多層陶瓷電容的應用

消除干擾

　　EMC MLCC(電磁兼容片式多層陶瓷電容)為設備和I/O端口的供電線(xiàn)和數據線(xiàn)提供電磁干擾抑制方案。視乎于應用的不同，電磁兼容電容器能帶來(lái)數種好處。因為只有干擾電流而非有用的電流流經(jīng)這類(lèi)電容，所以在工作電流較大的電路中可以使用容值相對較小的電容。特別是片式多層陶瓷電容，如用于電磁干擾的抑制，尺寸可以做到1206，0805甚至更小。此外，根據不同應用，多達四個(gè)電容器可以集成到一個(gè)稱(chēng)為陣列的元件中。片式多層陶瓷電容在電磁兼容應用中所表現出的高性?xún)r(jià)比和可靠性，主要歸功于其低串聯(lián)等效電阻，低串聯(lián)等效電感以及低電感值——這些數值可以通過(guò)適當的設計進(jìn)一步降低。

消除寄生電感

　　雖然常規的片式多層陶瓷電容的寄生電感比較低，然而，和電容串聯(lián)在一起工作時(shí)，隨著(zhù)工作頻率的不斷增高，寄生電感會(huì )阻礙干擾信號的對地放電。寄生電感是電容充放電過(guò)程中流經(jīng)電容內部電極的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)引致的。在電容充電的過(guò)程中，從一個(gè)電極流出的電流和流入另一個(gè)電極的電流方向是一致的。因此兩個(gè)電極產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向也一致。這些磁場(chǎng)疊加在一起就構成了電容寄生電感的主要部分。

圖1：寄生電感的產(chǎn)生和抑制
  
　
（普通電容充電過(guò)程中產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向是一致的）  

　
（EMC MLCC產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消）

　　愛(ài)普科斯(EPCOS) 的EMC單，雙和四電容MLCC基本消除了不受歡迎的寄生電感。這歸功于其特殊的設計：和普通電容有兩個(gè)端子不同，單電容MLCC每邊各一個(gè)端子，共有四個(gè)端子。相對的兩個(gè)端子各由內部電極連接在一起。每一對端子的電壓相同，并且與相應的連接點(diǎn)或地相連。

　
圖2：EMC電容內部結構
 
（內部電極連接到電容相對的兩個(gè)邊）

　　當電容充電時(shí)，電子同時(shí)從電容相對的邊流向相連的電極。因為電流從電容的相對的邊流入，方向相反，所以產(chǎn)生的磁場(chǎng)基本上相互抵消了。同樣，在另一個(gè)電極上，電流從電容相對的邊流出，產(chǎn)生的磁場(chǎng)也基本上相互抵消了。

　　由于寄生電感基本上全部抵消，EMC電容的衰減特性在千兆赫茲時(shí)仍非常好。

　
圖3：衰減對比
 
（特殊EMC電容具有更好的衰減特性）

特別之處：兩個(gè)相匹配的電容值

　
圖4：匹配
 
（用于數據線(xiàn)信號的EMC電容，它們的容值必須一致）

　　在數據線(xiàn)應用中，對電容的容值有一個(gè)重要的額外要求：為了避免產(chǎn)生信號相移，兩條相關(guān)的數據線(xiàn)必須用電容值完全一致的電容來(lái)進(jìn)行衰減。普通精度的電容是無(wú)法滿(mǎn)足這一點(diǎn)的。通常，相對偏差非常小的MLCC無(wú)法直接生產(chǎn)出來(lái)，必須經(jīng)過(guò)篩選步驟。為此，特別用于數據線(xiàn)電磁干擾抑制的EMC雙電容MLCC是配對生產(chǎn)的。雖然此兩個(gè)電容的容值會(huì )有個(gè)絕對偏差值，但是它們之間相對的容值偏差非常小，小于1%，可以滿(mǎn)足上面提及的數據線(xiàn)衰減的額外要求。這種電容值匹配是通過(guò)設計實(shí)現的，因此不需要進(jìn)行篩選，這也降低了成品率的風(fēng)險。