濾波電容

電容是兩個(gè)彼此靠近又相互絕緣的導(dǎo)體。

濾波電容是指安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件。由于濾波電路要求儲能電容有較大電容量。所以，絕大多數(shù)濾波電路使用電解電容。電解電容由于其使用電解質(zhì)作為電極（負(fù)極）而得名。

作用

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(gè)時(shí)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(guān)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(guān)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(gè)工程技術(shù)人員十分關(guān)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(shí)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(dá)數(shù)十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標(biāo)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(guān)電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達(dá)數(shù)萬赫茲，甚至是數(shù)十兆赫茲。這時(shí)電容量并不是其主要指標(biāo)，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是“阻抗- 頻率”特性。要求在開關(guān)電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗，同時(shí)對于半導(dǎo)體器件工作時(shí)產(chǎn)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(guān)電源的使用要求。而開關(guān)電源專用的高頻鋁電解電容器有四個(gè)端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負(fù)極鋁片的兩端也分別引出作為負(fù)極。電流從四端電容的一個(gè)正端流入，經(jīng)過電容內(nèi)部，再從另一個(gè)正端流向負(fù)載；從負(fù)載返回的電流也從電容的一個(gè)負(fù)端流入，再從另一個(gè)負(fù)端流向電源負(fù)端 ［3］ 。

分類

一般情況下，電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號，但即使是低頻信號，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容（這里的高頻是相對而言）：

（1）低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率和市電一致為50Hz。

（2）高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。

特點(diǎn)

溫升低

諧波濾波器回路由電容器串聯(lián)電抗器組成，在某一諧波階次形成最低阻抗，用以吸收大量諧波電流，電容器的質(zhì)量會影響諧波濾波器的穩(wěn)定吸收效果，電容器的使用壽命跟溫度有很大的關(guān)系，溫度越高壽命越低，濾波全膜電容器具有溫升低等特點(diǎn)，可以保證其使用壽命。

損耗低

介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）：≤0.0003。

安全性

符合GB、IEC標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)部單體電容器均附裝保護(hù)裝置；當(dāng)線路或單體電容器發(fā)生異常時(shí)，該保護(hù)裝置將會立即動作，自動切斷電源，以防二次災(zāi)害的發(fā)生。附裝放電電阻，可確保用電及維護(hù)保養(yǎng)之安全。外殼采用鋼板沖壓而成，內(nèi)外部涂上耐候性良好之高溫烤漆安全性特高。

便捷性

體積小且重量輕，搬運(yùn)安裝極為方便

電容濾波的兩個(gè)要點(diǎn)

電容在EMC設(shè)計(jì)中非常重要，也是我們常用的濾波元件！但在我培訓(xùn)的過程中發(fā)現(xiàn)，大家對電容的使用并不是很明確！這里我把電容濾波的兩個(gè)要點(diǎn)介紹一下：

1、電容濾波是有頻段的，很多人以為電容是越大越好，其實(shí)不然，每個(gè)電容有一定的濾波頻段，大電容濾低頻，小電容濾高頻，主要是根據(jù)電容的諧振頻點(diǎn)來決定，電容在諧振頻率點(diǎn)處有最佳的濾波效果！在以諧振點(diǎn)為中心的一段頻段之內(nèi)有較好的濾波效果，其他部分濾波效果不佳！電容的諧振點(diǎn)與電容的容值以及ESL（等效串聯(lián)電感）相關(guān)，具體大家可以查一下網(wǎng)上資料，以及會議學(xué)校學(xué)習(xí)串聯(lián)諧振電路的理論分析就會知道！通常我們建議在電源端口增加UF級別電容來濾波幾百KHZ到5MHZ之間的差模干擾，原因就是UF級別電容諧振點(diǎn)在1MHZ左右。另外建議加在高頻數(shù)字電路上我們建議加1nF貼片電容，原因就是1nf電容的諧振頻率在100MHZ之間，不同廠家諧振頻點(diǎn)有所不同，這樣比較好濾波幾十MHZ到200MHZ干擾，有利與EMI問題解決！

2、電容選好了，不代表就能濾除干擾！河水泛濫，到達(dá)高水位，這時(shí)我們往往會增加一條溝渠引流，那么引到的地方必須是一個(gè)低水位的，如果引到一個(gè)高水位的水庫的話，反而會引起水倒灌，抬高水位。電容濾波與治水問題是一樣得，電容只是起到一個(gè)溝渠得作用，能否濾波還取決與電容接的地上干擾的大小。我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)工程師解決干擾問題加電容沒有效果，有很大程度是地上干擾本身很大！反而把地上干擾引到信號或電源上來！大家需要注意，地上干擾在有些情況小并不是最小的！所以我們強(qiáng)調(diào)濾波有一個(gè)重要的基礎(chǔ)，就是所接的地要干擾小，就是通常說的“靜地”。

所以說，我們采取電容濾波時(shí)要達(dá)到濾波效果，必須選取合適的電容以及接干擾比較小的地！電容可以根據(jù)器件手冊與經(jīng)驗(yàn)，干擾小的地可以在調(diào)試時(shí)采取儀器方法，有經(jīng)驗(yàn)工程師在前期原理圖以及PCB時(shí)要考慮。