EMC-MLCC电容反谐振点引起的RE辐射超标

2023-11-02

MLCC电容反谐振点引起的RE辐射超标

对待RE辐射问题,可以按照干扰源,干扰路径,被干扰源,入手较多的是干扰源和干扰路径,

解决干扰源可以从展频,调频,屏蔽干扰源,增加RC snabber吸收干扰源等方向入手;

解决干扰路径的,可以分为差模干扰和共模干扰,共模干扰又分为①电流驱动型;②电压驱动型;③磁耦合型,个人总结对待共模路径问题,可以从增加共模电感,降低回流阻抗,避免将屏蔽罩/散热片不接地使用,干扰信号路径走在板子边缘,降低耦合电容等方面考虑;对待差模干扰,通过合理的使用LC/RC电路是最为常见的方向之一。

可以看到,在EMC设计过程中,电容器是应用最为广泛的元器件。对于电容,我们不得不提的是电容的寄生电感的问题,因为寄生电感的存在,进而出现了电容自谐振频率的现象,当使用频率超出了谐振频率时,我们是尽量不选择该频段的电容,厂家为了解决该问题,又改造了工艺,出现了三端电容,三端电容本文不做过多介绍,有兴趣的可以参考网上资料,本文重点讨论因为电容寄生电感的存在导致RE辐射超标的问题。

实验现象:在测试45MHz-200MHz时,发现160MHz-180MHz频段超标。

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实验分析:对照常规的电容谐振频率特性曲线,为了解决160MHz-180MH的频段,可以选用1nf的电容,但是因为在实验室debug时只找到合适的1.5nf的电容,于是将该1.5nf的电容并联在输出电源测(输出电源本身外接了10nf电容),重新测试结果如下:

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在160MHz-180MHz频段幅值有所缓解,但是在140MHz-160MHz辐射反而比以前的要高,经过研究发现,很可能是由于10nf电容和1.5nf电容并联谐振引起的,为了验证该猜想,我们在村田的官网进行仿真,得到结果如下:

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因为我们选用的不是村田的,结果可能有一些偏差,但是从该曲线可以看出,10nf的电容跟1.5nf电容在100MHz-200MHz之间的确存在一段反谐振点,于是我们尝试并联多颗10nf的电容跟1.5nf的电容,通过降低谐振点的阻抗降低该频段辐射,仿真结果如下:

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可以从仿真曲线看出,多并联相同容值的电容,既可以降低反谐振引起的幅值,也能降低谐振点阻抗。

再增加多颗相同容值的电容后,重新测试该频段,结果如下:

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测试可以通过。

总结:相同容值的电容并联可以起到既能降低自谐振点的阻抗,也能降低因为不同容值引起反谐振点的阻抗,可谓一举两得。

题外话:感谢大家的支持,收到很多读者的私信问题交流,我获益匪浅,也有很多读者私信问我一些资料获取的问题,在这儿做统一回复,我在电源网有个专栏,名字叫EMC小白,大家可以搜索关注下,很多文章在该网站也有发表,翻看到文章的末端,点击如下图标即可获取附件资料,谢谢。

参考原文:《MLCC电容反谐振点引起的RE辐射超标》

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