电容

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一、电容的作用

电容在电路中可以实现旁路、去耦、滤波、储能的作用。

1.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。 

2.去耦

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，这就是所谓的“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，根据谐振频率一般取 0.1µF 、0.01µF等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10µF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。 

3.滤波

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1µF 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。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越小低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中, 大电容（1000µF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。

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至电源的输出端。  电压额定值为40～450VDC 、电容值在 220 ～150 000µF之间的铝电解电容器（如 EPCOS 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。

二、电容的分类 

电容的分类方式及种类很多，基于电容的材料特性，其可分为以下几大类：

1.铝电解电容

电容容量范围为0.1µF  ～ 22000µF，高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选，广泛应用于电源滤波、解藕等场合。 

2.薄膜电容

电容容量范围为0.1pF  ～ 10µF ，具有较小公差、较高容量稳定性及极低的压电效应，因此是X、Y 安全电容、EMI/EMC的首选。

3.钽电容

电容容量范围为2.2µF  ～ 560µF，低等效串联电阻（ESR）、低等效串联电感（ESL ）。脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容，是高稳定电源的理想选择。 

4.陶瓷 电容

电容容量范围为0.5pF  ～ 100µF，独特的材料和薄膜技术的结晶，迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。

5.超级电容

电容容量范围为0.022F  ～ 70F，极高的容值，因此又称做“金电容”或者“法拉电容”。主要特点是：超高容值、良好的充/ 放电特性，适合于电能存储和电源备份。缺点是耐压较低，工作温度范围较窄。