器件选型--电源电容滤波

电容模型分析：

ESR是电容串联等效电阻，ESL是电容串联等效电感，C是真正理想的电容。
容抗Zc=1/ωC、感抗Zl=ωL
实际电容器的复阻抗为Z=ESR jωL-1/jωC= **ESR j2πf L-1/j2πf C**
——>当频率很低时，电容器起作用，当频率高到一定时，电感器的作用不容忽视。无论它有多高，电感都起着主导作用。电容器失去了滤波器的作用。

1. 电容器的等效串联电感由电容器的制造工艺和材料决定，实际的贴片陶瓷电容器ESL从零点几nH到几个nH，封装越小ESL就越小;
2. 越平越好，滤波或陷波越尖越好；
3. 品质因素Q： Q=1/（ωC*ESR），ESR越大，Q曲线越小，曲线越平坦，反之亦然ESR越小，Q曲线越大越尖；
4. 通常钽电容和铝电解有比较小的ESL，而ESR因此，钽电容和铝电解具有广泛的有效频率范围，非常适合前级的板级滤波，也就是在DCDC或者LDO大容量钽电容器通常用于滤波输入级
5. 在芯片附近放一些地方10uF和0.1uF陶瓷电容，陶瓷电容很低ESR。
   

选取经验：

1. 通常设计电源滤波电容器的大小，前级使用4.7u，用于过滤低频和二次0.1u，用于滤高频，4.7uF0的电容作用是减少输出脉动和低频干扰.1uF电容应减少负载电流瞬时变化引起的高频干扰。一般前面的越大越好。两个电容值的差异约为100倍。
2. 大电容器是为了防止浪涌，机制就像大水库防洪能力更强一样，用于稳定输出；小电容器过滤高频干扰；
3. 串联谐振的条件是WL=1/WC，W=2*PI*f，从而得到这个公式f = 1/(2pi* LC)，
4. 电容器应视为一个LC串联谐振电路，容量大的电容寄生电感越大，寄生电感与电容串联，因此会产生串联自谐振，称为电容自谐振频率（SFR），频率大于SFR当频率超过频率时，电容变成电感。SFR之后，对干扰的抑制大大降低，因此需要一个并联的小电容.原因在于小电容，SFR值大，为高频信号提供对地通道；
5. 更可靠的方法是将两个电容器并联，一般需要两个数量级以上的差异才能获得更大的滤波频段
6. 电源滤波器中的电容应尽可能靠近地脚
7. 脉动直流经过整流桥后，波动范围很大。后面通常使用两个大小的电容器

滤波电容的选择原理

滤波电容的选择原理是： C≥2.5T/R
C单位为滤波电容器uF、T为频率， 单位为Hz、R单位为负载电阻Ω；
当然，这只是一般的选择原则，在实际应用中，如条件（空间和成本）允许C≥5T/R

pcb选板原则

• 在电路中，如果电容的主要作用是为交流信号提供低阻抗，则称为旁路电容；若主要是为了增加电源与地面的交流耦合，减少交流信号对电源的影响，则可称为去耦电容；如果用于滤波电路，也可以称为滤波电容

• 当印刷板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作时会产生大火花放电，必须使用RC吸收电路吸收放电电流。一般R取1-2kΩ，C取2.2~4.7μF

• 一般的10PF左右电容用于过滤高频干扰信号，0.1uF用于过滤低频纹波干扰，也能起到稳压作用。

• 一一般数字电路去耦0.1uF即可，用于10Mhz以下；20Mhz以上用1到10个uF，最好去除高频噪声C=1/f** 。旁路一般比较小，谐振频率一般为0.1或0.01uF。**

• 滤波电容的具体选择取决于你的容量PCB主要工作频率和谐波频率可能影响系统。PCB如果主要工作频率较低，可以添加两个电容器，一个过滤纹波，一个过滤高频信号。如果会有较大的瞬时电流，建议添加较大的钽电容器。