容的容值会由于介质老化而慢慢变化
5、陶瓷电容过压会出现问题
当选择去耦陶瓷电容时,充分理解上述非理想性是很重要的,串联电感和等效串联电阻的影响可以计算,至于温度特性、老化特性和电压范围可以向生产厂家要详细资料
用等效交流阻抗来评估一个去耦电容的优劣,等效交流阻抗用电阻、电感和电容阻抗的均方根值来近似
例如处理芯片内部有2000个晶体管同时发生状态翻转,转换时间是1ns,总电流需求为600mA。这就意味着电源系统须再1ns时间内补足600mA瞬态电流。但是,对于目前的稳压源系统来说,在这么短的时间内并不能反应过来,相对于快速变化的电流,稳压源明显滞后了。这样的后果是负载还在等待电流,稳压源却无法及时提供电流,总功率一定下来,电流增大了,于是电压就会被拉下来,造成了轨道塌陷,因此噪声就产生了。
那么这个问题的解决方法是并联不同容值的去耦陶瓷电容。因为,稳压源需要10us才能反应过来,所以在0-10us的时间里也不能干等着,需要用恰当的陶瓷电容来补充。比如按照50mohm的目标阻抗,可以计算出电容:C=1/(2*PI*f*Z)=31.831uf,而电容的高频率同时可以计算出来,假设ESL为5nH,所以有f=Z/(2*PI*ESL)=1.6MHz。
也就是说加入31.831uf的陶瓷电容,可以提供100KHz到1.6MHz频段的去耦。另外,1/1.6MHz=0.625us,这样一来,0.625us到10us这段时间电容能够提供所需要的电流。10us之后,稳压源能够提高需要的稳定电流。
瓷片电容(ceramiccapacitor)是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。
优点:稳定,绝缘性好,耐高压 缺点:容量比较小
贴片电容全称为:多层(积层,叠层)片式陶瓷电容器,也称为贴片电容,片容。英文全称:Multi-layerceramiccapacitors。英文缩写:MLCC。
贴片电容的分类:
1、NPO电容器
2、 X7R电容器
3、 Z5U电容器
4、 Y5V电容器
区别:NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。