Log Impedance
X2Y电容的结构原理与性能特点
Impedance
Log Frequency (KHz)
Lower Self Inductance reduces Impedance at HF
X2Y电容的结构原理与性能特点
High Mutual Inductance
Low Mutual Inductance
X2Y电容在差分放大电路中的滤波应用
仪表放大器通常工作在噪声嘈杂的环境中。传感器端的线 缆可能会拾取大量的RF辐射，尤其是当线缆很长或者没有 屏蔽措施。当输入仪表放大器时，RF AC共模电压可能导 致产生DC整流和由此引发的仪表放大器输出工作点漂移。
本文比较了传统的和一种新的解决方案。新方案使用一种 平衡式多层陶瓷电容（MLCC）来提高共模抑制和防止仪 表放大器（In-amps）中的DC整流。
针对一项设计，选择电感，最重要的是绕线尺寸能够分担负载电流和磁芯（通 常由铁氧体材料制作）不会饱和。取决不同应用直流电阻同样要考虑。电感的 局限性是铁氧体材料吸收能量并且通过发热来释放能量，使得电感的性能随温 度变化而变化。此外，铁氧体材料频率受限于最高为300~500MHz。
当选择输出电容时，必须最小化 等效串联电阻（ESR）和等效串联 电感（ESL）。ESR的效用是和转
相反。
图 3.
X2Y® 元件抵消互感来降低内部感抗和阻抗.
X2Y电容在DC-DC电源中的直流滤波应用
实现X2Y®技术
使用X2Y®元件不需要大改设计。X2Y®元件表现出标准的表面封装（0603， 0805，1206，1210，1410，和1812）。图4-6展示了3种如何使用和连结 X2Y®元件配置。
图
2.
® X2Y
是一个标准的旁路电容和“准”法拉第围笼.
平行参考结构将单端非平衡旁路电容转变为对称平衡的双电容电路。相比普通 滤波器和无源器件，X2Y®元件主要有5项优势。
a. 接地（或参考）内置于元件中，长度为内部电介质相同。而普通器件，接地 （或参考）在印制电路板（PCB）上是一条不同的印制线或者焊盘。
RC低通滤波器
X2Y电容在差分放大电路中的滤波应用
通常使用一对电容作为低通滤波器；每个电容 分别接入到差分输入线路两端。每只引脚上的 电容滤波器抑制高于截止频率的RF干扰。 共模和差分通频带简化为：
Fpole _ cm = 1/(2 ∗ π ∗ R1 ∗ C1 )
但是，R1A/C1A之间、R1B/C1B之间不匹配会导
b. 独特结构强制电流反向，让X2Y®元件内部抵消互感，从而降低了内部互感 如图3所示。
X2Y电容在DC-DC电源中的直流滤波应用
C. X2Y®元件有着公共底层，由尾端（A/B）或者旁端（G1/G2）测量得到的线 对地的误差典型值是1-2.5%或者更少。
d. X2Y®元件工作在旁路；因此其不受电流的限制且不增加直流电阻。 e. 增加X2Y®元件的封装尺寸会降低平行结构的电感。这种现象刚好与普通电容
换器的内部输出电阻一起变作电 压分配器，而且ESL会降低电容的
工作频率。使用若干并联电容提 供全局所需容量以助于减少ESR和 ESL。
图 1. 用于DC-DC转换器滤波的典型pi滤波器.
X2Y®技术
X2Y电容在DC-DC电源中的直流滤波应用
X2Y®结构由一个普通的旁路电容和交互的参考极板组成，整个结构类似一个 法拉第围笼（图2）。X2Y®元件组成一个4端结构。（注意：X2Y®元件的封 装类似表贴式穿心式电容的封装，但是内部结构完全不同。）
Typical applications include IT servers, telecoms base stations, MRI room equipment, power supplies, radar and military vehicles.
Internal
X2Y电容的结构原理与性能特点
A
G
G
B
10 uF Electrolytic
100 uF Electrolytic
1 uF Film
Insertion Loss DB
X2Y电容的结构原理与性能特点
X2Y vs. Regular Film & Regular Electrolytics - Common Mode IN A "Real World" Circuit Insertion Loss Comparision "A+B" TO 1,000 MHz
Earth Earth
Syfer的其它EMI器件 – 馈通式穿心电容
Syfer的其它EMI器件 – Planar array
Ground
Hot electrode
Байду номын сангаас
Ground electrode
Syfer的其它EMI器件 – Power Line Filter
High Power DC/AC filtering High cap value: up to 40 uF High attenuation for high frequency:
图 4. 使用带X2Y®的电路1 翻新当前设计.
图 5. 将采用X2Y®元件的电路1 封装到转换器中是一种理想设 计，因为这样能减少寄生效应.
图 6. 在电路1和电路2配置中都采用 X2Y®作设计.
X2Y电容在DC-DC电源中的直流滤波应用
图 1. 电路1-单个位于2条电源线之间的X2Y®元 件的框架,布局,和实现.
90dB from 10MHz up to GHz High Current: up to 100A Class Y2 and Y4 safety meet test requirements of EN132400 and EN60950 including the 5000VDWV and 5000V peak pulse testing (Y2) or 2500V DWV and 2500V peak pulse testing (Y4)
Log Impedance
Log Frequency (KHz)
ower Self Inductance reduces Impedance at HF
X2Y电容在数字电路中的去耦应用
• Lower via count • Reduces components count • Lower placement count
0
5
10
15
20
0.1 to 0.8 uF
25
X2Y
30
35
40
45
50
55
60 1
10
(2) Std Film Cap- 1 uF (2) Std Electrolytic Cap -10 uF (2) Std Electrolytic Cap -100 uF
Frequency MHz
100
1,000
X2Y电容在直流马达中的EMI滤波应用
X2Y电容在直流马达中的EMI滤波应用
X2Y电容在DC-DC电源中的直流滤波应用
传统滤波解决方案
一个DC-DC转换器滤波解决方案是由电感和电容组成的LC滤波配置以形成输 出Pi滤波器。图1展示了一个产品如何推荐使用内部输出电容以及外部电感和 电容来组建Pi滤波器。
‘Y’ 共模 RFI 滤波器
‘X’ + 2 ‘Y’ 共模 RFI 滤波器.
X2Y电容在差分放大电路中的滤波应用
仪器放大器传统 ‘X’ + 2 ‘Y’ RFI滤波器
RFI衰减, X2Y ® vs. “X“+ 2 ”Y”
X2Y电容相对与三个分立电容的优势:
• 两半个电容都自动匹配 • 电压和温度的偏置相同 • 电介质的老化效应相同 • 器件内电介质应力（压电效应）相反
图 2. 位于2条电源线之间的2个穿心式片状电容 的框架,布板,和实现
X2Y电容在数字电路中的去耦应用
FFilitleterriningg CCirirccuuitit11
DDeeccoouupplilningg CCirirccuuitit22
Impedance
X2Y电容在数字电路中的去耦应用
External Internal
Syfer的其它EMI器件 – 表贴式Pi型滤波器
Feed Thru' Pin Ferrite Bead
Input #1
Input #2
Input #3
Input #4
Earth Earth
外视结构 内部结构
Syfer的其它EMI器件 – 表贴式3端头穿心电容
Input #1 Input #2 Input #3 Input #4
X2Y X7R 100nF X2Y X7R 400 nF (2) X2Y Stacked X7R 0.43 uF = 0.86 uF
X2Y电容的结构原理与性能特点
• Differential & Common Mode attenuation • Replaces 2 or 3 capacitors • Matched capacitance values improve filter performance • Reduces board area required for filtering • High current capability • Superb high frequency performance
致在滤波器截止频率附近响应不相等。该不匹
配会将大量共模噪声转化为差分噪声。此滤波 器电路的模式转化能够轻易地将标明为80140dB CMRR（共模抑制比）的高质量仪表放 大器的CMRR减少到30dB或者更少。此问题的 传统解决方案是在2个‘Y’电容之间连接1个大 容量的‘X’跨接电容。大容量的‘X’电容有效地 短接了信号输出（sig_out）节点，从而补偿了 R1A/C1和AR1B/C1B在共模截止频率附近不同 响应