作者@@：钟瑞昌@@，文章来源@@： 韬略科技@@EMC微信公众号@@
一@@. 前言@@
随着科学技术@@的发展和电子@@产品种类和数量不断增多@@，造成了日益复杂的电磁环境@@。为了控制电子@@产品的电磁辐射以及在@@电磁环境下能够稳定工作@@，世界各国组织和机构出台了许多电磁兼容@@（EMC）标准@@，为了能满足这些标准@@的要求@@，在@@产品设计过程不得不考虑电磁兼容设计@@，常见的电磁兼容设计有屏蔽@@、接地和滤波@@@@。今天分享的内容与滤波@@有关@@，是我们常见的滤波@@器件@@—电容@@。
二@@. 电容@@
电容@@作为三@@大基本电路@@188足彩外围@@app 之一@@@@，发展至今已经有了各式各样的产品形态@@，如瓷介电容@@@@（CC）、纸介电容@@@@（CZ）、铝电解电容@@@@（CD）、钽电解电容@@@@（CA）、安规电容@@以及穿心电容@@等@@，不同的电容@@形态各异@@，作用不同@@，但也有作为电容@@的通性@@。
1.电容@@的结构@@
电容@@的结构@@组成可以简单分为三@@部分@@：电极@@+介质@@+电极@@，以下是片状多层陶瓷电容@@和铝电解电容@@@@的基本结构示意图@@：
电容@@的容值计算公式为@@：
C为电容@@值@@，单位@@法拉@@F，ε为介质@@介电常数@@，S为电极@@的面积@@，d为电极@@的距离@@。
2.电容@@的特性@@
（1）频率特性@@：电容@@具有隔离直流通交流@@@@，隔离低频通高频的特点@@，可以通过电容@@的阻抗@@计算公式来看@@：
Z为阻抗@@@@，单位@@Ω，W为角频率@@，C为电容@@大小@@。通过公式可以知道@@，角频率增大@@，阻抗@@Z减小@@，体现了频率越高阻抗@@越低的特点@@。
理想的电容@@阻抗@@随频率降低@@，但在@@实际应用中@@，考虑到电路的寄生电感带来的影响@@，电容@@的频率特性@@会在@@某个频率点发生转变@@，这个频率点我们称为电容@@的谐振频率@@，计算公式如下@@@@：
（2）储能特性@@：电容@@两个极板在@@上电过程通过储存电荷@@，将电能转换为电势能@@，存储在@@电容@@两端@@，存储的能量大小计算公式如下@@@@@@：
电容@@的储能就是一@@次充电过程@@，电容@@充放电的时间常数的大小与电路中电阻@@、和电容@@本身容量有关@@，计算方式如下@@@@：
RC电路的时间常数@@：τ=RC
充电时@@：
U是电源电压@@。
放电时@@：
Uo是放电前电容@@上电压@@。
三@@. 电容@@在@@@@EMC整改中的应用@@@@
在@@EMC整改过程中@@，电容@@滤波@@是常用的手段之一@@@@@@，利用电容@@在@@@@不同频段的频率特性@@可以实现对电磁辐射的抑制@@，常用的电容@@谐振频率可以参考下表@@：
在@@整改过程中@@@@，通过滤波@@可以改变噪声的辐射路径@@，从而实现抑制电磁辐射的目的@@。针对不同的辐射频段选用不同的电容@@滤波@@@@，但是前提是先找到辐射的主要路径@@。
（1）高频辐射滤波@@@@：下面是某设备@@的辐射测试数据@@，在@@750MHz频段辐射值较高@@：
通过排查发现主要的辐射路径是串口通信接口@@，如下@@：
通过在@@接口处做电容@@滤波@@@@，滤波@@后数据如下@@@@：
（2）低频噪声滤波@@@@
在@@DCDC电源电路设计中@@，为了应对可能出现的低频噪声辐射问题@@，例如车载设备@@的传导电压法测试@@，通常需要在@@电源端预留足够的滤波@@@@，常见的电容@@滤波@@组合为@@LC滤波@@、π型滤波@@@@，滤波@@参数需要参考需要滤波@@的频段来确定@@。
LC滤波@@的谐振频率计算公式如下@@@@@@：
作为低通二@@阶滤波@@@@，在@@谐振频率点之后的频段@@，插损为@@-20db/10倍频@@。如果需要滤波@@的频点为@@500KHz，滤波@@谐振频率@@f设置为@@50KHz，那么计算出来的滤波@@参数可以实现在@@@@500KHz频点达到@@20dB的噪声抑制效果@@。
四@@. 电容@@储能@@
电容@@的储能特性@@能够为电路提供短暂的能量供给@@，在@@一@@些@@EMC抗扰类测试项目中@@，涉及电源波动抗扰度测试@@，通过储能电容@@可以让电路在@@测试过程中有足够的能量保持正常工作@@。
以电压跌落测试为例@@，电压暂降和短时中断抗扰度试验是为了模拟因为线路过载引起的长时供电电压升高或@@降低@@，或@@者其他大功率负载电流瞬间抽取的过大@@，导致输入电压瞬间下降或@@者供电短时中断@@。
要解决电压跌落的问题@@，首先要确定是哪一@@部分的电路问题@@，只有定位到具体的电路模块后@@，才能分析用哪种措施去补偿这些跌落@@。利用电容@@的储能特性@@@@，可以选择在@@负载供电端并联电容@@@@，如低@@ESR的钽电容@@或@@者电解电容@@@@。
五@@. 总结@@
无论是电路设计还是@@EMC整改设计@@，电容@@都发挥了极大的作用@@，熟练掌握电容@@的结构@@与性能很关键@@。在@@EMC整改过程中@@，电容@@只有放在@@正确的位置才能发挥出最大的效果@@，所以很多时候除了要有好的器件@@，也需要有足够的经验用于判断问题@@，进而解决问题@@。关于电容@@的更多应用@@，欢迎各位留言讨论@@、交流@@。