硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。


一、电容的容值

容值表

常用陶瓷电容容量范围:0.5pF~100uF
实际生产的电容的陶瓷容量值也是离散的,常用电容容量如下表:
硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

陶瓷电容容量从 0.5pF 起步,可以做到 100uF,并且根据电容封装(尺寸)的不同,容量也会不同。

如何选择合适的电容

选购电容器不能一味的选择大容量,选择合适的才是正确的,例如 0402 电容可以做到 10uF/10V,0805
的电容可以做到 47uF/10V,但是为了好采购、成本低,一般都不会顶格选电容。

一般推荐 0402 选 4.7uF-6.3V,0603 选 22uF/6.3,0805 选 47uF/6.3V,其它更高耐压需要对应降低
容量。

满足要求的情况下,选择主要就看是否常用,价格是否低廉。

二、阻抗-频率曲线

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

为什么会出现阻抗-频率曲线

电容都不是理想的!!!!!可以将电容等效成以下模型:

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
R:等效串联电阻
L:等效串联电感
C:理想电容

由等效模型得到电容复阻抗的计算公式:
硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

对于等效模型和阻抗-频率曲线的分析

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
很容易看出,在频率比较低(𝑤比较小)的时候,容抗远大于感抗,电容主要成容性,在频率比较高的时候,电容主要呈感性。当谐振的时候,阻抗等于等效串联电阻,此时阻抗达到最小值,如果是用来滤波的话,此时效果最好。

看曲线选电容

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
阻抗低在电容上产生的电压波动就比较小,也就是说噪声会比较小

(重点)电容去耦的两种方式分析

先提起按引入一个概念(本文下面要讲)
硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
由上图可以得到,不同的电容曲线不同,容量大的ESR要小一些,谐振频率低些,主要滤低频;容量小的ESR要大一些,谐振频率高些,主要滤高频

实际中,我们需要去耦的频率范围会比较宽,所以一个电容可能搞不定,所以我们经常用两种方式,我们来分析一下这两种方法分别达到的效果

方式一:一大一小并联

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

  • 频率较低时,两个电容都成容性
  • 频率较高时,两个电容都成感性、
    所以并联后总体阻抗曲线都会保持原来的变化趋势,因此,数值上会比任意一个电容都小。
    但是在频率位于f1和f2之间时,大电容呈感性,小电容呈容性,两者并联就像一个电感和一个电容并联,构成了LC谐振电路,如下图所示:
    硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
    会在某一点阻抗很大,如果负载刚好落在这个频率,会导致电压波动超标,所以,需要选好电容搭配

方式二:多个同容值并联

n个相同的电容并联,谐振频率和单个电容一样,但是在谐振点处的阻抗是原来的n分之一
硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

需要注意:实际中安装电感(引线电感和过孔引入的电感等)会导致谐振频率降低

三、ESR

关心的场景

在电源设计中,我们会关注电压纹波的大小,电源纹波太大会对系统造成影响。所以在设计时需要评估纹波大小,根据DCDC原理,可以得到纹波计算公式:

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
当ESR增大时,公式计算结果会变大(输出纹波大小和ESR正相关)

影响ESR的因素

  1. 频率
    根据ESR-频率曲线(如下)
    硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

ESR值受频率影响很大,并且基本在电容自谐振频率处最小。以10uF电容为例:100hz时3欧,800Khz是是3毫欧,相差了一千倍。
硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
开关电源频率通常在100Khz-2Mhz。陶瓷电容的ESR较小,所以DCDC通常使用陶瓷电容

  1. 不同容量大小的MLCC的ESR值是不同的
    硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发

可以通过村田官网查询准确的ESR值

由上表可以大概推测,但是想知道准确的可以去村田官网
查询ESR方法:https://www.bilibili.com/video/BV1wT4y1J7oL/

四、谐振频率

常见电容的谐振频率表

硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二),硬件基础,学习,单片机,硬件工程,嵌入式硬件,fpga开发
C减小,谐振频率F增大。这也解释了我们常说的:小电容滤高频,大电容滤低频

注意

第二点已经提到需要注意:实际中安装电感(引线电感和过孔引入的电感等)会导致谐振频率降低

本文为学习课程“硬件工程师练成之路”的笔记文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-538279.html

到了这里,关于硬件学习笔记(器件篇)—— MLCC(二)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 100、基于STM32单片机自动跟随小车 红外遥控控制小车避障模式 跟随模式设计(程序+原理图+PCB源文件+流程图+硬件设计资料+元器件清单等)

    智能小车通过各种感应器获得外部环境信息和内部运动状态,实现在复杂环境背景下的自主运动,从而完成具有特定功能的机器人系统。而随着智能化电器时代的到来,它们在为人们提供的舒适的生活环境的同时,也提高了制造智能化电器对于人才要求的门槛。智能小车是集

    2024年02月15日
    浏览(61)
  • 97、基于stm32单片机智能药箱药盒温湿度体温光照时钟wifi手机APP监控(程序+原理图+PCB源文件+手机APP源码+硬件设计资料+元器件清单等)

    单片机类型选择 方案一:可以使用现在比较主流的单片机STC89C5单片机进行数据处理。这款单片机具有的特点是内存和51的单片机相比多了4KB内存,但是价格和51单片机一样。并且支持数据串行下载和调试助手。此款单片机是有ATMEL公司生产,可用5V电压编程,而且擦写时间仅需

    2024年02月13日
    浏览(37)
  • 单片机电子元器件-按键

    按键上有 四个引脚 1 2 、  3  4  按下之后 导通  1 3 、 2 4  初始导通 通常按键开关为机械弹性开关,开关在闭合不会马上稳定的接通,会有一连串的抖动 抖动时间的长短有机械特性来决定的,一般为5ms 到10 ms 。 硬件消抖 软件消抖 一般按下状态,说明按键已经按下,延时

    2024年02月10日
    浏览(27)
  • 单片机电子元器件-数码管

    把所有数码管的阳极接到一起形成公共阳极COM 数码管 共阳极COM 接到 5V 电源 把所有数码管的阴极接到一起形成公共阴极COM 数码管 共阴极COM 接到 地 GND 上  八段 数码管 和 七段数码管, 多了一个 小数点 DP 一个数码管有 10 个引脚  ,显示 8  字  一个数码管 有8个小的发光二

    2024年02月10日
    浏览(44)
  • 学习笔记|串口通信的基础知识|同步/异步|RS232|常见的串口软件的参数|STC32G单片机视频开发教程(冲哥)|第二十集:串口通信基础

    百度百科:串口通信的概念 什么是通信? 例如U盘和电脑,我们电脑需要往U盘存东西,而U盘上只有四个触点,除去一个电源一个地,只剩下两个引脚了。此时我们坑定不能像点亮LED那样单纯的给他两个引脚上输出个高低电平就能写数据了对吧。总不至于输出一个高电平就能

    2024年02月07日
    浏览(39)
  • 51单片机学习笔记_6 IO通信:电脑与单片机之间的通信

    单片机还可以通过IO口实现多种通信。 串行通信 :一条数据线,一次发1bit,发很久。 并行通信 :多条数据线,同时发送,发的速度快多了但是费用高、接收困难、抗干扰性差。 异步通信 :发送和接收方时钟可以不用完全一致。 同步通信 :发送和接收方时钟要完全一致。

    2024年02月08日
    浏览(36)
  • 51单片机入门教程学习笔记

    基于江科大自化协B站教学视频《51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门》 单片机,英文Micro Controller Unit,简称MCU 内部集成了CPU、RAM、ROM、定时器、中断系统、通讯接口等一系列电脑的常用硬件功能 单片机的任务是信息采集(依靠传感器)、处理(依靠CPU)和

    2024年02月05日
    浏览(35)
  • 单片机学习笔记---红外遥控(外部中断)

    目录 红外遥控简介 硬件电路 基本发送与接收 NEC编码​​​​​​​ 遥控器键码 复习外部中断和定时器 红外遥控是利用红外光进行通信的设备,由红外LED将调制后的信号发出,由专用的红外接收头进行解调输出 通信方式:单工,异步 红外LED波长:940nm 通信协议标准:NEC标

    2024年02月22日
    浏览(25)
  • 51单片机学习笔记-15 红外遥控

    [toc] 注:笔记主要参考B站江科大自化协教学视频“51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门”。 注:工程及代码文件放在了本人的Github仓库。 15.1.1 红外遥控器 红外遥控是利用红外光进行通信的设备,由 红外LED 将调制后的信号发出,由专用的红外接收头进行解

    2024年02月04日
    浏览(35)
  • 51单片机学习笔记-4矩阵键盘

    [toc] 注:笔记主要参考B站江科大自化协教学视频“51单片机入门教程-2020版 程序全程纯手打 从零开始入门”。 注:工程及代码文件放在了本人的Github仓库。 在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式。采用逐行或逐列的“扫描”,就可以读

    2024年02月06日
    浏览(38)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包