电容应用与选型常识

电容应用与选型常识 电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要的，它很大程度影响了整个系统的性能和成本。 电源设计中的电容使用，往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。 一、电源设计中电容的工作原理 在电源设计应用中，电容主要用于滤波（filter）和退耦/旁路(decoupling/bypass)。 滤波主要指滤除外来噪声，而退耦/旁路（一种，以旁路的形式达到退耦效果，以后用“退耦”代替）是减小局部电路对外的噪声干扰。很多人容易把两者搞混。下面我们看一个电路结构： 图中电源为A 和B 供电。电流经 C1 后再经过一段 PCB 走线（暂等效为一个电感，实际用电磁波理论分析这种等效是有误的，但为方便理解，仍采用这种等效方式。）分开两路分别供给 A 和B。电源出来的纹波比较大，于是我们使用C1 对电源进行滤波，为A 和B 提供稳定的电压。C1 需要尽可能的靠近电源放置。C2 和C3 均为旁路电容，起退耦作用。当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时，如果没有 C2 和C3，那么会因为线路电感的原因 A 端的电压会变低，而 B 端电压同样受 A 端电压影响而降低，于是局部电路 A 的电流变化引起了局部电路B 的电源电压，从而对 B 电路的信号产生影响。同样，B 的电流变化也会对 A 形成干扰。这就是“共路耦合干扰”。 增加了 C2 后，局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候，电容 C2可以为 A 暂时提供电流，即使共路部分电感存在，A 端电压不会下降太多。对 B 的影响也会减小很多。于是通过电流旁路起到了退耦的作用。 一般滤波主要使用大容量电容，对速度要求不是很快，但对电容值要求较大。一般使用铝电解电容。浪涌电流较小的情况下，使用钽电容代替铝电解电容效果会更好一些。从上面的例子我们可以知道，作为退耦的电容，必需有很快的响应速度才能达到效果。如果图中的局部电路 A 是指一个芯片的话，那么退耦电容要用瓷片电容，而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。而如果“局部电路 A”是指一个功能模块的话，可以使用瓷片电容，如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容（前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容）。 滤波电容的容量往往都可以从电源芯片的数据手册里找到计算公式。如果滤波电路同时使用电解电容、钽电容和瓷片电容的话，把电解电容放的离开关电源最近，这样能保护钽电容。瓷片电容放在钽电容后面。这样可以获得最好的滤波效...