電容應(yīng)用與選型常識電源往往是我們在電路設(shè)計(jì)過程中最容易忽略的環(huán)節(jié)。 作為一款優(yōu)秀 的設(shè)計(jì)，電源設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是很重要的，它很大程度影響了整個(gè)系統(tǒng)的性 能和成本。 電源設(shè)計(jì)中的電容使用，往往又是電源設(shè)計(jì)中最容易被 忽略的地方。 一、電源設(shè)計(jì)中電容的工作原理 在 電 源 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 用 中 ， 電 容 主 要 用 于 濾 波 （ filter ） 和 退 耦 / 旁 路 (decoupling/bypass)。 濾波主要指濾除外來噪聲，而退耦/旁路（一種，以旁路的形式達(dá)到 退耦效果電容選型，以后用“退耦”代替）是減小局部電路對外的噪聲干擾。 很多人容易把兩者搞混。下面我們看一個(gè)電路結(jié)構(gòu)：圖中電源為 A 和 B 供電。電流經(jīng) C1 后再經(jīng)過一段 PCB 走線（暫等效 為一個(gè)電感，實(shí)際用電磁波理論分析這種等效是有誤的，但為方便理 解，仍采用這種等效方式。 ）分開兩路分別供給 A 和 B。電源出來的 紋波比較大，于是我們使用 C1 對電源進(jìn)行濾波，為 A 和 B 提供穩(wěn)定 的電壓。C1 需要盡可能的靠近電源放置。C2 和 C3 均為旁路電容，起 退耦作用。當(dāng) A 在某一瞬間需要一個(gè)很大的電流時(shí)，如果沒有 C2 和C3， 那么會因?yàn)榫€路電感的原因 A 端的電壓會變低， B 端電壓同樣 而 受 A 端電壓影響而降低， 于是局部電路 A 的電流變化引起了局部電路 B 的電源電壓，從而對 B 電路的信號產(chǎn)生影響。

同樣，B 的電流變化 也會對 A 形成干擾。這就是“共路耦合干擾” 。 增加了 C2 后，局部電路再需要一個(gè)瞬間的大電流的時(shí)候，電容 C2 可以為 A 暫時(shí)提供電流，即使共路部分電感存在，A 端電壓不會下降 太多。對 B 的影響也會減小很多。于是通過電流旁路起到了退耦的作 用。 一般濾波主要使用大容量電容，對速度要求不是很快，但對電容值要 求較大。一般使用鋁電解電容。浪涌電流較小的情況下，使用鉭電容 代替鋁電解電容效果會更好一些。從上面的例子我們可以知道，作為 退耦的電容，必需有很快的響應(yīng)速度才能達(dá)到效果。如果圖中的局部 電路 A 是指一個(gè)芯片的話， 那么退耦電容要用瓷片電容， 而且電容盡 可能靠近芯片的電源引腳。而如果“局部電路 A”是指一個(gè)功能模塊 的話，可以使用瓷片電容，如果容量不夠也可以使用鉭電容或鋁電解 電容（前提是功能模塊中各芯片都有了退耦電容—瓷片電容） 。 濾波電容的容量往往都可以從電源芯片的數(shù)據(jù)手冊里找到計(jì)算公式。 如果濾波電路同時(shí)使用電解電容、鉭電容和瓷片電容的話，把電解電 容放的離開關(guān)電源最近，這樣能保護(hù)鉭電容。瓷片電容放在鉭電容后 面。這樣可以獲得最好的濾波效果。

退耦電容需要滿足兩個(gè)要求，一個(gè)是容量需求，另一個(gè)是 ESR 需求。 也就是說一個(gè) 0.1uF 的電容退耦效果也許不如兩個(gè) 0.01uF 電容效果 好。而且，0.01uF 電容在較高頻段有更低的阻抗，在這些頻段內(nèi)如果 一個(gè) 0.01uF 電容能達(dá)到容量需求， 那么它將比 0.1uF 電容擁有更好的 退耦效果。 很多管腳較多的高速芯片設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊會給出電源設(shè)計(jì)對退耦電容 的要求， 比如一款 500 多腳的 BGA 封裝要求 3.3V 電源至少有 30 個(gè)瓷 片電容，還要有幾個(gè)大電容，總?cè)萘恳?200uF 以上… 延伸閱讀：電容器與開關(guān)電源 二、各類電源中電容器的正確選用 電容器作為基本元件在電子線路中起著重要作用，在傳統(tǒng)的應(yīng)用中， 電容器主要用作旁路耦合、電源濾波、隔直以及小信號中的振蕩、延 時(shí)等。隨著電子線路，特別是電力電子電路的發(fā)展對不同應(yīng)用場合的 電容器提出了不同的特殊要求。 1．濾波電容器 交流電（工頻或高頻）經(jīng)整流后需用電容器濾波使輸出電壓平滑，要 求電容器容量大，一般多采用鋁電解電容器。鋁電解電容器應(yīng)用時(shí)主 要問題是溫度與壽命關(guān)系，如廉價(jià)型環(huán)境溫度多為 85℃，可在 1000h內(nèi)保證各性能參數(shù)，特別是電容量，超過 1000h，各項(xiàng)性能指標(biāo)將得 不到保證， 盡管在很多情況下還能用。