高频电容

高频电容基本上由无源元件组成、有源器件和无源网络。高频电路中使用的元件的频率特性不同于低频电路中使用的元件的频率特性。高频电路中的无源线性元件主要是电阻（器）电容（器）和电感（器）

CBB电容（如WIMA电容），云母电容[如金、银云母电容）单片电容都是高频电容。

高频电容和低频电容的区别是由它的材质和结构决定的，而不是容量决定的。

高频电容适用于高频滤波场合 -如电脑主板和开关电源的二次输出整流，低频电容适用于低频滤波场合-例如，交流整流后的 滤波。

1、高Q C0G系列MLCC属于微波陶瓷多层片式陶瓷介质电容器；

2、采用顺电微波介质材料；

3、具有极高的稳定性，电容几乎不受时间影响、交流、直流信号的影响；

4、它具有极低的介电损耗，即极高的Q值和超低的ESR。

5、适用于要求Hi-Q、超低ESR射频微波电路。

在考虑变压器绕组导体电位分布的情况下，分析了开关电源中高频变压器的电场储能和共模电磁干扰发射特性。指出单端口输入电容用于描述电场储能效应，双端口转移阻抗电容用于描述共模电磁干扰发射效应，并提出了相应的参数计算方法。在此基础上，建立了一种新的高频变压器电容效应模型，该模型能够同时兼顾变压器电场储能和共模噪声抑制的特性，能够合理地揭示共模噪声电流在变压器中的流动机理。实验和仿真结果验证了理论分析和模型。

现有变压器型号介绍

常用的变压器模型包含三个集总电容，一次绕组电容C二次绕组杂散电容C一次绕组和二次绕组之间的杂散电容C、C。其中c和c分别反映变压器初级和次级侧存储的电场能量，c、c代表变压器原副边的电场耦合能力，是影响共模电流的重要因素之一，也是电磁干扰分析中的关键参数。

在开关电源的电磁干扰分析中，变压器原副边之间的电容c、c是共模干扰噪声的重要通道，对该电容的测量和估计是准确预测共模噪声并采取有效抑制措施的前提。以往直接测量变压器一二次侧得到的电容在实际电路分析中存在很大问题，如用LCR表直接测得的C、c不能考虑变压器绕组线圈上电位分布的影响，其电容值仅由绕组的相对面积绕组间距等结构参数决定，在很多文献中称为结构电容。但在实际应用中，变压器线圈匝间的电位分布并不是一个固定值，而是一定的电位梯度分布因此，在电路分析中用上述方法测得的电容参数不能准确描述变压器的实际电容效应，需要采用能反映变压器绕组电位分布的变压器电容参数测试手段和计算方法。

考虑到变压器绕组匝间有不同的电位分布，一般通过在变压器电场中储存能量来计算变压器的绕组间电容，得到变压器能量端口的有效电容。

共模端口有效电容

变压器的分布电容是共模电流传输路径的重要参数通过储存变压器电场能量计算的能量端口有效电容不能反映变压器共模电流传导的特性，因为变压器能量端口有效电容是一个端口的网络参数，是从电压施加侧看同一端子的等效电容，它反映的是变压器储存电场能量的能力。描述变压器中共模噪声电流流动的有效电容应该是一个二端口网络参数，即噪声源施加在变压器的一个端口，共模噪声电流通过两个绕组之间的分布电容从另一个端口流出。以反激式开关电源为例说明区别原边噪声源产生的共模噪声通过变压器绕组之间的电容耦合到变压器的副边，副边通过LISN阻抗流回地面。

从存储的能量获得的能量端口有效电容将初级侧和次级侧之间的存储能量降低到初级侧电势u降低的能量端口有效电容反映了初级侧和次级侧之间存储的电场能量，并且是初级侧施加电势u的参数C=f(U)是端口的阻抗参数。然后共模电流在原边施加电压U的情况下从变压器副边流出，其对应的有效电容体现了变压器一个端口施加的电压和另一个端口出现的共模电流C=F的双端口转移阻抗概念(Up，i)显然，基于能量计算的一个端口的有效电容不等于描述共模噪声的两个端口的有效转移阻抗电容，因此不适合分析共模噪声电流。

变压器电容特性的建模

能量端口的有效电容和共模有效电容都是换算成原边电压u的有效电容，其中能量端口的有效电容为c=C/3表征了储存电场能量的变压器的物理特性，由形成位移电流的感应电荷计算的共模端口的有效电容为c=c/2表征了变压器的共模噪声抑制特性。两个端口的有效电容是有差别的，CC的原模型不能同时表达这两个特性，需要对变压器重新建模。考虑了一种新的变压器线圈电位分布模型，在原有两个集总电容的基础上增加了一个新的集总电容C这三个电容参数并不是简单的把整个C 分成三等份，即C=C=C=C/3对这三个电容的参数进行了分析和计算，以同时表达变压器储能和共模噪声抑制两个特性。

共模噪声测试包括2端和3端接入情况：3端输入时，变压器的共模电磁干扰信号通过二次侧母线直接流回地线，变压器一次侧静点(电压非跳变点)和副边静点(电压非跳变点)之间的电位差是噪声电流流过LISN标准50电阻器的电位差考虑到噪声电流为A量级，这个电位差可以忽略，认为一次静态点的电位与二次静态点的电位相同；但两个端子输入时，共模噪声通过副边对地分布电容C形成环路，一般很小，所以副边噪声电位可视为与原边中点电位相同为u/2。

附加电阻高频电容法土壤水分传感器

分析了高频电容式土壤水分传感机理，建立了附加电阻高频土壤水分数学模型，设计了附加电阻平行板电容式传感器检测电路，并进行了实际土壤测试实验。结果表明，土壤电容与土壤重量含水量呈近似线性关系，土壤重量含水量在1%在土壤含水量的误差范围内，可以准确测定土壤含水量，消除了电导引起的测量误差。

附加电阻法电容式土壤水分传感器的设计

1、电容式土壤水分模型的构建及测量频率的确定

对于土壤介质来说，影响其介电特性的因素有很多，包括电磁频率、土壤含水量、土壤质地等，但电磁频率的影响最大。当频率低于1MHz时，存在由离子电导引起的介电常数弥散区，说明介电常数很大；只有当电磁频率高于1MHz时，受土壤质地和结构影响较小，介电常数相对稳定。但是随着频率的增加，出现了很多寄生效应，比如趋肤效应和邻近效应。因此，测量方案选择了频率为10MHz的高频电容式土壤水分传感器的电学模型。

土壤模型主要由电容C 和电阻R并联组成。其中，L 代表土壤电容器两极板的寄生电感，随着极板面对面积的增大而减小，产生的电感随着频率的增大而增大；r和C分别代表板的寄生电阻和两板间的寄生电容，寄生电容的容抗随频率的增加而减小。通常，当测试频率为10MHz时，这些寄生参数非常小。

2、附加电阻法测量土壤水分模型的建立

为了采集土壤含水量信息，采用了分压电阻法。其中，R和C构成土壤的阻容并联模型，R为附加电阻，R为串联部分电阻。当开关K闭合时，R被添加到土壤模型中。通过闭合和断开开关，可以得到不同的输出电压值，通过计算，可以确定土壤的等效电容分量，最终得到土壤的含水量。

讨论了附加电阻R连接和断开时，输出信号和输入信号之间的关系通过数学计算得到土壤的等效电容分量，再由电容传感器输出特性，最终得到土壤中的含水量。