當(dāng)頻率很高時,電容不再被當(dāng)做集總參數(shù)看待,寄生參數(shù)的影響不可忽略。寄生參數(shù)包括Rs,等效串聯(lián)電阻(ESR)和Ls等效串聯(lián)電感(ESL)。
電容器實際等效電路如圖1所示,其中C為靜電容,1Rp為泄漏電阻,也稱為絕緣電阻,值越大(通常在GΩ級以上),漏電越小,性能也就越可靠。因為Pp通常很大(GΩ級以上),所以在實際應(yīng)用中可以忽略,Cda和Rda分別為介質(zhì)吸收電容和介質(zhì)吸收電阻。介質(zhì)吸收是一種有滯后性質(zhì)的內(nèi)部電荷分布,它使快速放電后處于開路狀態(tài)的電容器恢復(fù)一部分電荷。
ESR和ESL對電容的高頻特性影響最大,所以常用如圖1(b)所示的串聯(lián)RLC簡化模型,可以計算出諧振頻率和等效阻抗:
▲圖1 去耦電容模型圖
電容器串聯(lián)RLC模型的頻域阻抗圖如下圖2所示,電容器在諧振頻率以下表現(xiàn)為容性;在諧振頻率以上時表現(xiàn)為感性,此時的電容器的去耦作用逐漸減弱。同時還發(fā)現(xiàn),電容器的等效阻抗隨著頻率的增大先減小后增大,等效阻抗最小值為發(fā)生在串聯(lián)諧振頻率處的ESR。
▲圖2 電容器串聯(lián)RLC模型的頻域阻抗圖
由諧振頻率式(4-8)可得出,容值大小和ESL值的變化都會影響電容器的諧振頻率,如圖3所示。由于電容在諧振點的阻抗最低,所以設(shè)計時盡量選用fR和實際工作頻率相近的電容。在工作頻率變化范圍很大的環(huán)境中,可以同時考慮一些fR較小的大電容與fR較大的小電容混合使用。
▲圖3 容值和ESL的變化對電容器頻率特性的影響
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原文標(biāo)題:電容頻率的這些小特點,你們都知道嗎?
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