浅谈滤波电容、去耦电容、旁路电容之间区别

　　滤波电容

 

　　电容是两个彼此靠近又相互绝缘的导体。

 

　　滤波电容是指安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件。由于滤波电路要求储能电容有较大电容量。所以，绝大多数滤波电路使用电解电容。电解电容由于其使用电解质作为电极（负极）而得名。

 

　　作用

 

　　滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。而且对于精密电路而言，往往这个时候会采用并联电容电路的组合方式来提高滤波电容的工作效果。

 

　　低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。滤波电容在开关电源中起著非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员十分关心的问题。

 

　　50赫兹工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100赫兹，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万微法，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数万赫兹，甚至是数十兆赫兹。这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗- 频率”特性。要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。

 

　　普通的低频电解电容器在万赫兹左右便开始呈现感性，无法满足开关电源的使用要求。而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载；从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端 ［3］ 。

 

　　分类

 

　　一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）：

 

　　（1）低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率和市电一致为50Hz。

 

　　（2）高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。

 

　　特点

 

　　温升低

 

　　谐波滤波器回路由电容器串联电抗器组成，在某一谐波阶次形成最低阻抗，用以吸收大量谐波电流，电容器的质量会影响谐波滤波器的稳定吸收效果，电容器的使用寿命跟温度有很大的关系，温度越高寿命越低，滤波全膜电容器具有温升低等特点，可以保证其使用寿命。

 

　　损耗低

 

　　介质损耗角正切值（tgδ）：≤0.0003。

 

　　安全性

 

　　符合GB、IEC标准，内部单体电容器均附装保护装置；当线路或单体电容器发生异常时，该保护装置将会立即动作，自动切断电源，以防二次灾害的发生。附装放电电阻，可确保用电及维护保养之安全。外壳采用钢板冲压而成，内外部涂上耐候性良好之高温烤漆安全性特高。

 

　　便捷性

 

　　体积小且重量轻，搬运安装极为方便

　　电容的功能简单的说就是隔直流通交流，在电路中的电容主要有这几种作用：滤波、去耦、旁路等作用。

　　1、滤波电容

　　滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分，使输出的直流更平稳。从使用电路的频率不同，可以将滤波电容分为低频滤波电容和高频滤波电容。低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。使用时切忌不可以将低频滤波电容用于高频电路，否则会出现产生太大的热量，可能会烧坏电容。

　　2、 去耦电容

　　高频信号，如RF信号通过信号线时，会产生干扰，而干扰的进入方式就是通过电磁辐射。去耦电容的主要作用就是去除器件切换时从高频器件进入网络中的RF干扰。在实际中，芯片附近的电容还有蓄能的作用，即起一个缓存能量的作用。在高频器件工作的时候，由于Vcc到总电源有一段距离，即使不长，在频率的影响下，也会产生很大的电感影响，导致器件供电不及时，该去耦电容同时可以解决此问题。有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容主要就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

　　3、 旁路电容

　　用在有电阻连接时，接在电阻两端，从而将不需要的RF能量消除。这主要是产生交流旁路消除无意的能量进入敏感部分，另外还可以提供基带滤波功能。

　　例如电源和地之间的去耦电容，具有三个方面的作用：

　　①。作为电路的蓄能电容；

　　②。滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；

　　③。防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

　　其实在电路中去耦电容和旁路电容都是起抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样。对于同一个电路来说，旁路电容就是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除；去耦电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。