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電容去耦原理透徹分析與設計參考

電容退耦原理采用電容退耦是解決電源噪聲問題的主要方法。這種方法對提高瞬態電流的響應速度，降低電源分配系統的阻抗都非常有效。（3）當電容器套管的絕緣不能保證時，在有絕緣性能特定要求的地方請不要使用。對于電容退耦，很多資料中都有涉及，但是闡述的角度不同。有些是從局部電荷存儲（即儲能）的角度來說明，有些是從電源分配系統的阻抗的角度來說明，還有些資料的說明更為混亂，一會提儲能，一會提阻抗，因此很多人在看資料的時候感到有些迷惑。其實，這兩種提法，本質上是相同的，只不過看待問題的視角不同而已。為了讓大家有個清楚的認識，本文分別介紹一下這兩種解釋。從儲能的角度來說明電容退耦原理。在制作電路板時，通常會在負載芯片周圍放置很多電容，這些電容就起到電源退耦作用。

電解電容器的紋波電流承受能力分析

1 引言

在電力電子線路中，電解電容器經常受到大脈動電流、高頻大濾波電流和短時大電流脈沖的作用，因此對流過其內部的電流要有嚴格的限制，這樣才能保證電路的可靠性。其中一個很重要的指標就是電解電容器紋波電流的額定值。(5)安裝地點的溫度檢查和電容器外殼上最熱點溫度的檢查可以通過水1銀溫度計等進行，并且做好溫度記錄(特別是夏季)。由大量的實驗及實踐的經驗得知，一般紋波電流對電解電容器主要的影響就是使其發熱，因為電解電容器的等效串聯電阻（ESR）相對比較大，一般為數十毫歐姆到十幾歐姆，這樣紋波電流流過ESR就會有明顯的功率損耗，使電容器發熱。而且流過電容器的紋波電流越大，在電容器ESR上產生的損耗也會隨之增大，由功率損耗產生的熱會明顯降低電解電容器的使用壽命。如果電解電容器工作在超出其紋波電流額定值的條件下，就會使電容器因核心過熱而導致失效或損壞。

正確選擇電容器組的保護方式，是確保電容器安全可靠運行的關鍵，但無論采用哪種保護方式，均應符合以下幾項要求：

①保護裝置應有足夠的靈敏度，不論電容器組中單臺電容器內部發生故障，還是部分元件損壞，保護裝置都能可靠地動作。

②能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開后，便于檢查出已損壞的電容器。

③在電容器停送電過程中及電力系統發生接地或其它故障時，保護裝置不能有誤動作。

④保護裝置應便于進行安裝、調整、試驗和運行維護。

⑤消耗電量要少，運行費用要低。

用于開關穩壓電源輸出整流的電解電容器，要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時仍不呈現上升趨勢。大多數廠商的數據手冊給出了紋波電流倍乘系數來換算其他溫度下紋波電流額定值。電解電容器ESR較低，能有效地濾除開關穩壓電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現上升趨勢，用于開關電源輸出整流濾波效果相對較差。

通過實驗可發現，普通CDII型中4700μF,16V電解電容器，用于開關電源輸出濾波的紋波與尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高頻電解電容器的低，同時普通電解電容器溫升相對較高。其原因是，在數字設備中，隨著功能的增加，電路的電流有越來越大的趨勢。當負載為突變情況時，用普通電解電容器的瞬態響應遠不如高頻電解電容器。