EMC缓解措施：利用电容器

电容器可能是解决电磁兼容性 （EMC） 问题的最佳工具。用最简单的术语来说，电容器的功能是阻挡直流信号，同时为交流信号提供低阻抗路径，并为IC提供本地能量来源。但是，这些组件绝非简单，将它们添加到设计中可能会产生意想不到的副作用。

到目前为止，“EMC缓解”子系列已经探讨了如何利用电感器、电阻器和铁氧体磁珠来提高电子电路设计中的EMC性能。但是，在管理系统中不需要的噪音流量时，我一直将最好的组件留到最后。这篇文章将介绍电容器在EMC设计中的一些基本影响，以及如何选择合适的电容器进行EMI抑制。

实际电容器的寄生元件

在理想情况下，电容器将具有奇异的电抗值，因此，随着频率的增加，电抗会降低（Eq1）。

等式 1.电容电抗

不幸的是，完美电容器的概念是一个理论概念。就像上一篇博客中的铁氧体磁珠一样，实际的电容器远非完美，可能会引入意想不到的不太理想的电阻，例如等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）。ESR和ESL被认为是“寄生”元件，因为它们对电容器的性能有不良影响。图1所示为电容器的等效电路。

图1.电容器的等效电路

更复杂的是，ESR和ESL的值不是常数。它们会根据电容器封装的尺寸、所用电介质材料的类型和引线等因素而波动。因此，在实际应用中处理电容器时，必须考虑这些寄生元件，以确保整个电路的高效运行。那你怎么能做到这一点呢？

如何选择合适的电容器

秘密在于电容器的谐振频率。谐振频率处的阻抗是电容器的最低阻抗。请记住，目标通常是为交流信号提供低阻抗路径，这是引导EMI噪声的简单路径。

谐振频率由电容C和ESL决定。在此频率下，电容电抗和感抗基本上相互抵消，电容器的阻抗由ESR决定。图2演示了典型100nF、0603电容的图<>。

图2.0603、100nF 电容器的阻抗曲线 （GCJ188R71C104KA01） [1]

在自谐振以下，电容器看起来是电容性的，阻抗随频率而降低。在自谐振以上，电容器看起来是感性的，并且阻抗随频率增加。通过选择具有与不需要的噪声频率相对应的串联自谐振频率的元件，可以最大限度地提高电容器的性能。确保设计中目标的最高噪声频率等于或小于电容器的谐振频率。

进一步考虑：表面贴装电容器的电感

在针对EMC进行设计时，您可以考虑使用表面贴装电容器来滤除EMI。电容器通常用于EMC缓解，以将能量分流到地并减小电流环路的尺寸，在这方面，表面贴装类型与任何其他电容器没有什么不同。

由于表面贴装电容器尺寸紧凑且没有引线，其电感比引线电容器低得多，从而提高了其作为高频电容器的效率，换句话说，它们具有更高的谐振频率。通常，电容器的封装或外壳越小，电感越低。我们知道，RF噪声通常遵循电感最小的路径;因此，选择最佳电容器意味着最小化噪声频率下的串联电感，并为EMI噪声离开系统提供“最小电阻路径”。

审核编辑：郭婷