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大電容濾低頻、小電容濾高頻,是這樣嗎?

文章出處:常見問題 網責任編輯: 東莞市平尚電子科技有限公司 閱讀量: 發(fā)表時間:2021-11-29 09:20:08


其實濾波電容是指安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數(shù)提升gao效平滑直流輸出的一種儲能器件,可分為低頻濾波電容(50Hz)和高頻濾波電容(幾千-幾萬Hz)。


對于濾波電容容值的選擇,電子工程師可能都有一個共識:大電容濾低頻,小電容濾高頻。那么這個觀點真的正確嗎?平尚科技小編與您探討一下。


以上說法在40年前來爍是對的,因為那個年代,大電容體積做不小,寄生電感隨電容器長度增加。而且那個年代的電容器尺寸都相對很大。但如今時代變了,大電容也可以濾高頻,再加小電容就是畫蛇添足!

貼片電容濾波效果受什么影響?

電容器的等效電路可以認為是LCR串聯(lián)。其中:

L是電容器的寄生電感,也就是等效串聯(lián)電感,即ESL;

C是靜電電容量;

R是等效串聯(lián)電阻,也就是ESR。

文章配圖31

貼片電容的濾波是利用電容器的低阻抗來降低電容器并聯(lián)端的直流電源總阻抗,因為直流電源的交流阻抗是很大的,自身無法濾除來自負載的交流分量電流,這樣就會在直流電源端產生不可容忍的交流分量疊加電壓。為了不讓這個交流電流流入直流電源,需要一個低阻抗器件,同時又沒有直流電流的器件,這就是電容器。


在電子線路中,除了50Hz整流和低頻功率放大以外,1μF頂多10μF就可以很好地滿足電源旁路功能,無需并接電容量比較大的電解電容器。


因此,只要并聯(lián)的電容器阻抗?jié)M足要求就可以完成濾波要求。在很多情況下,大電容不能滿足高頻濾波要求的根本原因,是由于傳統(tǒng)的大電容的寄生電感比較大,在較高的頻段,其阻抗特性呈現(xiàn)電感特性,也就是ESL的感抗大于電容器的容抗。對于電源旁路電容器來說,ESL越小越好,認為電容器的ESL受到電容器尺寸制約,特別是電極長度的制約。這便是過往需要“小電容濾高頻”的原因。


MLCC快速發(fā)展打破了這樣的界定。MLCC可以大大地縮小電容器的ESL,例如1206貼片型電容器的ESL僅僅5nH。在低耐壓的MLCC,這個封裝可以將電容量做到10μF/25V,當然這個封裝也可以做成0.01μF/40V。如果是相同的封裝,在選擇電源旁路電容器時就沒有必要用一個0.01μF電容或0.1μF電容與10μF電容并聯(lián),就沒有這個必要!

11.29配圖

從圖中可以看到,在10MHz以下,10μF電容器的阻抗具有優(yōu)勢,而在10MHz以上10μF與0.001~0.1μF阻抗特性一樣。這就是說,如果選擇一個與小電容相同ESL低的大電容,就不再需要小電容濾波了,大電容本身就可以完成。


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