Question

电源滤波电容选择

Answer 1

       经过整流桥以后的是脉动直流，波动范围很大。后面一般用大小两个电容，大电容用来稳定输出，电容两端电压不能突变，因此可以使输出平滑。小电容是用来滤除高频干扰的，使输出电压纯净。电容越小，谐振频率越高，可滤除的干扰频率越高。

容量选择：

1、大电容,负载越重，吸收电流的能力越强，这个大电容的容量就要越大；

2、小电容，凭经验一般选104即可。        

经验理解：  

1、电容对地滤波，需要一个较小的电容并联对地，对高频信号提供了一个对地通路。  

2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。  

3、理论上说电源滤波用电容越大越好，一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。  

4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤以获得更大的滤波频段。

例如： AC220-12V再经过全桥整流后，需加的滤波电容是多大的？ 再经78LM05后需加的电容又是多大？前者电容耐压应大于15V，电容容量应大于2000微发以上。 后者电容耐压应大于9V，容量应大于220微发以上。  

        有一电容滤波的单相桥式整流电路，输出电压为24V，电流为500mA，要求：选择整流二极管；选择滤波电容；电容滤波是降压还是增压？

       因为桥式是全波，所以每个二极管电流只要达到负载电流的一半就行了，所以二极管最大电流要大于250mA；电容滤波式桥式整流的输出电压等于输入交流电压有效值的1.2倍，所以你的电路输入的交流电压有效值应是20V，而二极管承受的最大反压是这个电压的根号2倍，所以，二极管耐压应大于28.2V。  

选取滤波电容：

1、电压大于28.2V；

2、求C的大小：公式RC≥（3--5）×0.1秒，本题中R=24V/0.5A=48欧  所以可得出C≥（0.00625--0.0104）F，即C的值应大于6250μF。  

       电容滤波是升高电压电容，滤波电容的选用原则，在电源设计中在电源设计中，滤波电容的选取原则是：C≥2.5T/R                                          

              其中：C为滤波电容，单位为UF；                                                    

              T为频率，单位为Hz；

              R为负载电阻，单位为Ω。     

       这只是一般的选用原则，在实际的应用中，如条件(空间和成本)允许，都选取C≥5T/R。   

  PCB制板滤波电容的大小的选取

       印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ，C取2.2~4.7μF。一般的10PF左右的电容用来滤除高频的干扰信号，0.1UF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用。

       滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率，可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件，根据具体的需要 选择。至于个数就不一定了，看你的具体需要了，多加一两个也挺好的，暂时没用的可以先不贴，根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话，加两个电容就可以了，一个虑除纹波，一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流，建议再加一个比较大的钽电容。

       其实滤波应该也包含两个方面，也就是各位所说的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不说了，实用点的，一般数字电路去耦0.1uF即可，用于10M以下；20M以上用1到10个uF，去除高频噪声好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比较的小了，一般根据谐振频率一般为0.1或0.01uF说到电容，各种各样的叫法就会让人头晕目眩，旁路电容，去耦电容，滤波电容等等，其实无论如何称呼，它的原理都是一样的，即利用对交流信号呈现低阻抗的特性，这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来：Xcap=1/2лfC，工作频率越高，电容值越大则电容的阻抗越小.。

       在电路中，如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路，就称为旁路电容；如果主要是为了增加电源和地的交流耦合，减少交流信号对电源的影响，就可以称为去耦电容；如果用于滤波电路中，那么又可以称为滤波电容；除此以外，对于直流电压，电容器还可作为电路储能，利用冲放电起到电池的作用。

       而实际情况中，往往电容的作用是多方面的，我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。本文里，我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容。

       电容的本质是通交流隔直流，理论上说电源滤波用电容越大越好。但由于引线和PCB布线原因，实际上电容是电感和电容的并联电路，（还有电容本身的电阻，有时也不可忽略）  这就引入了谐振频率的概念：ω=1/(LC)1/2，在谐振频率以下电容呈容性，谐振频率以上电容呈感性。因而一般大电容滤低频波，小电容滤高频波。这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。至于到底用多大的电容，下面是一个参考电容谐振频率： 

电容值DIP (MHz)      STM (MHz)

1.0µF          2.5              5  

0.1µF          8               16  

0.01µF         25              50  

1000pF         80             160  

100 pF         250             500  

10 pF          800             1.6(GHz)

      上面不过仅仅是参考而已，主要还是要靠经验。更可靠的做法是将一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段。一般来讲，大电容滤除低频波，小电容滤除高频波。电容值和你要滤除频率的平方成反比。具体电容的选择可以用公式C=4Pi*Pi /(R * f * f )电源滤波电容如何选取，掌握其精髓与方法，其实也不难。