电容深入了解
时间：2023-01-24 10:30:00
滤波电容器的大小如何选择？
电感阻抗与频率成正比，电容阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.两者的适当组合可以过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电感滤波属于电流滤波，通过电流产生电磁感应平滑输出电流，输出电压低于交流电压的有效值；适用于大电流，电流越大，滤波效果越好。电容的许多特性恰恰相反。
一般来说，电解电容器的功能是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号也分为几个数量级。因此，为了适合不同频率的使用，电解电容器也分为高频电容器和低频电容器（这里的高频相对而言）。
低频滤波电容器主要用于市电滤波器或变压器整流后的滤波器，其工作频率与市电一致为50Hz;高频滤波电容器主要在开关电源整流后工作，其工作频率为数千Hz到几万Hz。当我们在高频电路中使用低频滤波电容时，由于低频滤波电容的高频特性差，高频充放电时内阻大，等效电感高。因此，由于电解质的频繁极化，在使用中会产生更大的热量。高温会气化电容内的电解液，增加电容内的压力，最终导致电容鼓包爆裂。
电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于过滤低频，二次用0.1u，用于过滤高频，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。一般前一个越大越好，两个电容值相差100倍左右。电源滤波，开关电源，看你ESR(电容等效串联电阻)有多大，高频电容的选择最好在于其自谐振频率。大电容器是为了防止浪涌，机制就像大水库的防洪能力；小电容器过滤器高频干扰，任何设备都能等效成电阻、电感、电容器串并联电路，也有自谐振，只有在自谐振频率上，等效电阻最小，所以过滤器最好！
电容等效模型为一电感L，一电阻R与电容C串联，
电感L来自电容引线，电阻R代表电容器的有功功率损，电容C.
因此可以等效为串联LC串联谐振的条件是回路求其谐振频率WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到这个公式f = 1/(2pi* LC).，串联LC电路中心频率的最小电阻为纯电阻，因此中心频率起到滤波作用.接地电容的大小因其厚度和长度而异，接地电容的电感一般为1MM为10nH左右，这取决于需要接地的频率。
钽电容和电解电容在滤波上有何区别，那种更好？
钽电容器充放电速度快，性能稳定，使用寿命长，价格高，一般用于性能要求高的地方；电解电容器一般容量大，性能一般，使用寿命一般为3-5年，但价格便宜，主要用于要求低的线路ESR比铝电解小很多。对于线性电源，由于其容量和成本相对较小，且足以满足滤波要求，纹波频率较低，更适合铝电解。与开关电源相比，纹波频率高，根据结构不同ESR有不同的要求，但一般是要求ESR小为好，容量要求不是很高，因为频率高。因此，钽电容的特性对于高质量的电容来说是比较好的选择。电解电容标记一方为-极，胆电容标记一方为 极，大容量电解电容用于电源滤波，而胆电解用于退耦。
电容滤波的两个要点
1.电容滤波器有一个频段。许多人认为电容器越大越好。事实上，每个电容器都有一定的滤波频段。大电容器滤波器频率低，小电容器滤波器频率高。主要根据电容器的谐振频点确定。电容器在谐振频最佳的滤波效果！以谐振点为中心的频段内滤波效果较好，其它部分滤波效果较差！谐振点与电容的容值ESL(等效串联电感)相关。通常建议在电源端口增加UF几百级电容滤波KHZ到5MHZ差模干扰的原因是UF1级电容谐振点MHZ左右。此外，我们建议在高频数字电路中添加1nF贴片电容的原因是1nf电容的谐振频率在100MHZ不同厂家的谐振频点不同，滤波几十个比较好MHZ到200MHZ干扰，有利和EMI问题解决!
2.选择电容并不意味着干扰可以过滤掉！河流泛滥，达到高水位，往往会增加沟渠排水，所以引入的地方必须是低水位，如果引入高水位水库，但会导致水倒流，提高水位。电容滤波器与水处理问题相同。电容器只起到沟通的作用。滤波器是否也取决于与电容器连接的地面干扰的大小。我们经常发现工程师在解决干扰问题和电容方面没有效果，很大程度上是地面干扰本身！相反，将地面干扰引向信号或电源！在某些情况下，地面干扰并不是最小的！因此，强调滤波器有一个重要的基础，即连接的地面应干扰小，通常称为静地。
因此，为了达到电容滤波的滤波效果，我们必须选择合适的电容器和干扰相对较小的地方！根据设备手册和经验，调试时可采用仪器方法，有经验的工程师在早期原理图和PCB时要考虑。
电阻、电容、电感高频等效模型
电感和电容的滤波器有什么区别？
电感隔交通直 电容隔直通交 电感器过滤高频，电容器过滤低频
电感阻抗与频率成正比，电容阻抗与频率成反比.因此，电感可以阻止高频通过，电容可以阻止低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如果在整流电路中过滤交流纹波.
电容过滤器属于电压过滤器，直接存储脉动电压，平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小，滤波效果越好。
电感滤波属于电流滤波，通过电流产生电磁感应平滑输出电流，输出电压低于交流电压的有效值；适用于大电流，滤波效果越好。 电容和电感的许多特性恰恰相反
计算电源滤波电容的大小
电源滤波电源滤波电容器的大小，前级使用4.7u,用于过滤低频，二次用0.1u，用于过滤高频，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。一般前一个越大越好，两个电容值相差100倍左右。电源滤波，开关电源，看你ESR(电容等效串联电阻)有多大，高频电容的选择最好在于其自谐振频率。大电容器是为了防止浪涌，机制就像大水库的防洪能力；小电容器过滤器高频干扰，任何设备都能等效成电阻、电感、电容器串并联电路，也有自谐振，只有在自谐振频率上，等效电阻最小，所以过滤器最好！
一电感L、一电阻R、电容C串联等效模型，
电感L来自电容引线，电阻R代表电容器的有功功率损耗，电容C.
因此，串联LC回路的谐振频率可以等效，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).，串联LC电路中心频率的最小电阻为纯电阻，因此中心频率具有滤波效果。接地电容的电感一般为1mm和10nＨ左右，这取决于需要接地的频率。 电容滤波设计需要考虑参数： ESR ESL 耐压值 谐振频率
AC/DC电源中最基本的整流和滤波器
以我们的市电220V 50HZ以正弦交流电为例。首先，通过变压器降压获得正弦电压，然后通过整个桥梁进行整流，将正弦电压的负半周期部分翻到X轴上方。这样，函数周期只有原来的一半，即100HZ的信号,VPP它变成了原来的一半，这是一个大小在变，方向不变的脉动电压信号，然后需要电容滤波器。.
其实电容滤波的原理也很简单。以脉动电压的第一和第二个周期为例，任何周期的波形都是正弦信号的正半周期的波形。如果负载为空载，当输入电压随波形而变化时
当电容器处于充电状态时，正弦信号达到峰值，即电容器可以充电到最大功率，然后峰值后，输入电压开始下降，但由于空载，没有电耗，电容器不需要放电，因此输出电压继续保持峰值输出.但如果有负载，峰值过后，输出电压需要通过电容器放电。因此，通过观察输出波，可以发现峰值过后电压开始缓慢下降，但下降速度非常缓慢。此时，输入已进入第二个周期，并开始再次充电。当然，理论上，如果负载过小导致电容器放电时间常数小于半个周期，则放电后输入尚未进入第二个周期
所以在实际AC/DC在这个过程中，不可能实现完美的直流当有负载时，必须有纹波，因为电容器必须放电
这个就是AC/DC电源中最基本的整流和滤波器
如何选择滤波电容器
滤波器电容器在开关电源中起着非常重要的作用。如何正确选择滤波器电容器，特别是输出滤波器电容器的选择是每个工程技术人员都非常关心的问题。Hz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，所需的电容量高达数十万μF，因此，普通低频铝电解电容器的目标是提高电容量，识别电容耗角正切值和漏电流 其优缺点的主要参数。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，电容量不是衡量高频铝电解的主要指标 电容的标准是阻抗-频率的特性，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尖峰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引用 作为电容器的正极，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，通过电容器内部，然后从另一个正端流入负载；从负载返回的电流也从电流返回 一个负端从另一个负端流入电源负端。由于四端电容具有良好的高频特性，为降低电压脉动分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，即将铝箔分为短段，并联多导出片，以减少容抗中的阻抗成分。电容器采用低电阻材料作为引出端子 承受大电流的能力
大电容由于容量大，所以体积一般也比较大，且通常使用多层卷绕的方式制作，这就导致了大电容的分布电感比较大（也叫等效串联电感，英文简称ESL）。 电感对高频信号的阻抗是很大的，所以，大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反，由于容量小，因此体积可以做得很小（缩短了引线，就减小了 ESL，因为一段导线也可以看成是一个电感的），而且常使用平板电容的结构，这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能，但由于容量小的 缘故，对低频信号的阻抗大。
所以，如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过，就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。
电感阻抗与频率成正比，电容阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.两者的适当组合可以过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电感滤波属于电流滤波，通过电流产生电磁感应平滑输出电流，输出电压低于交流电压的有效值；适用于大电流，电流越大，滤波效果越好。电容的许多特性恰恰相反。
一般来说，电解电容器的功能是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号也分为几个数量级。因此，为了适合不同频率的使用，电解电容器也分为高频电容器和低频电容器（这里的高频相对而言）。
低频滤波电容器主要用于市电滤波器或变压器整流后的滤波器，其工作频率与市电一致为50Hz;高频滤波电容器主要在开关电源整流后工作，其工作频率为数千Hz到几万Hz。当我们在高频电路中使用低频滤波电容时，由于低频滤波电容的高频特性差，高频充放电时内阻大，等效电感高。因此，由于电解质的频繁极化，在使用中会产生更大的热量。高温会气化电容内的电解液，增加电容内的压力，最终导致电容鼓包爆裂。
电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于过滤低频，二次用0.1u，用于过滤高频，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。一般前一个越大越好，两个电容值相差100倍左右。电源滤波，开关电源，看你ESR(电容等效串联电阻)有多大，高频电容的选择最好在于其自谐振频率。大电容器是为了防止浪涌，机制就像大水库的防洪能力；小电容器过滤器高频干扰，任何设备都能等效成电阻、电感、电容器串并联电路，也有自谐振，只有在自谐振频率上，等效电阻最小，所以过滤器最好！
电容等效模型为一电感L，一电阻R与电容C串联，
电感L来自电容引线，电阻R代表电容器的有功功率损，电容C.
因此可以等效为串联LC串联谐振的条件是回路求其谐振频率WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到这个公式f = 1/(2pi* LC).，串联LC电路中心频率的最小电阻为纯电阻，因此中心频率起到滤波作用.接地电容的大小因其厚度和长度而异，接地电容的电感一般为1MM为10nH左右，这取决于需要接地的频率。
钽电容和电解电容在滤波上有何区别，那种更好？
钽电容器充放电速度快，性能稳定，使用寿命长，价格高，一般用于性能要求高的地方；电解电容器一般容量大，性能一般，使用寿命一般为3-5年，但价格便宜，主要用于要求低的线路ESR比铝电解小很多。对于线性电源，由于其容量和成本相对较小，且足以满足滤波要求，纹波频率较低，更适合铝电解。与开关电源相比，纹波频率高，根据结构不同ESR有不同的要求，但一般是要求ESR小为好，容量要求不是很高，因为频率高。因此，钽电容的特性对于高质量的电容来说是比较好的选择。电解电容标记一方为-极，胆电容标记一方为 极，大容量电解电容用于电源滤波，而胆电解用于退耦。
电容滤波的两个要点
1.电容滤波器有一个频段。许多人认为电容器越大越好。事实上，每个电容器都有一定的滤波频段。大电容器滤波器频率低，小电容器滤波器频率高。主要根据电容器的谐振频点确定。电容器在谐振频最佳的滤波效果！以谐振点为中心的频段内滤波效果较好，其它部分滤波效果较差！谐振点与电容的容值ESL(等效串联电感)相关。通常建议在电源端口增加UF几百级电容滤波KHZ到5MHZ差模干扰的原因是UF1级电容谐振点MHZ左右。此外，我们建议在高频数字电路中添加1nF贴片电容的原因是1nf电容的谐振频率在100MHZ不同厂家的谐振频点不同，滤波几十个比较好MHZ到200MHZ干扰，有利和EMI问题解决!
2.选择电容并不意味着干扰可以过滤掉！河流泛滥，达到高水位，往往会增加沟渠排水，所以引入的地方必须是低水位，如果引入高水位水库，但会导致水倒流，提高水位。电容滤波器与水处理问题相同。电容器只起到沟通的作用。滤波器是否也取决于与电容器连接的地面干扰的大小。我们经常发现工程师在解决干扰问题和电容方面没有效果，很大程度上是地面干扰本身！相反，将地面干扰引向信号或电源！在某些情况下，地面干扰并不是最小的！因此，强调滤波器有一个重要的基础，即连接的地面应干扰小，通常称为静地。
因此，为了达到电容滤波的滤波效果，我们必须选择合适的电容器和干扰相对较小的地方！根据设备手册和经验，调试时可采用仪器方法，有经验的工程师在早期原理图和PCB时要考虑。
电阻、电容、电感高频等效模型
电感和电容的滤波器有什么区别？
电感隔交通直 电容隔直通交 电感器过滤高频，电容器过滤低频
电感阻抗与频率成正比，电容阻抗与频率成反比.因此，电感可以阻止高频通过，电容可以阻止低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如果在整流电路中过滤交流纹波.
电容过滤器属于电压过滤器，直接存储脉动电压，平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小，滤波效果越好。
电感滤波属于电流滤波，通过电流产生电磁感应平滑输出电流，输出电压低于交流电压的有效值；适用于大电流，滤波效果越好。 电容和电感的许多特性恰恰相反
计算电源滤波电容的大小
电源滤波电源滤波电容器的大小，前级使用4.7u,用于过滤低频，二次用0.1u，用于过滤高频，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。一般前一个越大越好，两个电容值相差100倍左右。电源滤波，开关电源，看你ESR(电容等效串联电阻)有多大，高频电容的选择最好在于其自谐振频率。大电容器是为了防止浪涌，机制就像大水库的防洪能力；小电容器过滤器高频干扰，任何设备都能等效成电阻、电感、电容器串并联电路，也有自谐振，只有在自谐振频率上，等效电阻最小，所以过滤器最好！
一电感L、一电阻R、电容C串联等效模型，
电感L来自电容引线，电阻R代表电容器的有功功率损耗，电容C.
因此，串联LC回路的谐振频率可以等效，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).，串联LC电路中心频率的最小电阻为纯电阻，因此中心频率具有滤波效果。接地电容的电感一般为1mm和10nＨ左右，这取决于需要接地的频率。 电容滤波设计需要考虑参数： ESR ESL 耐压值 谐振频率
AC/DC电源中最基本的整流和滤波器
以我们的市电220V 50HZ以正弦交流电为例。首先，通过变压器降压获得正弦电压，然后通过整个桥梁进行整流，将正弦电压的负半周期部分翻到X轴上方。这样，函数周期只有原来的一半，即100HZ的信号,VPP它变成了原来的一半，这是一个大小在变，方向不变的脉动电压信号，然后需要电容滤波器。.
其实电容滤波的原理也很简单。以脉动电压的第一和第二个周期为例，任何周期的波形都是正弦信号的正半周期的波形。如果负载为空载，当输入电压随波形而变化时
当电容器处于充电状态时，正弦信号达到峰值，即电容器可以充电到最大功率，然后峰值后，输入电压开始下降，但由于空载，没有电耗，电容器不需要放电，因此输出电压继续保持峰值输出.但如果有负载，峰值过后，输出电压需要通过电容器放电。因此，通过观察输出波，可以发现峰值过后电压开始缓慢下降，但下降速度非常缓慢。此时，输入已进入第二个周期，并开始再次充电。当然，理论上，如果负载过小导致电容器放电时间常数小于半个周期，则放电后输入尚未进入第二个周期
所以在实际AC/DC在这个过程中，不可能实现完美的直流当有负载时，必须有纹波，因为电容器必须放电
这个就是AC/DC电源中最基本的整流和滤波器
如何选择滤波电容器
滤波器电容器在开关电源中起着非常重要的作用。如何正确选择滤波器电容器，特别是输出滤波器电容器的选择是每个工程技术人员都非常关心的问题。Hz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，所需的电容量高达数十万μF，因此，普通低频铝电解电容器的目标是提高电容量，识别电容耗角正切值和漏电流 其优缺点的主要参数。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，电容量不是衡量高频铝电解的主要指标 电容的标准是阻抗-频率的特性，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尖峰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引用 作为电容器的正极，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，通过电容器内部，然后从另一个正端流入负载；从负载返回的电流也从电流返回 一个负端从另一个负端流入电源负端。由于四端电容具有良好的高频特性，为降低电压脉动分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，即将铝箔分为短段，并联多导出片，以减少容抗中的阻抗成分。电容器采用低电阻材料作为引出端子 承受大电流的能力
大电容由于容量大，所以体积一般也比较大，且通常使用多层卷绕的方式制作，这就导致了大电容的分布电感比较大（也叫等效串联电感，英文简称ESL）。 电感对高频信号的阻抗是很大的，所以，大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反，由于容量小，因此体积可以做得很小（缩短了引线，就减小了 ESL，因为一段导线也可以看成是一个电感的），而且常使用平板电容的结构，这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能，但由于容量小的 缘故，对低频信号的阻抗大。
所以，如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过，就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。
