中心論題：

• 電磁幹擾濾波電容器的使用方法。
• 電容引線的作用。
• 電容器中的介質參數受到溫度變化的影響。
• 電容器的電容量隨工作電壓變化。
• 使用穿心電容才能有效地濾除高頻率電磁噪聲。

• 電容並聯在信號線與地線之間起到對高頻噪聲的旁路作用。
• 選用電容時要在電壓或電容量上留出餘量解決電壓影響。
• 用金屬隔離艙將不同性質的電路隔離開避免相互騷擾。

電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)最(zui)基(ji)本(ben)的(de)元(yuan)件(jian)之(zhi)一(yi)，利(li)用(yong)電(dian)容(rong)濾(lv)除(chu)電(dian)路(lu)上(shang)的(de)高(gao)頻(pin)騷(sao)擾(rao)和(he)對(dui)電(dian)源(yuan)解(jie)耦(ou)是(shi)所(suo)有(you)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)都(dou)熟(shu)悉(xi)的(de)。但(dan)是(shi)，隨(sui)著(zhe)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)的(de)日(ri)益(yi)突(tu)出(chu)，特(te)別(bie)是(shi)幹(gan)擾(rao)頻(pin)率(lv)的(de)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao)，由(you)於(yu)不(bu)了(le)解(jie)電(dian)容(rong)的(de)基(ji)本(ben)特(te)性(xing)而(er)達(da)不(bu)到(dao)預(yu)期(qi)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)的(de)事(shi)情(qing)時(shi)有(you)發(fa)生(sheng)。本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)一(yi)些(xie)容(rong)易(yi)被(bei)忽(hu)略(lve)的(de)影(ying)響(xiang)電(dian)容(rong)濾(lv)波(bo)性(xing)能(neng)的(de)參(can)數(shu)及(ji)使(shi)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)抑(yi)製(zhi)電(dian)磁(ci)騷(sao)擾(rao)時(shi)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)的(de)事(shi)項(xiang)。

電容引線的作用
在zai用yong電dian容rong抑yi製zhi電dian磁ci騷sao擾rao時shi，最zui容rong易yi忽hu視shi的de問wen題ti就jiu是shi電dian容rong引yin線xian對dui濾lv波bo效xiao果guo的de影ying響xiang。電dian容rong器qi的de容rong抗kang與yu頻pin率lv成cheng反fan比bi，正zheng是shi利li用yong這zhe一yi特te性xing
，將jiang電dian容rong並bing聯lian在zai信xin號hao線xian與yu地di線xian之zhi間jian起qi到dao對dui高gao頻pin噪zao聲sheng的de旁pang路lu作zuo用yong。然ran而er，在zai實shi際ji工gong程cheng中zhong

，很hen多duo人ren發fa現xian這zhe種zhong方fang法fa並bing不bu能neng起qi到dao預yu期qi濾lv除chu噪zao聲sheng的de效xiao果guo，麵mian對dui頑wan固gu的de電dian磁ci噪zao聲sheng束shu手shou無wu策ce。出chu現xian這zhe種zhong情qing況kuang的de一yi個ge原yuan因yin是shi忽hu略lve了le電dian容rong引yin線xian對dui旁pang路lu效xiao果guo的de影ying響xiang。

實際電容器的電路模型如圖1所示，它是由等效電感（ESL）、電容和等效電阻（ESR）構成的串聯網絡。
  
理想電容的阻抗是隨著頻率的升高降低

，而實際電容的阻抗是圖1所(suo)示(shi)的(de)網(wang)絡(luo)的(de)阻(zu)抗(kang)特(te)性(xing)

，在(zai)頻(pin)率(lv)較(jiao)低(di)的(de)時(shi)候(hou)

，呈(cheng)現(xian)電(dian)容(rong)特(te)性(xing)，即(ji)阻(zu)抗(kang)隨(sui)頻(pin)率(lv)的(de)增(zeng)加(jia)而(er)降(jiang)低(di)

，在(zai)某(mou)一(yi)點(dian)發(fa)生(sheng)諧(xie)振(zhen)
，在(zai)這(zhe)點(dian)電(dian)容(rong)的(de)阻(zu)抗(kang)等(deng)於(yu)等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)ESR。在諧振點以上，由於ESL的de作zuo用yong，電dian容rong阻zu抗kang隨sui著zhe頻pin率lv的de升sheng高gao而er增zeng加jia
，這zhe是shi電dian容rong呈cheng現xian電dian感gan的de阻zu抗kang特te性xing。在zai諧xie振zhen點dian以yi上shang，由you於yu電dian容rong的de阻zu抗kang增zeng加jia
，因yin此ci對dui高gao頻pin噪zao聲sheng的de旁pang路lu作zuo用yong減jian弱ruo，甚shen至zhi消xiao失shi。

電容的諧振頻率由ESL和C共同決定，電容值或電感值越大，則諧振頻率越低，也就是電容的高頻濾波效果越差。ESL除(chu)了(le)與(yu)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)種(zhong)類(lei)有(you)關(guan)外(wai)
，電(dian)容(rong)的(de)引(yin)線(xian)長(chang)度(du)是(shi)一(yi)個(ge)十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)

，引(yin)線(xian)越(yue)長(chang)，則(ze)電(dian)感(gan)越(yue)大(da)，電(dian)容(rong)的(de)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)越(yue)低(di)。因(yin)此(ci)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)中(zhong)，要(yao)使(shi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)引(yin)線(xian)盡(jin)量(liang)短(duan)，電(dian)容(rong)器(qi)的(de)正(zheng)確(que)安(an)裝(zhuang)方(fang)法(fa)和(he)不(bu)正(zheng)確(que)安(an)裝(zhuang)方(fang)法(fa)如(ru)圖(tu)2所示。
      

根據LCdianluchuanlianxiezhendeyuanli
，xiezhendianbujinyudianganyouguan，haiyudianrongzhiyouguan，dianrongyueda，xiezhendianyuedi。xuduorenrenweidianrongqiderongzhiyueda，lvboxiaoguoyuehao
，zheshiyizhongwujie。dianrongyuedaduidipinganraodepangluxiaoguosuiranhao
，danshiyouyudianrongzaijiaodidepinlvfashenglexiezhen


，zukangkaishisuipinlvdeshenggaoerzengjia，yinciduigaopinzaoshengdepangluxiaoguobiancha。biao1是不同容量瓷片電容器的自諧振頻率，電容的引線長度是1.6mm（你使用的電容的引線有這麼短嗎
？）。
表1
  
電容值 自諧振頻率（MHz） 電容值 自諧振頻率（MHz）
1m F 1.7 820 pF 38.5
0.1m F 4 680 pF 42.5
0.01m F 12.6 560 pF 45
3300pF 19.3 470 pF 49
1800 pF 25.5 390 pF 54
1100pF 33 330 pF 60

jinguanconglvchugaopinzaoshengdejiaodukan，dianrongdexiezhenshibuxiwangde


，danshidianrongdexiezhenbingbushizongshiyouhaide。dangyaolvchudezaoshengpinlvquedingshi
，keyitongguotiaozhengdianrongderongliang，shixiezhendianganghaoluozaisaoraopinlvshang。
 
溫度的影響
由(you)於(yu)電(dian)容(rong)器(qi)中(zhong)的(de)介(jie)質(zhi)參(can)數(shu)受(shou)到(dao)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)，因(yin)此(ci)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)電(dian)容(rong)值(zhi)也(ye)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)。不(bu)同(tong)的(de)介(jie)質(zhi)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的(de)規(gui)律(lv)不(bu)同(tong)，有(you)些(xie)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)容(rong)量(liang)當(dang)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)時(shi)會(hui)減(jian)小(xiao)70%以上
，常用的濾波電容為瓷介質電容
，瓷介質電容器有超穩定型：COG或NPO
，穩定型：X7R，和通用型：Y5V或Z5U三種。不同介質的電容器的溫度特性如圖2所示。
     
     
     
 
從圖中可以看到，COG電容器的容量幾乎隨溫度沒有變化
，X7R電容器的容量在額定工作溫度範圍變化12%以下，Y5V電容器的容量在額定工作溫度範圍內變化70%以上。這些特性是必須注意的，否則會出現濾波器在高溫或低溫時性能變化而導致設備產生電磁兼容問題。
 
COG介質雖然穩定，但介質常數較低
，一般在10～100，因此當體積較小時，容量較小。X7R的介質常數高得多，為2000 ～ 4000，因此較小的體積能產生較大的電容，Y5V的介質常數最高，為5000 ～ 25000。

許(xu)多(duo)人(ren)在(zai)選(xuan)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)時(shi)，片(pian)麵(mian)追(zhui)求(qiu)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)體(ti)積(ji)小(xiao)

，這(zhe)種(zhong)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)介(jie)質(zhi)雖(sui)然(ran)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)介(jie)質(zhi)常(chang)數(shu)
，但(dan)溫(wen)度(du)穩(wen)定(ding)性(xing)很(hen)差(cha)
，這(zhe)會(hui)導(dao)致(zhi)設(she)備(bei)的(de)溫(wen)度(du)特(te)性(xing)變(bian)差(cha)。這(zhe)在(zai)選(xuan)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)時(shi)要(yao)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)
，尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)軍(jun)用(yong)設(she)備(bei)中(zhong)。
 
電壓的影響
電容器的電容量不僅隨著溫度變化，還會隨著工作電壓變化，這一點在實際工程必須注意。不同介質材料的電容器的電壓特性如圖3所示。從圖中可以看出，X7R電容器在額定電壓狀態下，其容量降為原始值的70%，而Y5V電容器的容量降為原始值的30%！了解了這個特性，在選用電容時要在電壓或電容量上留出餘量，否則在額定工作電壓狀態下
，濾波器會達不到預期的效果。
      
綜合考慮溫度和電壓的影響時，電容的變化如圖4所示。   
       
   
 
 
穿心電容的使用
在實際工程中，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達數百MHz，甚至超過1GHz。duizheyanggaopindediancizaoshengbixushiyongchuanxindianrongcainengyouxiaodilvchu。putongdianrongzhisuoyibunengyouxiaodilvchugaopinzaosheng
，shiyinweilianggeyuanyin，yigeyuanyinshidianrongyinxiandianganzaochengdianrongxiezhen，duigaopinxinhaochengxianjiaodadezukang，xueruoleduigaopinxinhaodepangluzuoyong

；另一個原因是導線之間的寄生電容使高頻信號發生耦合
，降低了濾波效果，如圖5所示。
        
穿chuan心xin電dian容rong之zhi所suo以yi能neng有you效xiao地di濾lv除chu高gao頻pin噪zao聲sheng
，是shi因yin為wei穿chuan心xin電dian容rong不bu僅jin沒mei有you引yin線xian電dian感gan造zao成cheng電dian容rong諧xie振zhen頻pin率lv過guo低di的de問wen題ti，而er且qie穿chuan心xin電dian容rong可ke以yi直zhi接jie安an裝zhuang在zai金jin屬shu麵mian板ban上shang，利li用yong金jin屬shu麵mian板ban起qi到dao高gao頻pin隔ge離li的de作zuo用yong。但dan是shi在zai使shi用yong穿chuan心xin電dian容rong時shi

，要yao注zhu意yi的de問wen題ti是shi安an裝zhuang問wen題ti。穿chuan心xin電dian容rong最zui大da的de弱ruo點dian是shi怕pa高gao溫wen和he溫wen度du衝chong擊ji，這zhe在zai將jiang穿chuan心xin電dian容rong往wang金jin屬shu麵mian板ban上shang焊han接jie時shi造zao成cheng很hen大da困kun難nan。許xu多duo電dian容rong在zai焊han接jie過guo程cheng中zhong發fa生sheng損sun壞huai。特te別bie是shi當dang需xu要yao將jiang大da量liang的de穿chuan心xin電dian容rong安an裝zhuang在zai麵mian板ban上shang時shi，隻zhi要yao有you一yi個ge損sun壞huai，就jiu很hen難nan修xiu複fu，因yin為wei在zai將jiang損sun壞huai的de電dian容rong拆chai下xia時shi
，會hui造zao成cheng鄰lin近jin其qi它ta電dian容rong的de損sun壞huai。

隨著電子設備複雜程度的提高，設備內部強弱電混合安裝、shuziluojidianluhunheanzhuangdeqingkuangyuelaiyueduo，dianlumokuaizhijiandexianghusaoraochengweiyanzhongdewenti。jiejuezhezhongdianlumokuaixianghusaoraodefangfazhiyishiyongjinshugelicangjiangbutongxingzhidedianlugelikai。danshisuoyouchuanguogelicangdedaoxianyaotongguochuanxindianrong
，fouzehuizaochenggelishixiao。dangbutongdianlumokuaizhijianyoudaliangdelianxianshi，zaigelicangshanganzhuangdaliangdechuanxindianrongshishifenkunnandeshiqing。weilejiejuezhegewenti，guowaixuduochangshangkaifale“濾波陣列板”，這zhe是shi用yong特te殊shu工gong藝yi事shi先xian將jiang穿chuan心xin電dian容rong焊han接jie在zai一yi塊kuai金jin屬shu板ban構gou成cheng的de器qi件jian
，使shi用yong濾lv波bo陣zhen列lie板ban能neng夠gou輕qing而er易yi舉ju地di解jie決jue大da量liang導dao線xian穿chuan過guo金jin屬shu麵mian板ban的de問wen題ti。但dan是shi這zhe種zhong濾lv波bo陣zhen列lie板ban的de價jia格ge往wang往wang較jiao高gao
，每mei針zhen的de價jia格ge約yue30元。