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多层陶瓷电容的应用

发布时间:2020-06-30 18:21:20 阅读: 来源:酚醛泡沫保温板厂家

消除干扰

EMC MLCC(电磁兼容片式多层陶瓷电容)为设备和I/O端口的供电线和数据线提供电磁干扰抑制方案。视乎于应用的不同,电磁兼容电容器能带来数种好处。因为只有干扰电流而非有用的电流流经这类电容,所以在工作电流较大的电路中可以使用容值相对较小的电容。特别是片式多层陶瓷电容,如用于电磁干扰的抑制,尺寸可以做到1206,0805甚至更小。此外,根据不同应用,多达四个电容器可以集成到一个称为阵列的元件中。片式多层陶瓷电容在电磁兼容应用中所表现出的高性价比和可靠性,主要归功于其低串联等效电阻,低串联等效电感以及低电感值——这些数值可以通过适当的设计进一步降低。

消除寄生电感

虽然常规的片式多层陶瓷电容的寄生电感比较低,然而,和电容串联在一起工作时,随着工作频率的不断增高,寄生电感会阻碍干扰信号的对地放电。寄生电感是电容充放电过程中流经电容内部电极的电流所产生的磁场引致的。在电容充电的过程中,从一个电极流出的电流和流入另一个电极的电流方向是一致的。因此两个电极产生的磁场的方向也一致。这些磁场叠加在一起就构成了电容寄生电感的主要部分。

图1:寄生电感的产生和抑制 (普通电容充电过程中产生的磁场方向是一致的)

(EMC MLCC产生的磁场相互抵消)

爱普科斯(EPCOS) 的EMC单,双和四电容MLCC基本消除了不受欢迎的寄生电感。这归功于其特殊的设计:和普通电容有两个端子不同,单电容MLCC每边各一个端子,共有四个端子。相对的两个端子各由内部电极连接在一起。每一对端子的电压相同,并且与相应的连接点或地相连。

图2:EMC电容内部结构(内部电极连接到电容相对的两个边)

当电容充电时,电子同时从电容相对的边流向相连的电极。因为电流从电容的相对的边流入,方向相反,所以产生的磁场基本上相互抵消了。同样,在另一个电极上,电流从电容相对的边流出,产生的磁场也基本上相互抵消了。

由于寄生电感基本上全部抵消,EMC电容的衰减特性在千兆赫兹时仍非常好。

图3:衰减对比(特殊EMC电容具有更好的衰减特性)

特别之处:两个相匹配的电容值

图4:匹配(用于数据线信号的EMC电容,它们的容值必须一致)

在数据线应用中,对电容的容值有一个重要的额外要求:为了避免产生信号相移,两条相关的数据线必须用电容值完全一致的电容来进行衰减。普通精度的电容是无法满足这一点的。通常,相对偏差非常小的MLCC无法直接生产出来,必须经过筛选步骤。为此,特别用于数据线电磁干扰抑制的EMC双电容MLCC是配对生产的。虽然此两个电容的容值会有个绝对偏差值,但是它们之间相对的容值偏差非常小,小于1%,可以满足上面提及的数据线衰减的额外要求。这种电容值匹配是通过设计实现的,因此不需要进行筛选,这也降低了成品率的风险。

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