电容并联与谐振峰
时间:2023-03-31来源:佚名
1. 相同容值电容的并联: 多个相同的电容并联后,阻抗曲线的整体形状不变,仍保持为一个大"V"型,但是各个频率点的阻抗整体下移减小。
并联谐振峰是PDN网络设计中最重要的指标之一,谐振峰处很容易超过目标阻抗。 1. 容值差对谐振峰的影响 两个并联的电容,电容差值的大小直接影响到谐振峰的大小。三种电容的组合: 随着电容差值的增大,并联谐振峰也增大。 2. ESR对谐振峰的影响 在并联谐振点附件,两个电容并联可以等效为下图。为了观察ESR的影响,我们假设两个电容的ESR相同,都等于R。并联谐振点阻抗可表示为:假设两颗电容值分别为0.1uF, 1uF. 上图中L=0.5nH, C=0.1uF.并联谐振峰值Zp与R的关系为: 当ESR=70mohm时,Zp最小,ESR<70mohm时,随着ESR减小,谐振峰值反而增大。 3. 安装电感对谐振峰的影响 VRM的简化模型如下: VRM的阻抗曲线:从低频到BW, VRM为低阻状态,能够满足芯片瞬态的电流需求。但是在更高的频率,VRM的阻抗以感抗为主导,导致电源不能满足稍高频瞬态的电流需求。 从负载端向PDN系统看进去,VRM和大容量的电容之间也是并联关系,同样会产生并联谐振。(某个频段,VRM表现为感性,CAP表现为容性,产生谐振)假设VRM的内阻R=1mohm, L=20nH. 输出电容为10颗330uF的电容,ESL=4nH. ESR在1mohm-50mohm内,针对ESR进行扫描分析,得到并联谐振峰和电容ESR的关系曲线。可以看到,谐振峰随ESR降低而增大。 下图为VRM和电容并联,用两种ESR值得到的阻抗包络线。 |