电容种类及滤波电容的作用

电容种类的大致了解，在选择电容时有助于对电容种类的快速筛选。电容种类较多，按封装分有贴片电容、插件电容，按介质分有陶瓷电容，钽电容，电解电容、云母电容、薄膜电容等，按结构形势分，有固定电容、半固定电容、可变电容。电容种类的繁多，让人容易患选择综合症，但不用忧虑，在开关电源中，我们使用最多的就是陶瓷电容，电解电容和钽电容，了解了电容的种类接下来是了解电容的一些性能参数。

了解电容的内在关键参数，才能快速选型，可靠使用，所有的电容的关键参数都是一样的，包括电容容值、电容的耐压值、电容的 ESR、电容容值精度、电容允许的工作温度范围。在开关电源设计中，使用频率最高的电容是陶瓷电容、电解电容、钽电容，需要了解它们的特性差异才能快速的进行选择。陶瓷电容容值较小，高频特性好，工作温度范围较广，ESR 较电解电容小，体积小，没有极性；电解电容容值可以做大，但工作温度范围较窄，ESR 较大，有极性；钽电容 ESR 最小，容值可比陶瓷电容大一些，有极性，安规性能差，容易起火。

电容的使用环境还分电路内部环境和电路外部环境，电路内部环境包括频率、电压值、电流值、电容在电路中的主要作用等；根据电路频率可以确定电容种类；根据电压值可以确定选型电容的耐压值；在电路中的主要作用可以用来参考选型电容的容值等；根据电路外部使用环境对电容进行选型，产品工作的环境温度，安规要求等，都可以用来缩小电容选择范围。电容的选型不当，在应用中会出现爆浆、电解液干涸等现象，最终导致电源失效。

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。

审核编辑黄昊宇