1、如何選擇和計算濾波電容?-電容使用詳述電子硬件2009-05-31 17:32:19 閱讀2022 評論6 字號:大中小訂閱問:在電路設計過程中,要用電容來進行濾波.有時要用電解電容,有時要陶瓷電容.有時兩種均要用到.我想問一下:用電解電容的作用是什么?用普通陶瓷電容的作用是什么?如何計算其容量的?對于電解電容的耐壓又該如何選擇確定?哪些情況用電解電容,哪些情況下用陶瓷電容,哪些情況下兩種均要用?答:-濾波電容范圍太廣了,這里簡單說說電源旁路(去藕電容。濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對局部電源來說就是要起到瞬態供電的作用。為什么要加電容來供電呢?是因為器件對電流的需求隨著驅動

2、的需求快速變化(比如DDR controller,而在高頻的范圍內討論,電路的分布參數都要進行考慮。由于分布電感的存在,阻礙了電流的劇烈變化,使得在芯片電源腳上電壓降低-也就是形成了噪聲。而且,現在的反饋式電源都有一個反應時間-也就是要等到電壓波動發生了一段時間(通常是ms或者us級才會做出調整,對于ns 級的電流需求變化來說,這種延遲,也形成了實際的噪聲。所以,電容的作用就是要提供一個低感抗(阻抗的路線,滿足電流需求的快速變化。基于以上的理論,計算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計算。選擇電容的種類,就需要按照它的寄生電感去考慮-也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。具體的說明在很

3、多書上都有。提供一個參考書:high speed digital design ch8.2.-討論問題必須從本質上出發。首先,可能都知道電容對直流是起隔離作用的,而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時,電容就有了最常見的兩個作用。一是用于極間隔離直流,有人也叫作耦合電容,因為它隔離了直流,但要通過交流信號。直流的通路局限在幾級間,這樣可以簡化工作點很復雜的計算,二是濾波。基本上就是這兩種。作為耦合,對電容的數值要求不嚴,只要其阻抗不要太大,從而對信號衰減過大即可。但對于后者,就要求從濾波器的角度出發來考慮,比如輸入端的電源濾波,既要求濾除低頻(如有工頻引起的噪聲,又要濾除高頻噪

4、聲,故就需要同時使用大電容和小電容。有人會說,有了大電容,還要小的干什么?這是因為大的電容,由于極板和引腳端大,導致電感也大,故對高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細據此可以確定電容量。而對于耐壓,任何時候都必須滿足,否則,就會爆炸,即使對于非電解電容,有時不爆炸,其性能也有所下降。講起來,太多了,先談這么多。-都是濾波的作用,鋁電解電容容量比較大,主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對應23f,如過要求高的時候可以1mA對應56f。無極性電容用于慮除高頻信號。單獨使用的時候大部分是去藕用的。有時可以與電解電容并聯使用。陶瓷電容的高頻特性比較好,但是在某個頻率(大約是6MHz記不太清了

5、是容量下降的很快。-電容的寄生電感主要包括內部結構決定的電感和引線電感。電解電容的寄生電感主要由內部結構決定。印象中鋁電解電容在2030k以上就表現除明顯的電感特性。鉭電容在1MHz左右。陶瓷電容的高頻特性就好很多。但是陶瓷電容有壓電效應,不適于音頻放大電路的輸入和輸出。-這是因為大的電容,由于極板和引腳端大,導致電感也大,故對高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細據此可以確定電容量。而對于耐壓,任何時候都必須滿足,否則,就會爆炸,即使對于非電解電容,有時不爆炸,其性能也有所下降。-濾波:器件供電時候并一個大容量電容和一個小容量電容,大的濾除低頻噪聲,小的濾除高頻噪聲去耦:串聯在電路隔離直流信

6、號,通過交流信號-其實電容除了,容量以外還有其他的參數,比如電容的耐壓,絕緣阻抗。還有一個重要的參數就是介質損耗角的正切值,這個值的大小與使用電容的頻率有關,普通電容的高頻損耗值遠遠小于電解電容,所以一般來說,高頻電路中不選用電解電容作為濾波器的。還有一個問題就是一般來說電解電容的容量比較大,薄膜電容的容量比較小,一般微法級以上的電容都是電解電容,薄膜電容即使能做到微法級的以上的話,封裝體積就很大了。-出常見的電容器主要包括鋁薄膜電解電容器,鉭電解電容器、陶瓷電容器、紙介電容器;其中電解電容器主要用于整流濾波回路,頻率不能太高;鉭電容器用于集成電路電源濾波,濾除紋波效果明顯,紙介電容器價格便宜

7、,容量1PF到千PF都有;陶瓷電容器用得比較多,價格低,容量范圍大;電容器的選擇需要從容量、用途、耐壓、工作頻率幾個方面綜合考慮。-我們是做小信號處理的,當然濾波很重要,濾波分為電源濾波和信號的噪聲濾波。在電源濾波當然電容大一點好再加上小電容濾一下更好,電解電容和鉭電解電容器容值就做得比較大一些。而小信號濾波還要考慮信號得頻率,選擇低ESR的陶瓷電容器比較好。具體的可以聯系我大家共同分析。QQ:315818710。MSN:khhnxq-最重要的是要熟悉各種電容器的頻率特性,然后根據你要濾波的頻率范圍選擇不同的電容,有時需要多個不同種類的電容并聯。這種用于濾波的電容不需要做精確運算。-通常我們說的通交流隔直流,可以通過這個公式來分析:電路中電容的容抗Xc=1/2f C ,其中f為信號的頻率,C為電容量的大小。那么也就是說,當C不變時,頻率越高,容抗Xc越小,那么電流越大,信號越容易通過。那么為什么直流會被隔離呢?直流電平,相當于f=0,這時候容抗Xc=無窮大,相當于開路,信號自然無法傳送過去了。當f不變時,C越大,容抗Xc越小,那么電流越大,信號越容易通過。這也就是為什么我們平時在選用電源濾波電容時,用uF級的電容來濾除幾十Hz的紋波,而用nF級的電容,來濾除幾十kHz的紋波。(uF