滤波电路设计干货——使用不同的电容组合优化滤波效果

在设计很多电源电路滤波器时,我们希望电源上的滤波器工作的带宽越宽越好。但是我们应该如何去选择电容呢?

一些常见的电容器滤波组合,比如0603 1uF和0603 0.01uF的电容滤波组合和0603 1uF和0402 0.01uF的电容滤波组合那个滤波带宽宽一些呢,他们之间又有什么区别呢,应该怎样去选择呢?

下面我们就详细的分析不同电容的滤波器组合的作用。

“0603
0603 1uF和0603 0.01uF并联滤波

讨论:

电容器件的阻抗--频率特性曲线由其电容分量和ESL分量共同决定,在封装相同的情况下,其ESL分量相同,其阻抗--频率特性曲线如下图所示;

“0603
0603 1uF和0603 0.01uF并联滤波的阻抗频率特性曲线

在封装相同的情况下,并未展宽其滤波带宽。

为了展宽其滤波带宽改进如下:

仍旧选用1uF和0.01uF的电容,但是封装改变0.01uF电容改为0402封装,1uF电容封装不变。改进后期阻抗频率特性曲线如下:

“0603
0603 1uF和0402 0.01uF并联滤波的阻抗频率特性曲线

此外,我们设计者常常喜欢把若干相同的电容并联在一起,共同作为某一个电源的滤波,这样合理吗?
其实,这样做的目的,一方面是在电源前端起到了一个“小池塘”的作用,另外一方面是为了在谐振点取得更低的阻抗。需要说明的是,这样并没有展宽滤波的带宽。详细说明如下图所示:

“同型号电容并联滤波的阻抗频率特性曲线”
同型号电容并联滤波的阻抗频率特性曲线

以上可知:

1、同型号的电容并联,在此型号的电容滤波带宽下,可以取得更好的滤波效果,但是不同展宽滤波带宽。

2、不同封装的电容并联,可以展宽电容的滤波带宽,但是对相应在很宽的带宽内的滤波效果改善不大。

3、多个同型号和不同封装的电容并联,不仅可以取得很宽的滤波带宽,还可以取得相应很宽的带宽内的滤波效果的改善。但是却会牺牲PCB板内宝贵的空间布局和加大BOM成本。

本文转载自:何雪涛硬件设计
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