主要电容应用场景可恢复保险电流，磁珠，共模电感

最新推荐文章于 2024-07-14 01:40:16 发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/guangod/article/details/127101973
本文介绍了电容在电源滤波、退耦等方面的作用，以及铝电解电容、钽电容和瓷片电容的特性和应用场景。电解电容用于电源过滤，钽电容适合高频响应，瓷片电容适用于高精度应用。还讨论了可恢复保险丝的保持电流与最大设计电流的区别，并提供了磁珠和共模电感的选型要点。

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常用器件选型


项目硬件推进过程中，一些疑惑？及对以前没留意的一些问题的思考。

电容

不同种类的电容，有什么作用？应用场景？

电源部分所使用的电解电容和CPU附近的陶瓷电容对整块主板稳定性影响是最大的。在电源部分所使用的电解电容可以对外接电源所提供的电流进行第一波过滤，CPU及内存旁边的陶瓷电容则可以进行第二波过滤，再配合以钽电容，可以在最大程度上保持电流的纯净，进而保障系统的稳定。

滤波一般使用铝电解电容。浪涌电流较小的情况下，使用钽电容代替铝电解电容效果会更好一些。作为退耦的电容，必需有很快的响应速度才能达到效果。所以使用瓷片电容。

如果滤波电路同时使用电解电容、钽电容和瓷片电容的话，把电解电容放的离开关电源最近，这样能保护钽电容。瓷片电容放在钽电容后面。这样可以获得最好的滤波效果。

退耦电容需要满足两个要求，一个是容量需求，另一个是ESR需求。也就是说一个0.1uF的电容退耦效果也许不如两个0.01uF电容效果好。而且，0.01uF电容在较高频段有更低的阻抗，在这些频段内如果一个0.01uF电容能达到容量需求，那么它将比0.1uF电容拥有更好的退耦效果。

电解电容分为铝电解电容和钽电容。了解一下它们各的缺点，设计电路时避免一下就可以了。

铝电解电容尽量不要太靠近热源。会影响电解液的挥发，影响寿命。

钽电容比较容易击穿而呈短路特性，抗浪涌能力差。

瓷片电容存放电靠的是物理反应，因而具有很高的响应速度，可以应用到上G的场合。性能最好的是C0G材质的电容，温度系数小，不过材质介电常数小，所以容值不可能做太大。而性能最差的是Z5U/Y5V材质，

最低0.47元/天 解锁文章
搞定ESD（八）：静电放电之原理图设计
记得诚
01-04 2853
ESD防护器件在不动作状态下对所保护电子电路、电子系统的功能应不造成任何影响，可以通过维持低电流以及足以在特定数据传输速率下维持数据完整性的低电容值来达成。在ESD应力冲击或者说大电流冲击条件下，ESD保护元件的第一个要求就是必须能够正常工作，要有足够低的阻抗以便能够限制受保护点的电压；其次，必须能够快速动作，这样才能使上升时间低于纳秒级的ESD电流上升时间。ESD保护元件主要有以硅技术为代表的ESD器件，如瞬态电压抑制器TVS管；以陶瓷技术为代表的ESD器件，如金属氧化物压敏电阻；
Xilinx 7系列 FPGA硬件知识系列（三）—— Bank划分及引脚定义
whm128的博客
03-06 1万+
7系列的FPGA开始才有HP BANK和HR BANK，UltraScale FPGA有HP BANK、HR BANK和HD BANK，但并不是一个FPGA中会同时包含HP/HR/HDBANK。HP：High Performance,应用于高速场景，比如DDR或其他高速差分线（不是GTX）HR：High Range,应用于宽范围I/0，最高能够支持到3.3V的电压。HD：High Density，应用于低速I/O的场景，最高速率限制在250M以内，最高电压也是支持到3.3V.
电子元器件解析之电容(二)——电容分类与应用场景
徐大康的博客
06-10 9413
本文总结了各种不同介质电容的特性，包括陶瓷电容、电解电容、薄膜电容等；同时对一些特殊场合的电容，如安规电容、穿心电容、超级电容等进行了简要说明，旨在帮助大家了解不同种类电容的特性和使用场景。
电容种类、作用、应用
kx
01-27 3422
                                   电容的种类及其作用1、              分类按照电容是否有极性可分为：无极性电容和有极性电容；按照电容容量是否可变可分为：可以分为固定电容、可变电容和微调电容；按照电容的安装方式来分可以分为直插电容和贴片电容；按照电容的构成材料来分可以分成：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体
电容、电感的作用和应用场景以及区别
千千道的博客
06-29 5119
电容的作用：储能、信号滤波、耦合和隔离、频率选择性。电感的作用：储能、滤波、振荡和调谐。
电容在电路中有多少种应用？若能想出一半，算你厉害！
lyh290188的博客
03-01 619
1. 滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。 2. 退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。 3. 旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置...
0欧电阻、磁珠的作用（转载）
jeanszu的专栏
09-01 1509
 电阻标值为0欧姆的电阻为0欧电阻。0欧电阻是蛮有用的。大概有以下几个功能：①做为跳线使用。这样既美观，安装也方便。②在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。我们可以用一个0欧的电阻来 连接这两个地，而不是直接连在一起。这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。附带提示一下，这样的场合，有时也会 用电感或者磁珠等来连接。③做保险丝用。由于PCB
【EMC优化指南】：降低电磁干扰的电容器选择与应用秘籍
本文全面探讨了电磁兼容（EMC）的基础理论及其在电容器应用中的各个方面。文章首先介绍了EMC的基本概念，然后重点分析了电容器在抑制电磁干扰（EMI）中的关键作用，包括其滤波原理、性能参数选择、物理尺寸和封装。...
EMC元器件的选择和应用技巧
10-21
选择电感时，考虑其内部磁场结构和应用场景，以减少不必要的辐射。 3. **磁珠**： - 磁珠主要用于吸收高频信号，降低信号线、电源线的电磁辐射，是抑制共模噪声的有效手段。 4. **二极管**： - 二极管在EMC设计...
元器件基础学习笔记——磁珠
weixin_50578108的博客
07-14 5360
磁珠是一种用于抑制高频噪声的被动电子组件，通常由铁氧体材料制成，这种材料具有高电阻率和高磁导率，使其能够在高频下有效地将干扰信号以热能的形式消耗掉。在电路设计中，磁珠被广泛用于信号线和电源线上，用来解决辐射和干扰问题。
详解硬件设计中电容电感磁珠
cfxzy的专栏
01-12 3727
首先让我们来介绍一下电容，常见电容器有： 　　铝电解电容器：极性，容量大，能耐受大的脉动电流，但容量误差大，泄漏电流大，适合于低频旁路、信号耦合和电源滤波等场合。 　　胆电解电容：拥有普通电解电容的特性，漏电流极小，寿命长，容量误差小，体积小，适合小型设备中。 　　薄膜电容器：是无极性电容器，用于差滤波器、积分、振荡和定时电路。 　　瓷介电容器：无极性电容适合于高频旁路。
初识EMC元器件（六）——磁珠的参数解读及选型应用
Mickey_mu的博客
03-06 1万+
磁珠的全称是铁氧体磁珠滤波器，是一种抗干扰元件，消除高频噪声效果明显。磁珠的单位是Ω，而不是H。等效于电阻和电感串联，Z=R+jX，但电阻值和电感值都随频率变化。
磁珠的原理与选择及应用
Aabcd987的博客
01-22 1万+
转载的路径        一 、磁珠的介绍 　　磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，像一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路(DDRSDRAM，RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。 磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效
电感、磁珠和0零欧电阻的区别
ads2560606的专栏
02-26 1584
电感、磁珠和零欧电阻的区别：    电感是储能元件，多用于电源滤波回路、LC振荡电路、中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHz。对电感而言，它的感抗是和频率成正比的。这可以由公式：XL= 2πfL来说明，其中XL是感抗（单位是Ω）。例如：一个理想的10mH电感，在10kHz时，感抗是628Ω；在100MHz时，增加到6.2MΩ。因此在100MHz时，此电感可以视为开路（open ci
电容的选择
子寒
06-21 1356
导读：电容是我们在电路中经常用到的无源器件，经常见到的几种有铝电解电容，滤波电容，钽电容，贴片陶瓷电容等。由于每种电容的特性决定了相应的使用场合不同。所以本文先介绍电容的基础知识，然后通过比较几种电容的区别和特点，总结出了在实际电路中选择电容的技巧。 　　一、电容的基础知识 　　1.电容的分类和作用 　　电容由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的
ESD
weixin_42133454的博客
08-10 913
静电模式 人体放电模式 human body module 机器放电模式 machine module 元件充电模式 charge device module 电场感应模式 field induced module ESD元器件 并联1~100nF高压电容，电容衰减高频信号 串联磁珠，磁珠可抑制浪涌电流 完整的地平面可耦合大部分ESD干扰 TVS Transient Voltag...
磁珠和零欧电阻
dianji2015_的博客
04-10 3354
磁珠和零欧电阻1.前言2.磁珠（bead core）3.零欧电阻 1.前言 在电源滤波时除了电阻电容，电感电容，还会有磁珠和零欧电阻的滤波。那么这俩东西到底是啥？下面进行介绍。 2.磁珠（bead core） 磁珠可以看做电感，也可以看做电阻值随频率变化的电阻器。实际电路是电感与直流电阻串联，阻值和感量都随频率变化而变化。封装既有贴片型的有也环形的。 具有以下特点： 主要工作在高频模式，低频时，直流阻抗很小，主要呈现感性，一定范围内频率越高，阻抗越大，电感减小 材料是铁氧体，高频损耗大，磁导率高 工作原理
聊一聊磁珠在电路中的作用
weixin_43772512的博客
03-29 1万+
EMI问题属于电子产品设计中最值得关注的问题之一。上一篇讲的是共模电感在电路设计中解决EMI问题的应用场景及工作原理。当然除了共模电感以外，还有很多器件会运用到电路中来解决EMI的问题。其中磁珠就是属于一项。 简介 磁珠属于EMI静噪元器件。在电路中起到了消除干扰噪声的作用。其等效于电阻电感电容串并联在电路中。其表现出的阻抗特性也会随着电路中工作频率的变化而变化。 功能 前面也说了磁珠属于EMI静噪元器件。从大的方面说是消除干扰噪声的作用。但是细说的话，其还是主要用于消除信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰
EMI之-磁珠(bead)的作用
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pan0755的博客
05-17 1万+
磁珠：磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ。 磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化
请详细介绍瞬态电流的概念
最新发布
02-26
<think>嗯，用户现在问的是“瞬态电流的概念”，需要详细介绍一下。之前他问过关于ADS仿真PCB回流路径的问题，可能是在学习电路设计或者信号完整性方面的知识。现在转向瞬态电流，可能是想更深入理解电路中的动态行为，尤其是在开关或者信号变化时的电流情况。 首先，我需要回忆一下瞬态电流的基本定义。瞬态电流应该是指电路在状态变化时出现的短暂电流，比如开关闭合或断开的瞬间，或者信号突然变化时产生的电流。这时候电路中的储能元件（如电容和电感）会有充放电的过程，导致电流的瞬间变化。 接下来要考虑用户的需求层次。用户可能是一个电子工程的学生或者刚入行的工程师，需要理解这个概念来设计或分析电路。他们可能想知道瞬态电流的物理机制、数学描述、影响因素以及如何在实际中处理相关问题，比如如何抑制瞬态电流带来的负面影响，比如电压尖峰、电磁干扰等。 需要详细说明瞬态电流的产生原因，比如电感中的电流不能突变，电容电压不能突变，这些特性导致在状态变化时出现瞬态响应。数学上可以用微分方程来描述，比如RL电路或RC电路的阶跃响应。此外，要提到实际应用中的例子，比如电源上电时的浪涌电流，MOSFET开关过程中的瞬态电流，以及这些现象对电路设计的影响。 还要注意用户之前的问题是关于PCB回流路径的，可能瞬态电流在高速电路中的回流路径变化也是一个相关点，需要稍微提一下两者的联系，比如瞬态电流可能导致回流路径的不连续，从而引起信号完整性问题。 需要检查是否有遗漏的关键点，比如瞬态电流的测量方法、仿真工具（比如SPICE或ADS中的瞬态分析），以及如何通过设计来减少瞬态电流的危害，比如使用缓冲电路、RC吸收电路等。 另外，用户可能需要具体的公式和例子来帮助理解，比如给出RL电路的瞬态电流公式，或者展示一个简单的仿真波形图。不过由于当前是文字回答，可以用数学表达式来替代图形，比如使用LaTeX公式。 还要注意区分稳态电流和瞬态电流的不同，强调瞬态电流的短暂性和可能的高幅值，以及对电路元件的潜在损害，比如过电流导致的器件损坏，或者瞬态电压引起的击穿。 最后，总结瞬态电流的重要性，以及在电路设计中的应对策略，比如合理布局、添加保护元件、选择合适的开关速度等，确保用户不仅理解概念，还能应用到实际设计中。</think>以下是关于瞬态电流的详细技术解析： --- ### **1. 物理本质与数学描述** #### **1.1 基本定义** 瞬态电流指电路状态突变时出现的时变电流，满足： $$ i(t) = I_{steady} + (I_0 - I_{steady})e^{-t/\tau} $$ 其中： - $I_{steady}$：稳态电流 - $I_0$：初始电流 - $\tau = L/R$（RL电路）或 $\tau = RC$（RC电路） #### **1.2 典型电路响应** - **RL电路阶跃响应** 开关闭合瞬间电感电流变化率： $$ \frac{di}{dt}\bigg|_{t=0^+} = \frac{V}{L} $$ *示例：12V电源驱动10μH电感，初始电流变化率1200A/μs* - **电容充电冲击电流** 空载电容上电瞬间电流： $$ i_{inrush} = \frac{V_{in}}{ESR} $$ *某470μF电解电容(ESR=0.1Ω)接5V电源，冲击电流达50A* --- ### **2. 关键影响因素** #### **2.1 寄生参数作用** - **引线电感效应** 1cm PCB走线电感约10nH，关断瞬间产生电压尖峰： $$ V_{spike} = L\frac{\Delta i}{\Delta t} $$ *某MOSFET关断时电流变化率100A/μs，导致1kV尖峰* - **分布电容耦合** 相邻导线间电容$C_{mutual}$引发串扰电流： $$ i_{crosstalk} = C_{mutual}\frac{dV}{dt} $$ *1pF互容在3.3V/ns边沿产生3.3mA瞬态电流* #### **2.2 开关器件特性** - **MOSFET米勒平台** 开关过程中栅极电荷积累导致电流瞬变： $$ Q_g = \int i_g(t)dt $$ *某SiC MOSFET的Qgd=15nC，驱动电流1A时平台持续15ns* - **二极管反向恢复** 反向恢复电荷$Q_{rr}$引起的电流脉冲： $$ i_{rr} = \frac{Q_{rr}}{t_{rr}} $$ *某快恢复二极管Qrr=30nC，trr=50ns，峰值电流0.6A* --- ### **3. 工程问题与解决方案** #### **3.1 典型故障案例** - **案例1：电机驱动器炸机** 原因：IGBT关断时di/dt=5000A/μs，母线寄生电感20nH引发100V过冲 解决：增加RC缓冲电路（R=10Ω, C=10nF） - **案例2：DDR4数据错误** 原因：地址线瞬态电流导致地弹300mV 解决：布局优化使回路电感从5nH降至2nH #### **3.2 抑制技术对比** | 方法 | 原理 | 适用场景 | 缺点 | |----------------|-------------------------------|--------------------|--------------------| | 缓冲电路 | 吸收瞬态能量 | 功率开关器件 | 增加损耗 | | 铁氧体磁珠 | 高频阻抗抑制 | 信号线滤波 | 引入直流压降 | | 星型接地 | 降低共模环路面积 | 多芯片系统 | 增加布线复杂度 | | 软开关技术 | 零电压/电流切换 | 高频电源转换 | 控制复杂度高 | --- ### **4. 先进仿真方法** #### **4.1 SPICE瞬态分析** ```spice .tran 0.1ns 100ns .model SW SW(Ron=0.01 Roff=1e6 Vt=0.5 Vh=0.1) ``` #### **4.2 场路协同仿真** - **PEEC法求解电流分布** 离散化导体为RLC单元： $$ [L]\frac{di}{dt} + [R]i + \frac{1}{[C]}\int i dt = V $$ *某电源平面谐振分析网格剖分达50万单元* - **典型案例** 某射频功放模块瞬态电流导致供电网络谐振，通过HFSS+Circuit联合仿真定位2.4GHz共振点 --- ### **5. 测量技术进展** #### **5.1 非接触式检测** - **罗氏线圈探头** 带宽可达100MHz，满足ns级瞬变测量 $$ V_{out} = M\frac{di}{dt} $$ *某型号灵敏度5mV/A，测量200A/μs时输出1V* - **磁阻传感器阵列** 空间分辨率达100μm，用于芯片级电流测绘 #### **5.2 时频域联合分析** - **短时傅里叶变换** 窗函数选择准则： $$ \Delta t \cdot \Delta f \geq \frac{1}{4\pi} $$ *分析IGBT开关过程的200ns脉宽需用高斯窗* --- ### **6. 前沿研究方向** - **宽禁带器件瞬态建模** GaN器件的电流崩塌效应： $$ \tau_{trapping} = 10^{-9} \sim 10^{-6}s $$ - **光子集成电路瞬态** 硅光调制器驱动电流响应： $$ i_{ph}(t) = P_{opt}\cdot R_{PD}\cdot (1 - e^{-t/\tau_{RC}}) $$ --- **设计建议**： 1. 对关键功率路径执行瞬态热仿真（$I^2t$积分验证安全裕量） 2. 高速信号线采用地线伴随走线，降低回路电感 3. 在PCB电源入口布置TVS管，钳位电压满足： $$ V_{clamp} < 0.8 \times V_{max\_rating} $$
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