电容的分类及用法

电容的用处其实就是“让交流通过，不让直流通过。”所以电容可以分离交流信号和直流信号。所以当高频信号是干扰时可以用电容将干扰滤掉。要知道电容的选材原则，首先要知道电容的滤波原理：在高频场合或对于高频信号电容等效于一个LCR电路（并联等效可以忽略），当频率达到LCR谐振频率时电容的阻抗最小，该频率的信号最容易通过电容。但是当电路频率高于电容的自谐振频率后，频率越高电容显感性阻抗越来越高，使旁路作用大大下降。自谐振频率受电容值的大小和等效电感的大小决定。电容越大自谐振频率越，等效电感越大自谐振频率越低。自谐振公式如下：



一般0.1uF的表面贴电容的等效电感有3nH。那么，它的自谐振频率为：




也就是说9.2MHz的干扰将很容易通过这个0.1uF的电容被滤掉。
一般可以认为ESL为15nH/in。例如0603封装的就是长0.6in、宽0.3in、ESL=9 nH。下表为通常情况下容值对应的滤波频率（自谐振频率）。



一、滤波电容作用（旁路或去耦，至少在摆放位置上这两者是一样的）：
网上参考：通常采用旁路电容来解决稳压器无法适应系统中高速器件引起的负载变化，以确保电源输出的稳定性及良好的瞬态响应。旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。应该明白，大容量和小容量的旁路电容都可能是必需的，有的甚至是多个陶瓷电容和钽电容。这样的组合能够解决上述负载电流或许为阶梯变化所带来的问题，而且还能提供足够的去耦以抑制电压和电流毛刺。在负载变化非常剧烈的情况下，则需要三个或更多不同容量的电容，以保证在稳压器稳压前提供足够的电流。快速的瞬态过程由高频小容量电容来抑制，中速的瞬态过程由低频大容量来抑制，剩下则交给稳压器完成了。其次，旁路电容并联可以减少整体的ESR，这样不仅能让干扰接地的阻抗更小，还能分散每个电容的功耗，延长电容的使用寿命。
个人认为：滤波电容就是要在任何情况下，保证供给给器件的电源或信号质量可以被接受。具体有一下几点。1、负载突然增大电流的需求时，短时间内供给负载电流，保证输入端电压没有大的下降（相当于滤除低频信号）。2、在干扰（高频）进入负载前将其滤除。
电容重要参数作用。
1、ESR：通常越小越好（除非为了减小并联谐振的影响）。干扰电流经过ESR，ESR越小在ESR两端产生的纹波电压越小，即抑制纹波的能力越强。ESR收电容类型影响较大具体见下面选材原则。
2、ESL：永远越小越好。越小自谐振频率越高，滤高频能力越强。实际设计时，选取的电容如果ESL较大会影响设计效果，使原设计中电容滤除的频率变低。ESL有三方面决定：1、封装。表面贴比插针式的小，封装越小ESL越小。2、引线长度。旁路时要与IC放得尽可能近，越近ESL越小，引线越粗越短ESL越小。如图。
旁路电容的放置要尽量靠近IC，而且要用粗点的走线。例如：

                                 (a)
图中b的放置和走线是最好的。
过孔与旁路电容的放置要点。如下：



                      (b)
a和b是可以接受的。过孔不能放在旁路电容前面，两个旁路电容不能连到一个孔上。3、电容内的等效电感，实际中不能控制，只有选材时看datasheet。
3、容值C：越大则滤波频率越低，但存储的能量越多，越高则滤波的频率越高，虽然能更快速提供存储的能量，但是所存的能量更小。

例一、例如下图:



VCC5给BUCK电路供电，MOS管在开启关闭时会有过冲现象。




因而需要在VCC5输入端有并联旁路电容。其中，小容值（small ceramic capacitor：C13、C14、C15）电容起到去除高频分量的作用（相当于滤除高频小幅值的纹波），大电容（input bulk capacitor：CE26、CE27）用于Q4导通时瞬间的电流需求，保证5V没有过大的衰减（相当于滤除低频大幅值的纹波）。此处，取材原则如下：
1、选取大电容（input bulk capacitor：CE26、CE27）时参考如下

封装类型：


对于大电容（input bulk capacitor：CE26、CE27）上句说明最好不要用插针式的电容，应该使用表面贴式的电容，表面贴的ESL较插针式的要小，自谐振频率更高，对交流干扰滤波能力就更强（尽管所率频率较低，ESL永远是小越好。