中心議題：

• 討論照明電源中電容作用

解決方案：

• 應用於電源電路
• 實現旁路
  、去藕、濾波和儲能方麵

在zai日ri常chang生sheng活huo中zhong，我wo們men不bu要yao輕qing視shi小xiao小xiao電dian容rong。他ta的de作zuo用yong很hen大da，用yong過guo電dian容rong等deng的de電dian子zi產chan品pin。什shen麼me地di方fang都dou有you如ru果guo用yong得de不bu好hao，或huo用yong得de好hao的de，所suo以yi首shou先xian介jie紹shao電dian容rong的de作zuo用yong：

作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種：

1
、應用於電源電路，實現旁路
、去藕、濾波和儲能方麵電容的作用
，下麵分類詳述之：

1）濾波

濾波是電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上（即假設電容為純電容）說
，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的(de)電(dian)容(rong)大(da)多(duo)為(wei)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)，有(you)很(hen)大(da)的(de)電(dian)感(gan)成(cheng)份(fen)
，所(suo)以(yi)頻(pin)率(lv)高(gao)後(hou)反(fan)而(er)阻(zu)抗(kang)會(hui)增(zeng)大(da)。有(you)時(shi)會(hui)看(kan)到(dao)有(you)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)量(liang)較(jiao)大(da)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)並(bing)聯(lian)了(le)一(yi)個(ge)小(xiao)電(dian)容(rong)，這(zhe)時(shi)大(da)電(dian)容(rong)通(tong)低(di)頻(pin)，小(xiao)電(dian)容(rong)通(tong)高(gao)頻(pin)。電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)通(tong)高(gao)阻(zu)低(di)
，通(tong)高(gao)頻(pin)阻(zu)低(di)頻(pin)。電(dian)容(rong)越(yue)大(da)低(di)頻(pin)越(yue)容(rong)易(yi)通(tong)過(guo)，電(dian)容(rong)越(yue)大(da)高(gao)頻(pin)越(yue)容(rong)易(yi)通(tong)過(guo)。具(ju)體(ti)用(yong)在(zai)濾(lv)波(bo)中(zhong),大電容(1000uF)濾低頻，小電容(20pF)濾高頻。

曾有網友將濾波電容 比作“水塘”。youyudianrongdeliangduandianyabuhuitubian
，youcikezhi，xinhaopinlvyuegaozeshuaijianyueda，kehenxingxiangdeshuodianrongxianggeshuitang，buhuiyinjidishuidejiaruhuozhengfaeryinqishuiliangdebianhua。 它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高
，峰值電流就越大，從而緩衝了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

2）旁路

旁pang路lu電dian容rong是shi為wei本ben地di器qi件jian提ti供gong能neng量liang的de儲chu能neng器qi件jian
，它ta能neng使shi穩wen壓ya器qi的de輸shu出chu均jun勻yun化hua，降jiang低di負fu載zai需xu求qiu。就jiu像xiang小xiao型xing可ke充chong電dian電dian池chi一yi樣yang，旁pang路lu電dian容rong能neng夠gou被bei充chong電dian，並bing向xiang器qi件jian進jin行xing放fang 電dian。為wei盡jin量liang減jian少shao阻zu抗kang，旁pang路lu電dian容rong要yao盡jin量liang靠kao近jin負fu載zai器qi件jian的de供gong電dian電dian源yuan管guan腳jiao和he地di管guan腳jiao。這zhe能neng夠gou很hen好hao地di防fang止zhi輸shu入ru值zhi過guo大da而er導dao致zhi的de地di電dian位wei抬tai高gao和he噪zao聲sheng。地di彈dan是shi地di連lian接jie處chu在zai通tong過guo大da 電流毛刺時的電壓降。

3）去藕

去藕，又稱解藕。從電路來說，總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大
，驅動電路要把電容充電
、放電

，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時候，電流比較大
，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由於電路中的電感

，電阻（特別是芯片管腳上的電感
，會產生反彈），這種電流相對 於yu正zheng常chang情qing況kuang來lai說shuo實shi際ji上shang就jiu是shi一yi種zhong噪zao聲sheng，會hui影ying響xiang前qian級ji的de正zheng常chang工gong作zuo。這zhe就jiu是shi耦ou合he。去qu藕ou電dian容rong就jiu是shi起qi到dao一yi個ge電dian池chi的de作zuo用yong，滿man足zu驅qu動dong電dian路lu電dian流liu的de變bian化hua，避bi免mian相xiang互hu間jian的de耦ou合he幹gan擾rao。將jiang旁pang路lu電dian容rong和he去qu藕ou電dian容rong結jie合he起qi來lai將jiang更geng容rong易yi理li解jie。旁pang路lu電dian容rong實shi際ji也ye是shi去qu藕ou合he的de
，隻zhi是shi旁pang路lu電dian容rong一yi般ban是shi指zhi高gao頻pin旁pang路lu
，也ye就jiu是shi給gei高gao頻pin的de開kai關guan噪zao聲sheng提ti高gao一yi條tiao低di阻zu抗kang泄xie防fang 途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大
，是10uF或者更大，依據電路中分布參數
，以及驅動 電dian流liu的de變bian化hua大da小xiao來lai確que定ding。旁pang路lu是shi把ba輸shu入ru信xin號hao中zhong的de幹gan擾rao作zuo為wei濾lv除chu對dui象xiang，而er去qu耦ou是shi把ba輸shu出chu信xin號hao的de幹gan擾rao作zuo為wei濾lv除chu對dui象xiang
，防fang止zhi幹gan擾rao信xin號hao返fan回hui電dian源yuan。這zhe應ying該gai是shi他ta們men的de本ben質zhi區qu別bie。

4）儲能

儲能型電容器通過整流器收集電荷

，並將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC
、電容值在220～150 000uF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的 B43504或B43505）是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、並聯或其組合的形式， 對於功率級超過10KW的電源

，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2


、應用於信號電路
，主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數的作用：

1）耦合

舉(ju)個(ge)例(li)子(zi)來(lai)講(jiang)，晶(jing)體(ti)管(guan)放(fang)大(da)器(qi)發(fa)射(she)極(ji)有(you)一(yi)個(ge)自(zi)給(gei)偏(pian)壓(ya)電(dian)阻(zu)，它(ta)同(tong)時(shi)又(you)使(shi)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)壓(ya)降(jiang)反(fan)饋(kui)到(dao)輸(shu)入(ru)端(duan)形(xing)成(cheng)了(le)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)耦(ou)合(he)，這(zhe)個(ge)電(dian)阻(zu)就(jiu)是(shi)產(chan)生(sheng)了(le)耦(ou)合(he)的(de)元(yuan)件(jian)，如(ru)果(guo)在(zai)這(zhe)個(ge)電(dian)阻(zu)兩(liang)端(duan)並(bing)聯(lian)一(yi)個(ge)電(dian)容(rong)，由(you)於(yu)適(shi)當(dang)容(rong)量(liang)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)對(dui)交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao)較(jiao)小(xiao)的(de)阻(zu)抗(kang),這樣就減小了電阻產生的耦合效應
，故稱此電容為去耦電容。

2）振蕩/同步

包括RC
、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬於這一範疇。

3）時間常數

這就是常見的 R、C 串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）
、電容（C）的特性通過下麵的公式描述：

i = (V/R)e-(t/CR)

我們知道了電容的作用以後下麵來談談電容在使用中的注意事項

A. 什麼是好電容。
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1.電容容量越大越好。

很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大
，為IC提ti供gong的de電dian流liu補bu償chang的de能neng力li越yue強qiang。且qie不bu說shuo電dian容rong容rong量liang的de增zeng大da帶dai來lai的de體ti積ji變bian大da
，增zeng加jia成cheng本ben的de同tong時shi還hai影ying響xiang空kong氣qi流liu動dong和he散san熱re。關guan鍵jian在zai於yu電dian容rong上shang存cun在zai寄ji生sheng電dian感gan，電dian容rong放fang電dian回hui路lu會hui在zai某mou個ge頻pin點dian上shang發fa生sheng諧xie振zhen。在zai諧xie振zhen點dian，電dian容rong的de阻zu抗kang小xiao。因yin此ci放fang電dian回hui路lu的de阻zu抗kang最zui小xiao，補bu充chong能neng量liang的de效xiao果guo也ye最zui好hao。但dan當dang頻pin率lv超chao過guo諧xie振zhen點dian時shi，放fang電dian回hui路lu的de阻zu抗kang開kai始shi增zeng加jia
，電dian容rong提ti供gong電dian流liu能neng力li便bian開kai始shi下xia降jiang。電dian容rong的de容rong值zhi越yue大da
，諧xie振zhen頻pin率lv越yue低di，電dian容rong能neng有you效xiao補bu償chang電dian流liu的de頻pin率lv範fan圍wei也ye越yue小xiao。從cong保bao證zheng電dian容rong提ti供gong高gao頻pin電dian流liu的de能neng力li的de角jiao度du來lai說shuo


，電dian容rong越yue大da越yue好hao的de觀guan點dian是shi錯cuo誤wu的de，一yi般ban的de電dian路lu設she計ji中zhong都dou有you一yi個ge參can考kao值zhi的de。

2.同樣容量的電容
，並聯越多的小電容越好

耐壓值、耐溫值
、容值
、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數，對於ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率
、電壓、溫度等都有關係。當電壓固定時候，容量越大
，ESR越低。在板卡設計中采用多個小電容並連多是出與PCB空間的限製，這樣有的人就認為，越多的並聯小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗
，采用多個小電容並聯，效果並不一定突出。

3.ESR越低，效果越好。

結合我們上麵的提高的供電電路來說，對於輸入電容來說
，輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求

，對ESR的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET的開關脈衝。對於輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。ESR的要求則高一點，因為這裏要保證的是足夠的電流通過量。但這裏要注意的是ESR並不是越低越好
，低ESR電dian容rong會hui引yin起qi開kai關guan電dian路lu振zhen蕩dang。而er消xiao振zhen電dian路lu複fu雜za同tong時shi會hui導dao致zhi成cheng本ben的de增zeng加jia。板ban卡ka設she計ji中zhong，這zhe裏li一yi般ban有you一yi個ge參can考kao值zhi
，此ci作zuo為wei元yuan件jian選xuan用yong參can數shu，避bi免mian消xiao振zhen電dian路lu而er導dao致zhi成cheng本ben的de增zeng加jia。

4.好電容代表著高品質。

“唯電容論”曾(zeng)經(jing)盛(sheng)極(ji)一(yi)時(shi)
，一(yi)些(xie)廠(chang)商(shang)和(he)媒(mei)體(ti)也(ye)刻(ke)意(yi)的(de)把(ba)這(zhe)個(ge)事(shi)情(qing)做(zuo)成(cheng)一(yi)個(ge)賣(mai)點(dian)。在(zai)板(ban)卡(ka)設(she)計(ji)中(zhong)
，電(dian)路(lu)設(she)計(ji)水(shui)平(ping)是(shi)關(guan)鍵(jian)。和(he)有(you)的(de)廠(chang)商(shang)可(ke)以(yi)用(yong)兩(liang)相(xiang)供(gong)電(dian)做(zuo)出(chu)比(bi)一(yi)些(xie)廠(chang)商(shang)采(cai)用(yong)四(si)相(xiang)供(gong)電(dian)更(geng)穩(wen)定(ding)的(de)產(chan)品(pin)一(yi)樣(yang)，一(yi)味(wei)的(de)采(cai)用(yong)高(gao)價(jia)電(dian)容(rong)，不(bu)一(yi)定(ding)能(neng)做(zuo)出(chu)好(hao)產(chan)品(pin)。衡(heng)量(liang)一(yi)個(ge)產(chan)品(pin)，一(yi)定(ding)要(yao)全(quan)方(fang)位(wei)多(duo)角(jiao)度(du)的(de)去(qu)考(kao)慮(lv)
，切(qie)不(bu)可(ke)把(ba)電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)用(yong)有(you)意(yi)無(wu)意(yi)的(de)誇(kua)大(da)。

B. 電容爆漿之麵麵談

爆漿的種類：

分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

對於輸入電容來說，就是我是說的C1，C1duiyoudianyuanjieshoudaodedianliujinxingguolv。shurudianrongbaojianghedianyuanshurudianliudepinzhiyouguan。guoduodemaocidianya，fengzhidianyaguogao
，dianliubuwendingdengdoushidianrongguoyuchongfangdianguoyupinfan，changshijianchuyuzheleigongzuohuanjingxiadedianrong
，neibuwendushenggaohenkuai。chaoguoxiebaokoudechengshoujixianjiuhuifashengbaojiang。

對於輸出電容來說，就我說的C2
，duijingdianyuanmokuaitiaozhenghoudedianliujinxinglvbo。cichudianliujingguoyiciguolv，bijiaopingwen
，fashengbaojiangdekenengxingxiangduilaishuoxiaolebushao。danruguohuanjingwenduguogao，dianrongtongyangrongyifashengbaojiang。bao
，baoye。caiyonglajidongxiziranyaobao，baoyinga。yuzhiguoquyinzhe
，jianqixianzaiguo；欲知未來果者，見其現在因。

電解電容爆漿的原因：

電容爆漿的原因有很多，比如電流大於允許的穩波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓
、頻(pin)繁(fan)的(de)充(chong)放(fang)電(dian)等(deng)。但(dan)是(shi)最(zui)直(zhi)接(jie)的(de)原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)高(gao)溫(wen)。我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)電(dian)容(rong)有(you)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)參(can)數(shu)就(jiu)是(shi)耐(nai)溫(wen)值(zhi)，指(zhi)的(de)就(jiu)是(shi)電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)沸(fei)點(dian)。當(dang)電(dian)容(rong)的(de)內(nei)部(bu)溫(wen)度(du)達(da)到(dao)電(dian)解(jie)液(ye)的(de)沸(fei)點(dian)時(shi)


，電(dian)解(jie)液(ye)開(kai)始(shi)沸(fei)騰(teng)，電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)的(de)壓(ya)力(li)升(sheng)高(gao)，當(dang)壓(ya)力(li)超(chao)過(guo)泄(xie)爆(bao)口(kou)的(de)承(cheng)受(shou)極(ji)限(xian)就(jiu)發(fa)生(sheng)了(le)爆(bao)漿(jiang)。所(suo)以(yi)說(shuo)溫(wen)度(du)是(shi)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)爆(bao)漿(jiang)的(de)直(zhi)接(jie)原(yuan)因(yin)。電(dian)容(rong)設(she)計(ji)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)大(da)約(yue)為(wei)2萬小時
，受環境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環境溫度每升高10℃，電(dian)容(rong)的(de)壽(shou)命(ming)就(jiu)會(hui)減(jian)半(ban)。主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)就(jiu)是(shi)溫(wen)度(du)加(jia)速(su)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)而(er)使(shi)介(jie)質(zhi)隨(sui)時(shi)間(jian)退(tui)化(hua)失(shi)效(xiao)，這(zhe)樣(yang)電(dian)容(rong)壽(shou)命(ming)終(zhong)結(jie)。為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電(dian)容(rong)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)，電(dian)容(rong)在(zai)插(cha)板(ban)前(qian)要(yao)經(jing)過(guo)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)高(gao)溫(wen)環(huan)境(jing)的(de)測(ce)試(shi)。即(ji)使(shi)是(shi)在(zai)100℃，高品質的電容也可以工作幾千個小時。同時
，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標準範圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設計壽命到達之後就發生爆漿。隻是無法保證電容的設計的容量標準。

所(suo)以(yi)，短(duan)時(shi)期(qi)內(nei)
，正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)板(ban)卡(ka)電(dian)容(rong)就(jiu)發(fa)生(sheng)爆(bao)漿(jiang)的(de)情(qing)況(kuang)，這(zhe)就(jiu)是(shi)電(dian)容(rong)品(pin)質(zhi)問(wen)題(ti)。另(ling)外(wai)
，不(bu)正(zheng)常(chang)的(de)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang)也(ye)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)電(dian)容(rong)爆(bao)漿(jiang)的(de)情(qing)況(kuang)。比(bi)如(ru)熱(re)插(cha)拔(ba)電(dian)腦(nao)配(pei)件(jian)也(ye)會(hui)導(dao)致(zhi)板(ban)卡(ka)局(ju)部(bu)電(dian)路(lu)電(dian)流(liu)、電壓的劇烈變化，從而引發電容使用故障。