硬件微讲堂
认证:优质创作者
所在专题目录 查看专题
面试题:共模电感上的共模信号能量最终去哪里了?
同步Buck芯片的自举电容原理解析
为什么有些Buck电路没有自举电容?
纯干货!DC-DC的电感计算公式推导过程!
电源上为什么用大小电容并联来滤波?
电源上并联大小电容,为啥经常是100倍关系?
作者动态 更多
TVS管如何选型?
6天前
TVS管和稳压管有哪些区别?尤其第1条!
3星期前
#征文#TVS管有几种关键电压?之间啥关系?
07-17 21:25
电源上并联大小电容,为啥经常是100倍关系?
06-29 22:42
电源上为什么用大小电容并联来滤波?
06-19 22:23

电源上并联大小电容,为啥经常是100倍关系?

大家好,我是硬件微讲堂。这是在电子星球的第25篇原创文章。为避免错过干货内容,一定记得点赞、收藏、分享哟。加微信hardware_lecture进群沟通交流。

上周发的关于并联电容的文章,虽然知识点很小,但阅读量和收藏量都比平时高。说明大家对这个知识点比较感兴趣。其实这个实习生问的问题比较多,今天再聊一个问题。

1、一道问题

如下图所示,先抛出来一道问题:“电源上并联10uF和0.1uF,正好是100倍关系。为什么不用1uF和0.1uF呢”。这个问题比较小众,面试中标的概率比较小,但实际使用时却经常用到。

2、隐秘的存在

说实话,刚开始听到这个问题,心里也是一激灵,这么隐秘的问题,居然也被这小伙子发现了,这小伙看问题的角度也太刁钻!但不可否认,这确实是一个不错的问题。

抱着解惑的心态,去网上搜了下,确实有一些关于这个问题的讨论。有的从滤波范围出发,有的从大小电容的高频和低频特性出发,有的是从特性阻抗出发,都有道理。

今天我们换个维度:谐振和反谐振点

3、仿真验证

了让我们的验证更有说服力,我们使用村田的在线仿真软件SimSurfing进行验证。

第一步:先搭个简单的滤波电路:0.1uF+10uF。

看下这个滤波电路的S21(插入损耗)曲线,如下图所示。

这个波形,读过前一篇文章的小伙伴肯定不陌生。不晓得有没有小伙伴疑问:为啥曲线是这个样子?

今天我们重点关注里面的谐振点和反谐振点,如下图所示:

谐振点,这个没啥说的。每个电容都有自己的谐振频率,早前的文章都说过。如下图所示,如果你看不懂,那需要麻烦你再仔细翻看下《用100nf电容滤除72Mhz干扰时钟信号,这合适么?

可是,为什么会有反谐振?

当信号的工作频率出于两颗电容的谐振频率之间,在此频率下,谐振点1对应的电容表现为感性,谐振点2对应的电容表现为容性。这样,一个感性器件和一个容性器件并联,就形成了LC并联谐振电路。LC电路在某个频点上发生谐振,反谐振点就出现了。

搞清楚这个逻辑,我们就可以理解反谐振点出现的原因。

第二步:0.1uF+1uF。

再看下滤波电路的S21曲线。

相比10uF+0.1uF波形,从上图可以明显看出:

①谐振点和反谐振点更加聚集

S21值(插入损耗)整体(绝对值)偏小

透过现象看本质:

①谐振点和反谐振点聚集,说明该滤波器(1uF+0.1uF组合)的有效滤波频段比10uF+0.1uF窄,这并不是我们想要的设计。

根据前文的分析,根据滤波器阻抗失配的原则,在有效滤波频段范围内,S21值越大,滤波效果越好。这样,10uF+0.1uF组合的S21是优于1uF+0.1uF组合。

4、总 结

今天讨论的内容比较简单,知识点也比较小。

问题:电源上并联10uF和0.1uF,正好是100倍关系。为什么不用1uF和0.1uF呢?

针对该问题,我们进行如下阐述:

①明确了谐振点和反谐振点在S21曲线上对应的位置;

②明确了反谐振点出现的内在逻辑;

③对比了两组参数的S21曲线的差异点及差异背后的影响。

今天讨论的内容,并不是说一定要100倍关系(经验值),只是这样可以更好的滤波范围拉宽,把S21曲线拉下来。而今天讨论的方法只是分析这个问题的其中一个维度,还有其他解释方法,欢迎留言讨论,表达你自己的看法。

怎么样?一个简短的问题,给出的回答可浅可深。我的助攻只能到这里,能否晋升到陆地神仙境一剑开天门,就看你的造化了!

关注“硬件微讲堂”,硬件路上不慌张!

声明:本内容为作者独立观点,不代表电子星球立场。未经允许不得转载。授权事宜与稿件投诉,请联系:editor@netbroad.com
觉得内容不错的朋友,别忘了一键三连哦!
赞 7
收藏 10
关注 222
成为作者 赚取收益
全部留言
0/200
成为第一个和作者交流的人吧