【導(dǎo)讀】 通常情況下，電解電容的作用是過(guò)濾掉電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容(這里的高頻是相對(duì)而言)。
通常情況下，電解電容的作用是過(guò)濾掉電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容(這里的高頻是相對(duì)而言)。
電感的阻抗與頻率成正比，電容的阻抗與頻率成反比。所以，電感可以阻扼高頻通過(guò)，電容可以阻扼低頻通過(guò)。二者適當(dāng)組合，就可過(guò)濾各種頻率信號(hào)。如在整流電路中，將電容并在負(fù)載上或?qū)㈦姼写?lián)在負(fù)載上，可濾去交流紋波。
電容濾波屬電壓濾波，是直接儲(chǔ)存脈動(dòng)電壓來(lái)平滑輸出電壓，輸出電壓高，接近交流電壓峰值;適用于小電流，電流越小濾波效果越好。
電感濾波屬電流濾波，是靠通過(guò)電流產(chǎn)生電磁感應(yīng)來(lái)平滑輸出電流，輸出電壓低，低于交流電壓有效值;適用于大電流，電流越大濾波效果越好。電容和電感的很多特性是恰恰相反的。
低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開(kāi)關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬(wàn)Hz。當(dāng)我們將低頻濾波電容用于高頻電路時(shí)，由于低頻濾波電容高頻特性不好，它在高頻充放電時(shí)內(nèi)阻較大，等效電感較高。因此在使用中會(huì)因電解液的頻繁極化而產(chǎn)生較大的熱量。而較高的溫度將使電容內(nèi)部的電解液氣化，電容內(nèi)壓力升高，最終導(dǎo)致電容的鼓包和爆裂。
電源濾波電容的大小，平時(shí)做設(shè)計(jì)，前級(jí)用4.7u，用于濾低頻，二級(jí)用0.1u，用于濾高頻，4.7uF的電容作用是減小輸出脈動(dòng)和低頻干擾，0.1uF的電容應(yīng)該是減小由于負(fù)載電流瞬時(shí)變化引起的高頻干擾。一般前面那個(gè)越大越好，兩個(gè)電容值相差大概100倍左右。電源濾波，開(kāi)關(guān)電源，要看你的ESR(電容的等效串聯(lián)電阻)有多大，而高頻電容的選擇最好在其自諧振頻率上。大電容是防止浪涌，機(jī)理就好比大水庫(kù)防洪能力更強(qiáng)一樣;小電容濾高頻干擾，任何器件都可以等效成一個(gè)電阻、電感、電容的串并聯(lián)電路，也就有了自諧振，只有在這個(gè)自諧振頻率上，等效電阻最小，所以濾波最好!
電容的等效模型為一電感L，一電阻R和電容C的串聯(lián)，電感L為電容引線(xiàn)所至，電阻R代表電容的有功功率損耗，電容C。
因而可等效為串聯(lián)LC回路求其諧振頻率，串聯(lián)諧振的條件為WL=1/WC，W=2PIf，從而得到此式子f = 1/(2pi* LC)。，串聯(lián)LC回路中心頻率處電抗最小表現(xiàn)為純電阻，所以中心頻率處起到濾波效果。引線(xiàn)電感的大小因其粗細(xì)長(zhǎng)短而不同，接地電容的電感一般是1MM為10nH左右，取決于需要接地的頻率。
采用電容濾波設(shè)計(jì)需要考慮參數(shù)：
ESR
ESL
耐壓值
諧振頻率
那么如何選取電源濾波電容呢?
電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難
1、理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc)，但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng)，這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數(shù)，這表示頻率大于SFR值時(shí)，電容變成了一個(gè)電感，如果電容對(duì)地濾波，當(dāng)頻率超出SFR后，對(duì)干擾的抑制就大打折扣，所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地.原因在于小電容，SFR值大，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。
所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解：大電容濾低頻，小電容濾高頻，根本的原因在于SFR(自諧振頻率)值不同，想想為什么?如果從這個(gè)角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了。
2、那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，我們常常會(huì)有疑問(wèn)，我怎么知道電容的SFR是多少?就算我知道SFR值，我如何選取不同SFR值的電容值呢?是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容?
電容的SFR值和電容值有關(guān)，和電容的引腳電感有關(guān)，所以相同容值的0402，0603，或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同，當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè)：
器件Data sheet，如22pf，0402電容的SFR值在2G左右
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率，想想如何測(cè)量S21?
知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99，選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比。仿真完后，那就是實(shí)際電路試驗(yàn)，如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí)，LNA的電源濾波是關(guān)鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)dB。
電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說(shuō)電源濾波用電容越大越好。但由于引線(xiàn)和PCB布線(xiàn)原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，(還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略)這就引入了諧振頻率的概念：ω=1/(LC)1/2
在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性.因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。
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