电源设计中如何选用电容？——硬核说明

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@小白创作中心

电源设计中如何选用电容？——硬核说明

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CSDN

https://m.blog.csdn.net/jiepei_PCB/article/details/145152445

在电源设计这个复杂而关键的领域中，电容的选择和使用往往决定了整个系统的性能与稳定性。从滤波到退耦，从交流整流到开关电源，电容在各个应用场景中都发挥着不可或缺的作用。本文将为您详细解析电源设计中电容的选用要点，帮助您更好地掌握这一核心技术。

电容于电源设计的核心意义

在电路设计的复杂世界里，电源设计环节常常被忽视，而其中电容的使用更是容易被置于角落。然而，电容在电源设计中却扮演着举足轻重的角色，深刻影响着整个系统的性能与成本。

电容的两大关键

滤波

在电源设计应用中，电容主要承担滤波和退耦/旁路两大关键任务。滤波旨在滤除信号中的特定波段频率，是对抗干扰的有力武器。它起源于通信理论，从含干扰的接收信号里提取有用信号。

退耦/旁路

退耦/旁路则专注于减小局部电路对外的噪声干扰，二者功能不同却常被混淆。以一个简单电路为例，当电源为多个模块供电时，若某一模块瞬间需大电流，若无退耦电容，线路电感会使该模块电压降低，还会殃及其他模块，引发“共路耦合干扰”。有了退耦电容，它便能在瞬间为模块提供电流，稳定电压，减少对其他电路的影响。

一般滤波常用大容量电容，对速度要求不高但容量要大，且若针对芯片，电容应靠近芯片电源引脚；若为功能模块，可依情况选用瓷片、钽或铝电解电容。滤波电容容量通常可从电源芯片数据手册找到计算公式，若多种电容并用，电解电容靠近开关电源，瓷片电容在后，可获最佳滤波效果。退耦电容需兼顾容量与ESR需求，有时多个小容量电容退耦效果优于单个大容量电容。

各类电源中的电容选用

滤波电容器

在各类电源中，电容器的选用各有门道。滤波电容器方面，交流电整流后需其平滑输出电压，常采用铝电解电容器。但它面临温度与寿命挑战，高温高可靠性场合需长寿命产品。用于DC/DC开关稳压电源输入滤波时，因开关变换器工作特性，低ESR电解电容器可减少发热和纹波。用于开关稳压电源输出整流时，对其阻抗频率特性要求高，普通电解电容器难以满足，需高频特性好的陶瓷或无感薄膜电容器辅助。开关电源专用高频铝电解电容器有四端子等特殊结构，能有效减小输出电压脉动和抑制开关尖峰噪声，还有多芯形式增强电流承受能力，叠片电容则以优良高频特性和独特结构见长。