電容是構(gòu)成電路的基本器件之一,也是在EMC整改手段中最便利、最有效和成本最低的手段之一。而在ESD測(cè)試中,我們會(huì)遇到一些比較明顯的測(cè)試現(xiàn)象,比如機(jī)器重啟或者屏幕閃屏,而這些現(xiàn)象有時(shí)候只需要加一個(gè)電容就能解決。本篇文章就電容的這個(gè)妙用進(jìn)行探討分析。
二電容特性
要想用好電容,首先我們需要了解電容的基本特性。實(shí)際上我們用的電容都不是理想狀態(tài)下的電容,而是由等效電感ESL、等效電阻ESR和電容ESC組成,等效電路圖如下圖所示:
而下圖是電容的頻率曲線圖,可以看得出電容的效果和頻率有著密不可分的關(guān)系,而諧振頻率點(diǎn)是電容效果最好的頻率點(diǎn)。
而電容的使用頻率范圍則可以通過電容諧振頻率公式可以得出:
公式中的f0為電容的諧振頻率點(diǎn),電容的諧振頻率點(diǎn)和電容的容值和寄生電感有著密不可分的聯(lián)系。下圖是小編從村田的官網(wǎng)整理的一些常用電容對(duì)應(yīng)的的諧振頻率,在整改的時(shí)候可以參考使用。
三電容在ESD整改中的應(yīng)用
在我們實(shí)際的ESD整改中,我們有時(shí)候會(huì)加電容在某些端口或者芯片引腳進(jìn)行防護(hù),但是很多時(shí)候我們對(duì)到底加多少容值的電容卻沒有頭緒,如上一小節(jié)所說,不同容值的電容有不同的截止頻率,也就是對(duì)應(yīng)不同頻段的濾波效果。
其實(shí)我們放電槍放出的靜電也屬于共模干擾,靜電干擾的頻率公式為:
公式中的f為頻率,0.35為常數(shù),tr為上升沿時(shí)間,而我們常用的靜電槍放電模型的上升沿時(shí)間為1ns-20ns,代入公式可以得出f=350MHz-17.5MHz。所以我們?cè)卺槍?duì)靜電整改加電容的時(shí)候可以選諧振頻率在17.5MHz-350MHz區(qū)間內(nèi)的電容。
四整改案例
如圖,在對(duì)一款汽車儀表盤進(jìn)行空氣放電10KV以上的電壓放電時(shí),屏幕中間的屏幕背光會(huì)熄滅,在對(duì)該屏的背光電源分析時(shí),分別對(duì)背光電源芯片的使能腳和PWM腳用接觸放電2KV嘗試復(fù)原試驗(yàn)出現(xiàn)的背光熄滅,但都沒有成功,然后繼續(xù)在芯片的OVP(過電壓保護(hù))的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)現(xiàn),成功復(fù)現(xiàn)了背光熄滅的現(xiàn)象,但其實(shí)該引腳也有并一個(gè)100pF的電容, 但效果不佳,因?yàn)?00pF的電容諧振頻率點(diǎn)比較高,在相對(duì)低的頻率段效果沒有那么好,所以我們?cè)谠撾娙莸幕A(chǔ)上并一個(gè)820pF的電容然后在進(jìn)行空氣10K、15K、25K放電,均沒有出現(xiàn)背光熄滅的現(xiàn)象,并且再換一臺(tái)樣機(jī)測(cè)試也是能達(dá)到一致性,說明加了820pF的電容確實(shí)對(duì)靜電的抑制起到了很好的作用。
(空氣放電10KC以上時(shí)屏幕中間的背光熄滅)
(并820pF的電容)
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