電容并聯(lián)后阻抗與頻率之間的關(guān)系

單電容在電子電路中濾除高頻干擾信號往往達(dá)不到很好的效果，通?？梢酝ㄟ^多個電容并聯(lián)來解決這一問題。

相同電容并聯(lián)

N個相同電容并聯(lián)，并聯(lián)后ESR為原來的1/N，ESL也為原來的1/N，容值為原來的N倍。

相同電容并聯(lián)后的等效電容

阻抗頻率曲線為：

相同電容并聯(lián)后的頻率曲線

多個相同的電容并聯(lián)后，阻抗頻率曲線的整體形狀不變，但是各個頻率點(diǎn)的阻抗整體下移。

不同電容并聯(lián)(ESR都較小)

由于每個電容的自諧振頻率點(diǎn)不同，兩個電容的行為特征存在差異。 并聯(lián)后阻抗頻率曲線如下。

不同電容并聯(lián)

在0—f1，兩個電容都表現(xiàn)為容性，總阻抗曲線會保持原來的變化趨勢。

在>f2，兩個電容都表現(xiàn)為感性，總阻抗會比任意一個電容的稍小。

在f1—f2，就像是一個電感和一個電容并聯(lián)，構(gòu)成了LC并聯(lián)諧振電路，會在某個頻率點(diǎn)發(fā)生并聯(lián)諧振，阻抗達(dá)到區(qū)間內(nèi)最大值，我們稱之為并聯(lián)諧振峰
(位于兩條阻抗曲線交叉點(diǎn)附近)。 并聯(lián)諧振峰也叫作反諧振點(diǎn)，可以理解為是由C1的ESL1和C2形成的。

并聯(lián)諧振峰處阻抗較大，會影響并聯(lián)后的濾波效果，那么哪些因素會影響諧振峰值的大小。

在此，兩個電容并聯(lián)可以等效為：

f1f2之間電容并聯(lián)等效

則并聯(lián)諧振峰公式為：

并聯(lián)諧振峰計算公式

根據(jù)公式可得出以下三個結(jié)論：

兩電容容值差越大，諧振峰越大

當(dāng)ESR、ESL(分別代入公式中的R、L)一定時，C2容值越小(在圖上表現(xiàn)為兩電容的距離越小容差越小)并聯(lián)諧振阻抗(并聯(lián)諧振峰)越小。

容差不同電容并聯(lián)

等效串聯(lián)電感(ESL)越大，諧振峰越大。

當(dāng)ESR、C2(分別代入公式中的R、C)一定時，ESL1越大并聯(lián)諧振阻抗(并聯(lián)諧振峰)越大。

ESL大小對諧振峰的影響

ESL不僅影響電容并聯(lián)諧振峰值的大小，也影響電容的自諧振頻率，ESL變大，使阻抗在自諧振頻率點(diǎn)之后增加變快。

ESL越大，并聯(lián)諧振峰值越大，而且并聯(lián)諧振頻率越低。 一方面，由于并聯(lián)諧振峰值增大，要想滿足目標(biāo)阻抗的要求，需要增加更多的電容; 另一方面，由于諧振點(diǎn)向低頻移動，為了高頻處也能滿足目標(biāo)阻抗的要求，需要增加更多的小電容。

通常電容安裝電感會影響ESL變大，所以需要通過一些方法來預(yù)防，比如體積大的電容用多個過孔并聯(lián)，使電源過孔和地過孔盡量靠近，電容盡量靠近芯片的供電引腳減小平面的分布電感等。

等效串聯(lián)電阻ESR不宜過大或過小

假設(shè)ESL1=0.5nH、C2=0.1uF時，并聯(lián)諧振峰值Zp與ESR的關(guān)系為：

并聯(lián)諧振峰與ESR

并聯(lián)諧振峰曲線是一個中間低兩頭高的形狀，所以總有一個中間的ESR值使得并聯(lián)諧振峰達(dá)到最小值，大于或小于此中間值都會使并聯(lián)諧振峰變大。

不同電容并聯(lián)(其中有一個電容ESR過大)

當(dāng)C2 ESR過大時，阻抗特性曲線可能會落如C1中，此時并不能達(dá)到展寬低阻抗頻帶的目的，電容并聯(lián)后的曲線與C1的曲線差別不大。

ESR過大并聯(lián)無效

如果C2為MLCC，ESR會受體積的影響，比如可以將0.01μF 0603更改為0.01μF0402的封裝，或者更換更小ESR的電容，便可讓曲線不落入C1中。