關(guān)于電容自諧振頻率的驗證淺析

一前言

電容是構(gòu)成電路的基本器件之一，也是解決電磁兼容問題最有效、最經(jīng)典的手段，但是很多時候也是造成電磁兼容問題的根源。為了使電容成為解決問題的有效手段，避免成為造成問題的原因，我們需要了解電容實際應(yīng)用的一些特性。本篇我們學(xué)習(xí)電容重要特性之一的自諧振頻率。

二電容等效電路

對于交流信號來說（特別是頻率越高的時候），電容由于寄生參數(shù)（結(jié)構(gòu)、引線、布線等）的原因，不可能是一個理想的電容特性。電容在實際應(yīng)用時的等效電路如下圖，是等效電阻ESR、等效電感ESL、電容C是串聯(lián)在一起，這是一個典型的RLC串聯(lián)諧振電路。

下圖為RLC串聯(lián)諧振電路的頻率響應(yīng)曲線，fs是電容的時間自諧振頻率，是由下面的公式計算的：

根據(jù)頻響曲線可以看到，在直流或低頻時，電容的自諧振頻率，對電容特性本身的影響不大。但是當(dāng)工作頻率接近自諧振頻率時，容抗會越來越小，即電容性越來越?。ㄊル娙葑饔茫?，漸漸地成為一個單純的電阻（當(dāng)工作頻率在自諧振頻率時）。當(dāng)工作頻率超過自諧振頻率時，此時電容器相當(dāng)于一個電感，也失去了電容作用。當(dāng)電容不再是一個“電容”，這對于電容電路來說就失去了它本身的作用。所以對于自諧振頻率來說，需要理解其對于電容本身的影響，這樣才能避免在實際應(yīng)用中“失誤”。

根據(jù)自諧振頻率計算公式，當(dāng)電容量一定的情況下，等效電感ESL是很重要的因素。等效電感ESL過大會降低自諧振頻率，也就是在特定的頻率下，電容的作用會大大減小。

所以很多時候電容沒有起到應(yīng)有的作用。以及在某些情況下，電容串聯(lián)使用（由于走線長，ESL增大），增大的ESL還會與其他電路產(chǎn)生諧振，出現(xiàn)不必要的干擾。在實際應(yīng)用的時候，經(jīng)?？吹剑?dāng)電路中一定需要一個大容量的電容的時候，通常會用幾個小一點的電容并聯(lián)。因為，這樣會使總寄生電感減小。

三結(jié)語

為了在實際應(yīng)用中讓電容發(fā)揮該有的作用，一方面我們需要控制ESL，比如引線和走線長度、避免串聯(lián)使用情況和使用更小ESL電容器。另一方面，當(dāng)工作頻率較高，而電路又需要較大電容時，可以將多個小電容并聯(lián)。并聯(lián)后的總ESL會減小，從而拓寬應(yīng)用頻率范圍。
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