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电容去耦原理透彻分析与设计参考

电容退耦原理采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。图1显示一个电容器的基本寄生组成，其由等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）组成，并且以曲线图呈现出三种电容器（陶瓷电容器、铝质电解电容器和铝聚合物电容器）的阻抗与频率之间的关系。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降低电源分配系统的阻抗都非常有效。对于电容退耦，很多资料中都有涉及，但是阐述的角度不同。有些是从局部电荷存储（即储能）的角度来说明，有些是从电源分配系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更为混乱，一会提储能，一会提阻抗，因此很多人在看资料的时候感到有些迷惑。其实，这两种提法，本质上是相同的，只不过看待问题的视角不同而已。为了让大家有个清楚的认识，本文分别介绍一下这两种解释。从储能的角度来说明电容退耦原理。在制作电路板时，通常会在负载芯片周围放置很多电容，这些电容就起到电源退耦作用。

传感

大多数电容器被设计成保持固定的物理结构。然而，各种因素将会改变电容器的结构，并且由此产生的电容变化可用于感测这些因素。

振荡器

电容器可以在振荡器电路中具有类似弹簧的特性。 在图像示例中，电容器可影响npn晶体管基极处的偏置电压。 分压电阻的电阻值和电容的电容值一起控制振荡频率。

发光

发光电容器由使用磷光产生光的电介质制成。 如果导电板由透明材料制成，则可见光。 在电致发光面板的构造中使用发光电容器，可用于膝上型计算机的背光等应用。 在这种情况下，整个面板是用于产生光的电容器。

电容器除了根据本身的特性发挥巨大的作用外，还可以与电阻等其他元件进行组合，在电路中可发挥巨大的作用。

电解电容器性能要求

小体积、大容量

由于电解电容器阳极为腐蚀多孔的阀金属且表面生成一层极薄的介质氧化膜，多数采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此单位体积电容量非常大，比其它电容大几倍到几十倍。如果在碰触时有明显的不大的火花，就可以肯定此电容有充电，也就是说此电容没坏。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的，现代1开关电源要求越来越高的效率，越来越小的体积，因此，有必要寻求新的解决办法，来获得大电容量、小体积的电容器。

在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路，则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷：

（1）高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流，而且大幅度增加；

（2）变换器的主开关管发热，导致铝电解电容器的周围温度升高；

（3）变换器多采用升压电路，因此要求耐高压的铝电解电容器。

这样一来，利用以往技术制造的铝电解电容器，由于要吸收比以往更大的脉动电流，不得不选择大尺寸的电容器。这种新材料称为共价有机框架(COF)，是一种高度多孔晶体，它可以用来制造储存电能的装置（超级电容器），该电容器广泛应用于汽车、电脑等领域。结果，使电源的体积庞大，难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题，必须研究与开发一种新型的电解电容器，体积小、耐高压，并且允许流过大量高频脉冲电流。另外，这种电解电容器，在高温环境下工作，工作寿命还须比较长。