電路中的電容濾波問題解析

電感的阻抗與頻率成正比,電容的阻抗與頻率成反比，所以,電感可以阻扼高頻通過,電容可以阻扼低頻通過。二者適當(dāng)組合，就可過濾各種頻率的信號(hào)。如在整流電路中,將電容并在負(fù)載上或?qū)㈦姼写?lián)在負(fù)載上,可濾去交流紋波。

電感濾波屬于電流濾波，是靠通過電流產(chǎn)生電磁感應(yīng)來(lái)平滑輸出電流，輸出電壓較低，一般低于交流電壓的有效值；適用于大電流，電流越大濾波效果越好。電容和電感的很多特性是恰恰相反的。

一般情況下，電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。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(duì)而言的）。

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用在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬(wàn)Hz。當(dāng)我們將低頻濾波電容用于高頻電路時(shí)，由于低頻濾波電容高頻特性不好，它在高頻充放電時(shí)內(nèi)阻較大，等效電感較高，因此在使用中會(huì)因電解液的頻繁極化而產(chǎn)生較大的熱量，而較高的溫度將使電容內(nèi)部的電解液氣化，電容內(nèi)壓力升高，最終導(dǎo)致電容的鼓包和爆裂。

電源濾波電容的大小，平時(shí)做設(shè)計(jì)，前級(jí)用4.7u，用于濾低頻，二級(jí)用0.1u，用于濾高頻，4.7uF電容的作用是減小輸出脈動(dòng)和低頻干擾，0.1uF的電容是減小由于負(fù)載電流瞬時(shí)變化引起的高頻干擾。一般前面那個(gè)越大越好，兩個(gè)電容值相差大概100倍左右。電源濾波，特別是開關(guān)電源，要看你的ESR(電容的等效串聯(lián)電阻)有多大，而高頻電容的選擇最好在其自諧振頻率上。大電容是防止浪涌，機(jī)理就好比大水庫(kù)防洪能力更強(qiáng)一樣；小電容濾高頻干擾，任何器件都可以等效成一個(gè)電阻、電感、電容的串并聯(lián)電路，也就有了自諧振，只有在這個(gè)自諧振頻率上，等效電阻最小，所以濾波最好！

電容的等效模型為一電感Ｌ，一電阻Ｒ和電容Ｃ的串聯(lián)，電感Ｌ為電容引線所致，電阻Ｒ代表電容的有功功率損耗，電容為Ｃ。因而可等效為串聯(lián)ＬＣ回路求其諧振頻率，串聯(lián)諧振的條件為WL=1/WC,W=2*PI*f,從而得到此式子f = 1/(2pi* LC)，串聯(lián)ＬＣ回路中心頻率處電抗最小表現(xiàn)為純電阻，所以中心頻率處起到濾波效果。引線電感的大小因其粗細(xì)長(zhǎng)短而不同，接地電容的電感一般是１mm為10nＨ左右，取決于需要接地的頻率。

采用電容濾波設(shè)計(jì)需要考慮參數(shù)：(1) ESR；(2) ESL；(3)耐壓值；(4)諧振頻率。