电容是什么(电容的四大作用)

波滤波

滤波是电容的重要组成部分。它将用于几乎所有的电源电路。理论上(即假设电容为纯电容)，电容越大，阻抗越小，通过频率越高。但实际上，超过1uF的电容大多是电解电容，电感分量大，所以频率高时阻抗会增大。有时会看到一个大电解电容与一个小电容并联。此时，大电容通过低频，小电容通过高频。电容器的作用是通高阻低，通高频抗低频。电容越大，低频越容易通过，电容越大，高频越容易通过。具体用于滤波时，大电容(1000uF)滤除低频，小电容(20pF)滤除高频。

有网友把滤波电容比作“池塘”。由于电容两端的电压不会突然变化，可见信号频率越高，衰减越大。可以形象地说，电容器就像一个池塘，水量不会因为几滴水的加入或蒸发而改变。它把电压的变化转换成电流的变化。频率越高，峰值电流越大，从而缓冲电压。过滤是充电和放电的过程。

2)旁路

旁路电容是为本地设备提供能量的储能设备。它可以使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型充电电池一样，旁路电容可以对设备进行充放电。为了将阻抗降至最低，旁路电容应尽可能靠近负载器件的电源引脚和接地引脚。这可以很好地防止地电位上升和输入值过大引起的噪声。接地炸弹是接地连接通过大电流毛刺时的电压降。

3)去藕

去藕，也叫藕解。从电路的角度来看，它总是可以分为驱动源和驱动负载。如果负载电容比较大，驱动电路需要对电容进行充放电，完成信号跳变。上升沿较陡时，电流相对较大，使得驱动电流会吸收较大的电源电流。由于电路中的电感和电阻(尤其是芯片引脚上的电感，会反弹)，这种电流实际上是一种噪声，与正常情况相比，会影响前一级的正常工作。这就是耦合。去耦电容是起到电池的作用，可以满足驱动电路电流的变化，避免相互耦合干扰。将旁路电容和去耦电容结合起来会更容易理解。旁路电容实际上是去耦的，但旁路电容一般指的是高频旁路，即针对高频开关噪声改善一种低阻抗的防泄漏方式。高频旁路电容一般较小，为0.1u、0.01u等。根据谐振频率，而去耦电容一般较大，为10uF或更大，这是根据电路中的分布参数和驱动电流的变化来确定的。旁路是滤除输入信号中的干扰，去耦是滤除输出信号中的干扰，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

4)储能

储能电容通过整流器收集电荷，并将储存的能量通过转换器导线传输到电源的输出端。常用的是额定电压40 ~ 450 VDC，电容220~150000uF的铝电解电容器(如EPCOS的B43504或B43505)。根据不同的电源要求，设备有时会串联、并联或它们的组合。对于功率水平超过10KW的电源，通常使用大罐形螺旋终端电容。

2.应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步、时间常数等功能；

1)耦合

例如，晶体管放大器的发射极有一个自支持偏置电阻，同时使信号产生压降并反馈到输入端，形成输入输出信号耦合。该电阻是产生耦合的元件。如果电容器并联连接在两个e

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。

　　牐牶芏嗳嗽诘缛莸奶婊恢型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

　　牐犇脱怪怠⒛臀轮怠⑷葜怠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。

　　牐牻岷衔颐巧厦娴奶岣叩墓┑绲缏防此担对于输入电容来说，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。

　　牐牎拔ǖ缛萋邸痹经盛极一时，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地去考虑，切不可把电容的作用有意无意地夸大。

　　B.电容爆浆之面面谈

　　爆浆的种类：

　　牐牱至嚼啵输入电容爆浆和输出电容爆浆。

　　牐牰杂谑淙氲缛堇此担就是我是说的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。

　　牐牰杂谑涑龅缛堇此担就我说的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。。

　　牐电解电容爆浆的原因：

　　牐牭缛荼浆的原因有很多，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10℃，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100℃，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。

　　牐犓以，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。

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