电源上为什么用大小电容并联来滤波？

1、最近公司来了不少新人，我作为一个老油条，被安排带一个实习生。大概聊了下，这小伙子底子还行。虽然经常会问一些初级问题，但有 些问题还是很发人深思的。前两天就问了一个问题，我觉得不错，有 必要聊一聊。一道问题如下列图所示，先抛出来一道问题：“电源上并联两个lOuF和两个100nF, 为什么不直接用一个22uF电容？这样还可以节省PCB空间”。这个问 题比拟小众，面试中标的概率比拟小，但实际使用时却经常用到。32二 loonF X7R32二 loonF X7R题外话能问出这个问题，说明这小伙子确实是刚入行不久，同时又具有批判 精神。为什么这么说呢？一般而言，工作过几年的工程师，要么是已经搞得很清楚，

2、要么是对 这种小细节，已经视而不见，直接忽视。相比后者，我更欣赏这小伙 子的细心。仿真比照验证有的小伙伴可能会提到电容的频率阻抗曲线，今天我们不聊这方面， 我们从滤波器的S参数维度来分析这个问题。为了让我们的验证更有说服力，我们使用村田的在线仿真软件SimSurfing 进行验证。我们假定该12V电源是由Buck电路产生，而Buck电路的开关频率为2.2MHz。为了更清楚的观察比照效果，针对该电源，我们重点关注2M- 300MHz的频率范围。第一步：先搭个简单的滤波电路：0.1uF+10uF。Simulation circuitRecommendedSIM1ElementlElement2El

3、ements wElement4ElementswElement6wElement7ElementsSIM1Ccpt，TJ.X, , X 1Circuit configurationC1C2ItemqGCM155R71H104KE02C2GCM188D70J106ME360 PlItems-*cslcvltion fRatea a 3md 1Md)f seiVStart Simulation看下这个滤波电路的S21（插入损耗）曲线，如下列图所示。Simulation resultDifferential mode Insertion lossSimulation circuitRecommen

4、ded SIM1SIM3SIM4可能这样并看不出什么。如果把电源上的两个10uF和两个O.luF合并呈一颗22uF,结果会怎样？第二步：再搭一个滤波电路，只有22uF： Start SimulationCircuit configurationElementl Element2 Elements Element4 Elements Etement6 Element? Elements+X +X +X +X +X +X X +X )SIM5 CItems7 T净i%博亚 空绅on f( RateC、.a理3m咸sei* no|y i hC1再看下滤波电路的S21曲线。Simulation res

5、ultDifferential mode Insertion loss明显可以看出，lOuF+O.luF的S21曲线在2M300MHz具有更大的插 入损耗。根据滤波器的阻抗失配原那么，滤波电路在目标频段内的插入 损耗越大越好。即：10uF+0uF在有限的频段内具有更好的滤波效果。第三步：再搭一个滤波电路：2x0.1uF+2xl0uFo我们再看下滤波电路的S21曲线。如下列图所示：三种方案中，在2M300MHz范围内，2xl0uF+2x0.1uF具有最大的插入损耗，即滤波效果最好。mp-RS-61*Sparameter Port Setting 22uF 电路的S21 曲线19100k 1M 10M100M 1G 10GFrequencyHz妄，硬件微湃堂WuR+D.Simulation resultDifferential mode Insertion loss今天讨论的内容比拟简单，知识点也比拟小。问题：电源上并联两个10uF和两个100nF,为什么不直接用一个22uF电容？本次讨论是从滤波器的插入损耗的维度进行分析，在2M300MHz目 标频段内，相对于单颗22uf电容，2xl0uF+2x0.1uF这个电容组合具有 更大的插入损耗，更有利于电源滤波。其实，滤波器插入损耗只是分析这个问题的