В предыдущей статье “Улучшение результатов тестирования электромагнитной совместимости с помощью реалистичного моделирования электромагнитных фильтров” мы обсуждали важность включения паразитных элементов в модели анализа электромагнитных помех. Здесь мы покажем вам, как извлечь эти паразитные значения из спецификации компонента, используя конденсатор в качестве примера

Это действительно довольно просто.

Модель конденсатора

Реальные конденсаторы имеют индуктивность и сопротивление последовательно с емкостью и индуктивность утечки параллельно. Значения эквивалентной последовательной индуктивности (ESL), эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и сопротивления утечке варьируются в зависимости от типа, значения и размера конденсатора.

Когда емкостное и индуктивное реактивные сопротивления равны, конденсатор саморезонирует. На частотах ниже его собственной резонансной частоты доминирует емкость, а полное сопротивление реального конденсатора уменьшается с увеличением частоты. Выше частоты собственного резонанса преобладает ESL, а импеданс увеличивается. На частоте собственного резонанса импеданс равен ESR.

Техническое сопротивление

Большинство спецификаций конденсаторов содержат график зависимости импеданса конденсатора от частоты. Часто импеданс конденсаторов разных значений отображается на одном и том же графике.

Приведенные ниже таблица и график из спецификации многослойной керамики AVX показывают свойства конденсатора и полное сопротивление для конденсаторов в диапазоне значений от 2,2 нФ до 47 нФ.

Извлечение элемента

Давайте извлекем значения элементов для конденсатора емкостью 10 нФ.

Емкость

Это просто. Это 10 нФ, красная линия на графике выше.

Ниже примерно 100 МГц полное сопротивление конденсатора определяется в первую очередь значением емкости. Другие паразитические элементы оказывают незначительное влияние.

ESL – Эквивалентная последовательная индуктивность

Выше примерно 300 МГц импеданс конденсатора определяется его ESL. Извлечение ESL происходит очень просто. Из прямой части графика над частотой саморезонанса мы можем оценить, что полное сопротивление составляет 1,5 Мом при частоте 3 ГГц. ESL определяется следующим уравнением.

ESR – Эквивалентное последовательное сопротивление

На частоте саморезонанса конденсатора, нижней точке его импедансной кривой, его импеданс равен его ESR. Для cap на 10 нФ минимальное сопротивление составляет около 200 МГц, где его значение составляет 60 Мом. Таким образом, ESR составляет 60 Мом.

Сопротивление утечке

Сопротивление утечке обычно указывается в техническом описании. Здесь оно указано как сопротивление изоляции, равное 1000 Ммом.

Проверьте результаты

EMI Analyst имеет встроенные модели для реальных компонентов. Модель конденсатора показана ниже.

Используя значения, полученные выше, график импеданса конденсатора хорошо согласуется с таблицей данных, подтверждая, что паразитные элементы, извлеченные из таблицы данных, верны.

Улучшенный анализ электромагнитной совместимости

Использование реалистичной модели конденсатора повышает точность анализа электромагнитной совместимости, причем не только при расчете фильтра электромагнитных помех, но и при расчете выбросов и восприимчивости, когда конденсатор является частью схемы.

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со следующими полезными ссылками:

Улучшите результаты тестирования электромагнитной совместимости с помощью реалистичного моделирования электромагнитных фильтров
Вносимые потери электромагнитного фильтра: Как сопротивление цепи влияет на производительность электромагнитного фильтра
Анализ электромагнитной совместимости: Как рассчитать вносимые фильтром потери
http://www.avx.com/docs/techinfo/CeramicCapacitors/parasitc.pdf

Вы должны войти в систему, чтобы оставить комментарий.