电容、电感的作用

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1、电容作用详解不要轻视小小电容哦。他的作用很大，你看有没有用过他的电子产品不。什么 地方都有如果用得不好，死得难看的，所以首先介绍电容的作用 作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能方面电容的作用，下面分类 详述之：1）滤波滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论 上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实 际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻 抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电 容通低频，小电容通高频。电容的作用就

2、是通高阻低，通高频阻低频。电容越大 低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容（1000uF） 滤低频，小电容（20pF ）滤高频。曾有网友将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知， 信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或 蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值 电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。2）旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低 负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要

3、尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能 够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大 电流毛刺时的电压降。3）去藕去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果 负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升 沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由 于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相 对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦 合干扰。将旁路电容和去

4、藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕 合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻 抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u等， 而去耦合电容一般比较大，是10uF或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电 流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输 出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送全电源 的输出端。电压额定值为40450VDC、电容值在220150 000uF之间的铝电 解电容器（如E

5、PCOS公司的B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电 源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用：1）耦合举个例子来讲，品体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生 压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件， 如果在这个电阻两端并联一个电容，由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻 抗，这样就减小了电阻产生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。2）振荡/同步包括RC、LC振荡器及品体的负载电容都属于这一范畴。3

6、）时间常数这就是常见的R、C串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时，电 容（C）上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过 电阻（R）、电容（C）的特性通过下面的公式描述：i = （V/R）e-（t/CR） 我们知道了电容的作用以后下面来谈谈电容在使用中的注意事项A.什么是好电容。1. 电容容量越大越好。很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大，为 IC提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加 成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回 路会在某个频点上发生谐振。在谐振点，电容的阻抗小。因此

7、放电回路的阻抗最 小，补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加， 电容提供电流能力便开始下降。电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补 偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越 大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。2. 同样容量的电容，并联越多的小电容越好耐压值、耐温值、容值、ESR（等效电阻）等是电容的几个重要参数，对于ESR 自然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固 定时候，容量越大，ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB 空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联

8、小电阻，ESR越低，效果越好。理 论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并 不一定突出。3. ESR越低，效果越好。结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量 要大一点。相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。因为输入电容主 要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说，耐压的要求 和容量可以适当的降低一点。ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的 电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关 电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一 个参考值，此作为元件

9、选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。4. 好电容代表着高品质。“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖 点。在板卡设计中，电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比一 些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好 产品。衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意 无意的夸大。B.电容爆浆之面面谈爆浆的种类：分两类，输入电容爆浆和输出电容爆浆。对于输入电容来说，就是我是说的C1，C1对由电源接收到的电流进行过滤。 输入电容爆浆和电源输入电流的品质有关。过多的毛刺电压，峰值电压过高，电 流不稳定等都使电容过于充

10、放电过于频繁，长时间处于这类工作环境下的电容， 内部温度升高很快。超过泄爆口的承受极限就会发生爆浆。对于输出电容来说，就我说的C2,对经电源模块调整后的电流进行滤波。 此处电流经过一次过滤，比较平稳，发生爆浆的可能性相对来说小了不少。但如 果环境温度过高，电容同样容易发生爆浆。爆，报也。采用垃圾东西自然要爆， 报应啊。欲知过去因者，见其现在果；欲知未来果者，见其现在因。电解电容爆浆的原因：电容爆浆的原因有很多，比如电流大于允许的稳波电流、使用电压超出工作 电压、逆向电压、频繁的充放电等。但是最直接的原因就是高温。我们知道电容 有一个重要的参数就是耐温值，指的就是电容内部电解液的沸点。当电容的内

11、部 温度达到电解液的沸点时，电解液开始沸腾，电容内部的压力升高，当压力超过 泄爆口的承受极限就发生了爆浆。所以说温度是导致电容爆浆的直接原因。电容 设计使用寿命大约为2万小时，受环境温度的影响也很大。电容的使用寿命随温 度的增加而减小，实验证明环境温度每升高10C，电容的寿命就会减半。主要 原因就是温度加速化学反应而使介质随时间退化失效，这样电容寿命终结。为了 保证电容的稳定性，电容在插板前要经过长时间的高温环境的测试。即使是在100C，高品质的电容也可以工作几千个小时。同时，我们提到的电容的寿命是 指电容在使用过程中，电容容量不会超过标准范围变化的10%。电容寿命指的是 电容容量的问题，而不是设计寿命到达之后就发生爆浆。只是无法保证电容的设 计的容量标准。所以，短时期内，正常使用的板卡电容就发生爆浆的情况，这就是电容品质 问题。另外，不正常的使用情况也有可能发生电容爆浆的情况。比如热插拔电脑 配件也会导致板卡局部电路电流、电压的剧烈变化，从而引发电容使用故障。