MLCC电容、铝电解电容、电感、磁珠的阻抗曲线

1.MLCC

电容选取常用的220uF，47uF，100nF，10nF来比较，型号选取具有随机性，具体选型请参考厂商推荐。

220uF

（GRM31CC80E227ME11）

47uF

(GRM21BR60J476ME01)

100nF 

(GCM21BR72A104KA37)

10nF 

(GRM033R71C103KE14)

小信号分析模型搭建如下：

我们来看看4个电容并联的情况，小信号分析模型搭建如下：

2. 铝电解电容
 

由于通用铝电解电容（Al2O3）的ESR，手册是不会给出的，铝电解电容器的ESR由三部分组成，(i)氧化铝薄膜的介电损耗，(ii)电解液浸渍间隔纸的电阻，(iii)电极箔金属部件、导片等的欧姆电阻。至于(i)介电损耗，它是由氧化膜极化响应的延迟引起的。手册通常给出120Hz的介电损耗，由于由介电损耗引起的电阻分量与电抗Xc成正比(比例系数对应于氧化膜的loss tan)，因此该电阻与频率倒数成正比。

因此，在较低的频率范围内，介电损耗分量在ESR值中占主导地位，这对额定纹波电流(指定为100Hz/120Hz)和商用电源的耗散计算非常重要。

铝电解等效电路原理图:

C：理想电容   R：等效串联电阻（ESR）  L：等效串联电感
 

虽然对于标准品铝电解ESR不给出，但是对于铝电解高分子电容会给出100KHz的ESR，不过我在下载了尼吉康的SPICE模型后发现，高分子的电解电容低频ESR仍然很大，对于DCDC开关频率从100KHz~10MHz应用是没有问题的。
 

小信号分析模型搭建如下：

3. 电感

18nH（LQG15HH18NG02）

小信号分析模型搭建如下：

4. 磁珠

对于磁珠的理解，我都是建立在参考电路上面的，从阻抗曲线来看，确实低频阻抗低，高频阻抗比较高，对高频抑制作用较大。

举例来说，如果选择TDK的磁珠，首先看用途，如果是信号线用，就选下表型号：

如果是电源线用，就选下面型号：
 

如果都定下来了，就选择具体的使用频段，温度范围，对应100MHz的阻抗是否能满足就行，反正作为EMC抑制器件，不光靠一个磁珠就能解决问题的，把每个模块的辐射/抗扰做到尽量好就可以了。
 

示例：MPZ1005S100CTD25

小信号分析模型搭建如下：

 

最后，附上LTspice导入模型的示例，方便大家使用。

以电感18nH（LQG15HH18NG02）为例，

首先进入Murata官网打开Simsurfing工具。
 

进入后点击高频用电感器，电容选择多层陶瓷电容器。
 

第一步找到对应18nH（LQG15HH18NG02），第二步下载Spice模型；
 

打开LTspice，打开刚刚下载的Spice模型文件。

在元器件名称上面右击，并生成元器件
 

点击“是”，会成功生成2端口元器件，保存后即可调用；
 

最后，如何调用按如下步骤操作，4是最终的结果。

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审核编辑 黄宇