電容器在電子電路中的作用

      電容器應用于電源電路，實現旁路、去藕、濾波和儲能的作用。

1）旁路

      旁路電容：將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉的電容，稱做“旁路電容”。旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地 管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。旁路的作用是產生一個交流分路，旁路電容一般指高頻旁路，高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般取0.1μF、 0.01μF 等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF 或者更大，依據電路中分布參數、以及驅動電流的變化大小來確定。

2）去藕

      去藕，又稱解藕。從電路來說， 總是可以區分為驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大， 驅動電路要把電容充電、放電， 才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候， 電流比較大， 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。去耦：一方面是集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。

     去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來消除自激，使放大器穩定工作。去耦和旁路都可以看作濾波，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。去耦電容相當于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當于濾紋波。在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說，旁路電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦電容也稱退耦電容，是把輸出信號的干擾作為濾除對象。

     旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別。

3）濾波

     從理論上（即假設電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯了一個小電 容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。濾波電容，多用于各類濾波器中，以去除一定頻段內的信號。

     由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

4）儲能

    儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000μF 之間的鋁電解電容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是較為常用的。根據不同的電源要求，器件有時會采用串聯、并聯或其組合的形式， 對于功率級超過10KW 的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2020-12-05 03:30:44

電容器在電子電路中的作用