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去耦电容的选取可按 C=1/F 计算,其中 F 为电路频率 ,即 10MHz 取 0.1uF,100MHz 取 0.01uF。一般取 0.1~0.01uF 均可。
放置在有源器件傍的高频滤波电容的作用有两个,其一是滤除沿电源传导过来的高频干扰,其二是及时补充器件高速工作时所需的尖峰电流。所以电容的放置位置是需要考虑的。
实际的电容由于存在寄生参数,可等效为串联在电容上的电阻和电感,将其称为等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。这样,实际的电容就是一个串联谐振电路,其谐振频率为:
实际的电容在低于 Fr 的频率呈现容性,而在高于 Fr 的频率上则呈现感性,所以电容更象是一个带阻滤波器 。
10uF 的电解电容由于其 ESL 较大,Fr 小于 1MHz,对于 50Hz 这样的低频噪声有较好的滤波效果,对上百兆的高频开关 噪声则没有什么作用。
电容的 ESR 和 ESL 是由电容的结构和所用的介质决定的,而不是电容量。通过使用更大容量的电容并不能提高抑制高频干扰的能力,同类型的电容,在低于 Fr 的频率下,大容量的比小容量的阻抗小,但如果频率高于 Fr,ESL 决定了两者的阻抗不会有什么区别 。
电路板上使用过多的大容量电容对于滤除高频干扰并没有什么帮助,特别是使用高频开关电源 供电时。另一个问题是,大容量电容过多,增加了上电及热插拔电路板时对电源的冲击,容易引起如电源电压下跌、电路板接插件打火、电路板内电压上升慢等问题。
综上所述,尖峰电流的抑制方法主要有改进电路设计、使用抑制电容、稳压装置设计、减少直流输出等。了解尖峰电流的产生机制以及采取哪些方法进行抑制可以提高电力设备的寿命并保证系统的稳定性。
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