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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。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。②在电容器组自电网断开后1min内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。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。

该新型材料非常整洁，但对于COF基超级电容器来说现在仍处于早期研究阶段，因为必须存在足够的证据表明它可以应用于汽车等领域。但Dichtel指出，该新型材料可以经受成千上万次的充放电循环，且没有任何退化的迹象。电力电容器的接通和断开(1)电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。同时他指出，还有很多其他的氧化还原-活性分子可以用来制作COF材料，并且可能性能更好，目前关于COF的研究只是处于起始阶段。”但是，不管怎麽说，他们已经做的足够好了。

纹波电流额定值的频率特性

由上面的分析可知，纹波电流额定值与允许温升、等效串联电阻和热阻有关。其中，允许温升与电容器的可靠性直接相关，不同厂家由于设计和制作工艺不同，对允许温升都有其相应的规定，对允许温升的限制不会有太大的突破，一般用户也不会冒降低应用可靠性的风险而草率地增加1大允许温升；而某种型号、同一设计的电容器确定后其ESR的变化规律也基本确定，无法通过对ESR的控制提高纹波电流能力。因此，若要增加纹波电流额定值，提高纹波电流能力是不是无路可寻了呢？幸运的是，热阻这个因素可以通过电路上的精心设计而降低，这样电容器的纹波电流承受能力就会相应提高。作为超级电容器，其电荷的转移很快，充、放电的速度以秒为单位，而传统电池的充电则需要数个小时。

高频低阻抗化

对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~40kHz外，大多数均在50kHz以上；如经送电后熔断器的熔丝仍熔断，则应退出故障电容器，并恢复对其余部分的送电运行。DC/DC电源模块大多在300kHz以上；大功率开关电源的开关频率受主开关（一般采用IGBT）的开关速度限制而一般在20~40kHz。

尽管开关频率有所不同，但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同，主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。

在开关电源输出端用的滤波电容，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100Hz，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。这说明纹波电流的额定值与温度有关，由前面的分析及公式[1]和[2]得知，如果仍然限定***1大允许温升为10℃，Pmax基本不变，那么纹波电流额定值就只与ESR有关。

在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态，含有及其丰富的高次谐波电压与电流，其上锯齿波电压的频率高达数十千赫，甚至数十兆赫，它的要求和低频应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性，如图3所示。应对电容器放电3min后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。