濾波電容

電容是兩個彼此靠近又相互絕緣的導體。

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提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件。由于濾波電路要求儲能電容有較大電容量。所以，絕大多數濾波電路使用電解電容。電解電容由于其使用電解質作為電極（負極）而得名。

作用

濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對于精密電路而言，往往這個時候會采用并聯電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。

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。濾波電容在開關電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個工程技術人員十分關心的問題。

50赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動電壓頻率僅為100赫茲，充放電時間是毫秒數量級。為獲得更小的脈動系數，所需的電容量高達數十萬微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優劣的主要參數。而開關電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達數萬赫茲，甚至是數十兆赫茲。這時電容量并不是其主要指標，衡量高頻鋁電解電容優劣的標準是“阻抗- 頻率”特性。要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗，同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬赫茲左右便開始呈現感性，無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容的一個正端流入，經過電容內部，再從另一個正端流向負載；從負載返回的電流也從電容的一個負端流入，再從另一個負端流向電源負端 ［3］ 。

分類

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）：

（1）低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率和市電一致為50Hz。

（2）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。

特點

溫升低

諧波濾波器回路由電容器串聯電抗器組成，在某一諧波階次形成最低阻抗，用以吸收大量諧波電流，電容器的質量會影響諧波濾波器的穩定吸收效果，電容器的使用壽命跟溫度有很大的關系，溫度越高壽命越低，濾波全膜電容器具有溫升低等特點，可以保證其使用壽命。

損耗低

介質損耗角正切值（tgδ）：≤0.0003。

安全性

符合GB、IEC標準，內部單體電容器均附裝保護裝置；當線路或單體電容器發生異常時，該保護裝置將會立即動作，自動切斷電源，以防二次災害的發生。附裝放電電阻，可確保用電及維護保養之安全。外殼采用鋼板沖壓而成，內外部涂上耐候性良好之高溫烤漆安全性特高。

便捷性

體積小且重量輕，搬運安裝極為方便

電容濾波的兩個要點

電容在EMC設計中非常重要，也是我們常用的濾波元件！但在我培訓的過程中發現，大家對電容的使用并不是很明確！這里我把電容濾波的兩個要點介紹一下：

1、電容濾波是有頻段的，很多人以為電容是越大越好，其實不然，每個電容有一定的濾波頻段，大電容濾低頻，小電容濾高頻，主要是根據電容的諧振頻點來決定，電容在諧振頻率點處有最佳的濾波效果！在以諧振點為中心的一段頻段之內有較好的濾波效果，其他部分濾波效果不佳！電容的諧振點與電容的容值以及ESL（等效串聯電感）相關，具體大家可以查一下網上資料，以及會議學校學習串聯諧振電路的理論分析就會知道！通常我們建議在電源端口增加UF級別電容來濾波幾百KHZ到5MHZ之間的差模干擾，原因就是UF級別電容諧振點在1MHZ左右。另外建議加在高頻數字電路上我們建議加1nF貼片電容，原因就是1nf電容的諧振頻率在100MHZ之間，不同廠家諧振頻點有所不同，這樣比較好濾波幾十MHZ到200MHZ干擾，有利與EMI問題解決！

2、電容選好了，不代表就能濾除干擾！河水泛濫，到達高水位，這時我們往往會增加一條溝渠引流，那么引到的地方必須是一個低水位的，如果引到一個高水位的水庫的話，反而會引起水倒灌，抬高水位。電容濾波與治水問題是一樣得，電容只是起到一個溝渠得作用，能否濾波還取決與電容接的地上干擾的大小。我們經常發現工程師解決干擾問題加電容沒有效果，有很大程度是地上干擾本身很大！反而把地上干擾引到信號或電源上來！大家需要注意，地上干擾在有些情況小并不是最小的！所以我們強調濾波有一個重要的基礎，就是所接的地要干擾小，就是通常說的“靜地”。

所以說，我們采取電容濾波時要達到濾波效果，必須選取合適的電容以及接干擾比較小的地！電容可以根據器件手冊與經驗，干擾小的地可以在調試時采取儀器方法，有經驗工程師在前期原理圖以及PCB時要考慮。