濾波電容的選型與計算(詳解)

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1、電源濾波電容的選擇與計算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.二者適當組合,就可過濾各種頻率信號.如在整流電路中,將電容并在負載 上或將電感串聯在負載上,可濾去交流紋波.。電容濾波屬電壓濾波，是直接儲存脈動電壓來 平滑輸出電壓，輸出電壓高，接近交流電壓峰值；適用于小電流，電流越小濾波效果越好。 電感濾波屬電流濾波，是靠通過電流產生電磁感應來平滑輸出電流，輸出電壓低，低于交流 電壓有效值；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，但即使是低頻信號，其頻率

2、也分 為了好幾個數量級。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）。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電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。當我 們將低頻濾波電容用于高頻電路時，由于低頻濾波電容高頻特性不好，它在高頻充放電時內 阻較大，等效電感較高。因此在使用中會因電解液的頻繁極化而產生較大的熱量。而較高的 溫度將使電容內部的電解液氣化，電容內壓力升高，最終導致電容的鼓包和爆裂。電源濾波電容的大小，平時做設計，前級用4.7u，用于濾低頻，二級用0.1u，用于濾

3、高頻， 4.7uF的電容作用是減小輸出脈動和低頻干擾，O.luF的電容應該是減小由于負載電流瞬時 變化引起的高頻干擾。一般前面那個越大越好，兩個電容值相差大概100倍左右。電源濾波， 開關電源，要看你的ESR（電容的等效串聯電阻）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，機理就好比大水庫防洪能力更強一樣；小電容濾高頻干擾，任 何器件都可以等效成一個電阻、電感、電容的串并聯電路，也就有了自諧振，只有在這個自 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，電感L為電容引線所至，電阻R代表電容的有功功率損耗，電容C.因而可等效為串

4、聯LC回路求其諧振頻率，串聯諧振的條件為WL=l/WC,W=2*PI*f，從而得到 此式子f=l/（2pi*LC）.，串聯LC回路中心頻率處電抗最小表現為純電阻，所以中心頻 率處起到濾波效果.引線電感的大小因其粗細長短而不同，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.采用電容濾波設計需要考慮參數：ESRESL耐壓值諧振頻率那么如何選取電源濾波電容呢？ 電源濾波電容如何選取,掌握其精髓與方法,其實也不難1）理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少（1/jwc）,但由于電容兩端引腳的電感效 應,這時電容應該看成是一個LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數，這表示頻率大

5、于 FSR值時，電容變成了一個電感，如果電容對地濾波，當頻率超出FSR后,對干擾的抑制就大打 折扣,所以需要一個較小的電容并聯對地原因在于小電容,SFR值大,對高頻信號提供了一 個對地通路，所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大電容濾低頻，小電容濾高頻，根本 的原因在于SFR（自諧振頻率）值不同，想想為什么？如果從這個角度想,也就可以理解為什么 電源濾波中電容對地腳為什么要盡可能靠近地了.2）那么在實際的設計中，我們常常會有疑問，我怎么知道電容的SFR是多少？就算我知道SFR 值，我如何選取不同SFR值的電容值呢？是選取一個電容還是兩個電容？電容的SFR值和電容值有關，和電容的引腳電感有關，

6、所以相同容值的0402,0603,或直插式 電容的SFR值也不會相同，當然獲取SFR值的途徑有兩個：1）器件Datasheet,如22pf0402電 容的SFR值在2G左右,2）通過網絡分析儀直接量測其自諧振頻率,想想如何測量S21?知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99,選一個或兩個電路在于你所供電電路的工 作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比.仿真完后，那就是實際電路試驗，如調試手機接收靈敏度 時丄NA的電源濾波是關鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個dB.電容的本質是通交流，隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好但由于引線和PCB布線原 因，實際上電容是電感和電容的并聯電路，（還有電容

7、本身的電阻，有時也不可忽略）這就引入了諧振頻率的概念：3 =l/（LC）l/2在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性.因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高.至于到底用多大的電容,這是一個參考電容諧振頻率電容值DIP(MHz)STM(MHz)l.Op F2.55O.lp F816O.Olp F2550lOOOpF80160100pF25050010pF8001.6(GHz)不過僅僅是參考而已,老工程師說主要靠經驗.更可靠的做法是將一大一小兩個電容并聯, 一般要求相差兩個數量級以上,以獲得更大的濾波頻段.文章來源： 我看

8、了這篇文章，也做個粗略的總結吧：1. 電容對地濾波，需要一個較小的電容并聯對地，對高頻信號提供了一個對地通路。2. 電源濾波中電容對地腳要盡可能靠近地。3. 理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。4. 可靠的做法是將一大一小兩個電容并聯,一般要求相差兩個數量級以上,以獲得更大的濾 波頻段. （類似 1）濾波電容的選取原則經過整流橋以后的是脈動直流，波動范圍很大。后面一般用大小兩個電容 大電容用來穩定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑 小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高容量選擇：（1）大電容,負

9、載越重，吸收電流的能力越強，這個大電容的容量就要越大（2）小電容，憑經驗，一般104 即可2. 別人的經驗（來自互聯網） 1、電容對地濾波，需要一個較小的電容并聯對地，對高頻信號提供了一個對地通路。2、電源濾波中電容對地腳要盡可能靠近地。3、理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。4、可靠的做法是將一大一小兩個電容并聯,一般要求相差兩個數量級以上,以獲得更大的濾 波頻段.具體案例:AC220-9V再經過全橋整流后，需加的濾波電容是多大的？再經78LM05后需加 的電容又是多大？前者電容耐壓應大于15V，電容容量應大于2000微發以上。后者電容耐壓應大于9V,容量 應

10、大于 220 微發以上。2有一電容濾波的單相橋式整流電路，輸出電壓為24V，電流為500mA，要求：（1）選擇整流二極管；（2）選擇濾波電容；（3）另：電容濾波是降壓還是增壓？（1）因為橋式是全波，所以每個二極管電流只要達到負載電流的一半就行了，所以二極管 最大電流要大于250mA；電容濾波式橋式整流的輸出電壓等于輸入交流電壓有效值的1.2倍， 所以你的電路輸入的交流電壓有效值應是20V，而二極管承受的最大反壓是這個電壓的根號 2倍，所以，二極管耐壓應大于28.2V。（2）選取濾波電容：1、電壓大于28.2V； 2、求C的大?。汗絉C2（35）X0.1秒， 本題中 R=24V/0.5A=48

11、 歐所以可得出C三（0.006250.0104） F,即C的值應大于6250F。（3）電容濾波是升高電壓。濾波電容的選用原則在電源設計中，濾波電容的選取原則是:C22.5T/R其中:C為濾波電容,單位為UF;T 為頻率， 單位為 HzR為負載電阻,單位為Q當然，這只是一般的選用原則，在實際的應用中,如條件（空間和成本）允許,都選取C25T/R.3. 濾波電容的大小的選取PCB 制版電容選擇 印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時操作它們時均會產生較大火花放電，必須采 用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取l2kQ , C取2.24.7p F一般的10PF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號,0.1

12、UF左右的用來濾除低頻的紋波干擾， 還可以起到穩壓的作用濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對系統造成影響的諧 波頻率，可以查一下相關廠商的電容資料或者參考廠商提供的資料庫軟件，根據具體的需要 選擇。至于個數就不一定了，看你的具體需要了，多加一兩個也挺好的，暫時沒用的可以先 不貼，根據實際的調試情況再選擇容值。如果你PCB上主要工作頻率比較低的話，加兩個電 容就可以了，一個濾除紋波，一個濾除高頻信號。如果會出現比較大的瞬時電流，建議再加 一個比較大的鉭電容。其實濾波應該也包含兩個方面，也就是各位所說的大容值和小容值的， 就是去耦和旁路。原理我就不說了，實用點的，一般數

13、字電路去耦O.luF即可，用于10M 以下；20M以上用1到10個uF,去除高頻噪聲好些，大概按C=l/f。旁路一般就比較的小 了，一般根據諧振頻率一般為0.1或0.01uF說到電容，各種各樣的叫法就會讓人頭暈目眩， 旁路電容，去耦電容，濾波電容等等，其實無論如何稱呼，它的原理都是一樣的，即利用對 交流信號呈現低阻抗的特性，這一點可以通過電容的等效阻抗公式看出來：Xcap=1/2_n fC， 工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小.。在電路中，如果電容起的主要作用是給交 流信號提供低阻抗的通路，就稱為旁路電容；如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減 少交流信號對電源的影響，就可以稱為去耦電

14、容；如果用于濾波電路中，那么又可以稱為濾 波電容；除此以外，對于直流電壓，電容器還可作為電路儲能，利用沖放電起到電池的作用。 而實際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本 文里，我們統一把這些應用于高速PCB設計中的電容都稱為旁路電容.電容的本質是通交流，隔直流，理論上說電源濾波用電容越大越好。但由于引線和PCB布線原因，實際上電容是電感和電容的并聯電路， (還有電容本身的電阻，有時也不可忽略) 這就引入了諧振頻率的概念：W =1/(LC)1/2 在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。 因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。這也能解釋為什么同樣

15、容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。至于到底用多大的電容，這是一個參考電容諧振頻率電容值DIP(MHz)STM(MHz)1.0p F2.550.1p F8160.01p F25501000pF80160100pF25050010pF8001.6(GHz)不過僅僅是參考而已，用老工程師的話說主要靠經驗。 更可靠的做法是將一大一小兩個電容并聯， 一般要求相差兩個數量級以上，以獲得更大的濾波頻段。一般來講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比 具體電容的選擇可以用公式C=4Pi*Pi/(R*f*f)電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實也不難。1)

16、理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc)，但由于電容兩端引腳的電感效應 ，這時電容應該看成是一個LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數，這表示頻率大于 FSR值時，電容變成了一個電感，如果電容對地濾波，當頻率超出FSR后,對干擾的抑制就大打 折扣，所以需要一個較小的電容并聯對地，可以想想為什么?原因在于小電容,SFR值大，對高頻信號提供了一個對地通路，所以在電源濾波電路中我們常 常這樣理解:大電容濾低頻，小電容濾高頻，根本的原因在于SFR(自諧振頻率)值不同，當然 也 可以想想為什么?如果從這個角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對地腳為什么要 盡可能靠近地了.2)

17、那么在實際的設計中，我們常常會有疑問，我怎么知道電容的SFR是多少?就算我知道SFR 值，我如何選取不同SFR值的電容值呢?是選取一個電容還是兩個電容？電容的SFR值和電容值有關，和電容的引腳電感有關，所以相同容值的0402,0603,或直插式電容的SFR值也不會相同，當然獲取SFR值的途徑有兩個：1) 器件Datasheet,如22pf0402電容的SFR值在2G左右2) 通過網絡分析儀直接量測其自諧振頻率,想想如何量測?S21?知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99,選一個或兩個電路在于你所供電電路的工 作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比.仿真完后,那就是實際電路試驗,如調試手機接

18、收靈敏度 時,LNA的電源濾波是關鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個dB.濾波電容的選取與計算從網上看有兩種工程常用的計算方法:(參考,感覺有些道理)一、當要求不是很精確的話，可以根據負載計算，每mA,2uf.二、按RC時間常數近似等于35倍電源半周期估算。給出一例：負載情況：直流1A, 12V。其等效負載電阻12歐姆。橋式整流：RC=3(T/2)C=3(T/2)/R=3x(0.02/2)/12=2500(|j F)工程中可取2200p F,因為沒有2500p F這一規格。若希望紋波小些，按5倍取。這里，T是電源的周期，50HZ時，T=0.02秒。全波整流結果一樣，但半波整流時，時間常數加倍。根據全波整流波形，可以看出，輸出電壓的平滑與電容充放電時間和信號的頻率有關系，當信 號的頻率增大時，輸出電壓的波動就分變大，可以改變濾波電容的大小來改變充放電時間，使 波動減小.這也反應了上述濾波電容的計算關系.理論上濾波電容越大濾波效果越好，輸出電 壓就越平滑，但在電路接通的瞬間，電路中所產生的沖擊電流因素卻不能被忽略，這是因為， 幾乎所有的電子元器件都有其可以通過的最大電流值，所以，在選擇電子元器件時，必須考 慮沖擊電流所帶來的流過相關元器件瞬間電流的最大值，沖擊電流越大，對電子元器件的要 求就越高，電路的成本就會提高