电路中滤波电容和退耦电容_开关电源中,如何正确选择滤波电容,参数如何确定？...

滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。我们在电源滤波电路上可以看到各种各样的电容，100uF，10uF，100nF，10nF如何确定不同的容值？

50Hz工频电路中使用的普通电解电容器的脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间为毫秒数量级。为了获得更小的脉动系数，电容量高达数十万μF，因此，普通低频铝电解电容器的目标是提高电容量，其优缺点的主要参数是电容量、损耗角正切值和漏电流。

开关电源中的输出滤波电解电容器的锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，此时，电容量不是其主要指标。衡量高频铝电解电容器质量的标准是阻抗频率特性，要求开关电源的工作频率具有较低的等效阻抗，对半导体设备工作时产生的高频峰值信号具有良好的滤波效果。

10个普通低频电解电容器kHz左右便开始呈现感性，不能满足开关电源的使用要求。开关电源专用高频铝电解电容器有四个端子。正极铝片的两端分别作为电容器引出正极，负极铝片的两端也作为负极引出。电流从四端电容器的一个正端流入，然后从另一个正端流入负载；从负载返回的电流也从电容器的一个负端流入，然后从另一个负端流入电源负端。

由于四端电容器具有良好的高频特性，它为降低电压的脉动重量和抑制开关尖峰噪声提供了极其有利的手段。高频铝电解电容器也有多芯形式，即将铝箔分为几个短段，并联多导出片，以减少容抗中的阻抗成分。低电阻材料作为导出端，提高了电容器承受大电流的能力。

数字电路运行稳定可靠，电源必须清洁，能量补充必须及时，即滤波器去耦必须良好。什么是滤波器去耦，只是当芯片不需要电流时储存能量，当你需要电流时，我可以及时补充能量。不要告诉我这个职责不是DCDC、LDO是的，它们可以在低频时完成，但高速数字系统则不同。

先看电容，电容的作用简单来说就是存放电荷。众所周知，在电源中加入电容滤波，在每个芯片的电源脚上放置一个电容去耦。等等，我怎么能看到板芯片电源脚旁边的电容器是的，还是有什么讲究的？了解电容器的实际特性是必要的。理想的电容器只是一个电荷存储器，即C。但是实际制造的电容并没有那么简单，我们常用的电容模型如下图所示：

图中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。ESR和ESL它由电容器的制造工艺和材料决定，不能消除。这两件事对电路有什么影响？ESR影响电源的纹波，ESL影响电容器的滤波频率特性。

我们知道电容的容抗Zc=1/ωC，电感的感抗Zl=ωL,(ω=2πf),实际电容的复阻抗为Z=ESR jωL-1/jωC= ESR j2πf L-1/j2πfC。可以看出，当频率很低时，电容起作用，当频率高到一定程度时，电感的作用不容忽视。无论电感有多高，它都起着主导作用。电容器失去了滤波器的作用。所以记住，电容器在高频时不是简单的电容器。如下图所示：

上容器的等效串联电感是由电容器的制造工艺和材料决定的，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。

从上面电容器的滤波曲线上，我们也可以看出它并不平坦，它就像一个‘’V，也就是说，有频率选择的特点，当我们希望它越平整，越好（前板过滤器），有时希望它越尖，越好（过滤器或陷阱）。影响这一特性的是电容器的质量因素Q， Q=1/ωCESR，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。

通常钽电容和铝电解相对较小ESL，而ESR因此钽电容和铝电解具有广泛的有效频率范围，非常适合前板级滤波。也就是说，在DCDC或者LDO大容量钽电容器通常用于过滤输入级。在芯片附近放置一些10uF和的电容去耦，陶瓷电容很低ESR。

说了这么多，我们是把它放在芯片附近的管脚上还是下面列出来供你参考。

所以，以后不要看电容器什么都放，这些电容器在一些高速系统中根本起不到作用。