電容種類及濾波電容的作用

電容種類的大致了解，在選擇電容時有助于對電容種類的快速篩選。電容種類較多，按封裝分有貼片電容、插件電容，按介質分有陶瓷電容，鉭電容，電解電容、云母電容、薄膜電容等，按結構形勢分，有固定電容、半固定電容、可變電容。電容種類的繁多，讓人容易患選擇綜合癥，但不用憂慮，在開關電源中，我們使用最多的就是陶瓷電容，電解電容和鉭電容，了解了電容的種類接下來是了解電容的一些性能參數(shù)。

了解電容的內在關鍵參數(shù)，才能快速選型，可靠使用，所有的電容的關鍵參數(shù)都是一樣的，包括電容容值、電容的耐壓值、電容的 ESR、電容容值精度、電容允許的工作溫度范圍。在開關電源設計中，使用頻率最高的電容是陶瓷電容、電解電容、鉭電容，需要了解它們的特性差異才能快速的進行選擇。陶瓷電容容值較小，高頻特性好，工作溫度范圍較廣，ESR 較電解電容小，體積小，沒有極性；電解電容容值可以做大，但工作溫度范圍較窄，ESR 較大，有極性；鉭電容 ESR 最小，容值可比陶瓷電容大一些，有極性，安規(guī)性能差，容易起火。

電容的使用環(huán)境還分電路內部環(huán)境和電路外部環(huán)境，電路內部環(huán)境包括頻率、電壓值、電流值、電容在電路中的主要作用等；根據(jù)電路頻率可以確定電容種類；根據(jù)電壓值可以確定選型電容的耐壓值；在電路中的主要作用可以用來參考選型電容的容值等；根據(jù)電路外部使用環(huán)境對電容進行選型，產品工作的環(huán)境溫度，安規(guī)要求等，都可以用來縮小電容選擇范圍。電容的選型不當，在應用中會出現(xiàn)爆漿、電解液干涸等現(xiàn)象，最終導致電源失效。

濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對于精密電路而言，往往這個時候會采用并聯(lián)電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為 50Hz；而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千 Hz 到幾萬 Hz。

濾波電容在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員十分關心的問題。50 赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為 100 赫茲，充放電時間是毫秒數(shù)量級。為獲得更小的脈動系數(shù)，所需的電容量高達數(shù)十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數(shù)萬赫茲，甚至是數(shù)十兆赫茲。這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標準是“阻抗 - 頻率”特性。要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現(xiàn)感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端。

審核編輯黃昊宇