电容的滤波频段,很多人认为电容是越大越好,其实不然,每颗电容都有一定的滤波频段,大电容滤低频,小电容滤高频,主要是根据电容的谐振频点来决定,电容在谐振频率点处的滤波效果是最佳的。在中心点两边的一段频率之内还有一些效果,其他部分的滤波效果就很不好啦。因为电容的滤波效果与其容值和等效串联电感(ESL)有关。
电容等效电路
同样,不同厂家的电容滤波效果也不一样,所以选择的时候,最好能得到其电容模型参数。
尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望存在的,根据实事物的两面性,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,可以通过调整选择电容的参数,使谐振点刚好落在干扰频率点上。这样就可以滤除掉干扰噪声
在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,主要有两个方面的原因,一个原因是电容引线电感性造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果。
电容阻抗曲线
穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。但是在使用穿心电容时,要注意的问题是安装问题。穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击,这在将穿心电容往金属面板上焊接。时造成很大困难。许多电容在焊接过程中发生损坏。特别是当需要将大量的穿心电容安装在面板上时,只要有一个损坏,就很难修复,因为在将损坏的电容拆下时,会造成邻近其它电容的损坏。
大量的实验证明,在电路设计中,恰当选择与使用电容,不仅能解决很多EMC的问题,如果电容的选择如果不恰当,不仅不能解决EMC的问题,还会使EMC的问题更加的严重。比如如果电容类型或者是大小搭配不好,就会形成更加严重的反谐振,改变了噪声的频率,并有可能加大。
电容反谐振曲线
电容的滤波还与接地的效果有很大的关系,如果接地处理不好,或者地不干净,也会带来很大的问题。
所以选择电容滤波时,要达到比较好的滤波效果,必须选择合适的电容和搭配的类型,同时,还要处理好接地以及电容的fan out设计。