在我們學(xué)生時(shí)期學(xué)習(xí)物理的時(shí)候，遇到電路章節(jié)總會(huì)看到一個(gè)名詞：電容。電容作為應(yīng)用非常廣泛的電子元器件之一，具備非常多的功能。其中濾波，是電容器非常常見的作用之一。那么你是否知道什么是濾波電容呢?還有濾波電容的作用是什么?

電容是兩個(gè)彼此靠近又相互絕緣的導(dǎo)體。

濾波電容是指安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動(dòng)波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲(chǔ)能器件。由于濾波電路要求儲(chǔ)能電容有較大電容量。所以，絕大多數(shù)濾波電路使用電解電容。電解電容由于其使用電解質(zhì)作為電極(負(fù)極)而得名。

濾波電容器與其他配件，例如電抗器和電阻器連接在一起，對(duì)一種或多種諧波提供一低阻抗通道的電容器(或電容器組)。具有體積小、重量輕、攜帶方便，泄漏電流甚微等特點(diǎn)。

濾波電容器的作用：電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容(這里的高頻是相對(duì)而言)。

低頻濾波電容器主要用于是電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容器主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬(wàn)Hz。當(dāng)我們將低頻濾波電容用于高頻電路時(shí)，由于低頻濾波電容高頻特性不好，它在高頻充放電時(shí)內(nèi)阻較大，等效電感較高。因此在使用中會(huì)因電解液的頻繁極化而產(chǎn)生較大的熱量。而較高的溫度將使電容內(nèi)部的電解液氣化，電容內(nèi)壓力升高，終導(dǎo)致電容的鼓包和爆裂

濾波電容的作用主要就是用在電源整流電路中，用來(lái)濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對(duì)于精密電路而言，往往這個(gè)時(shí)候會(huì)采用并聯(lián)電容電路的組合方式來(lái)提高濾波電容的工作效果。

濾波電容的作用根據(jù)低頻和高頻的不同而產(chǎn)生不同的工作頻率：

低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬(wàn)Hz。

濾波電容在開關(guān)電源中起著非常重要的作用，如何正確選擇濾波電容，尤其是輸出濾波電容的選擇則是每個(gè)工程技術(shù)人員十分關(guān)心的問題。

50赫茲工頻電路中使用的普通電解電容器，其脈動(dòng)電壓頻率僅為100赫茲，充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級(jí)。

為獲得更小的脈動(dòng)系數(shù)，所需的電容量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)微法，因此普通低頻鋁電解電容器的目標(biāo)是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。

而開關(guān)電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達(dá)數(shù)萬(wàn)赫茲，甚至是數(shù)十兆赫茲。

這時(shí)電容量并不是其主要指標(biāo)，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是“阻抗- 頻率”特性。要求在開關(guān)電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗，同時(shí)對(duì)于半導(dǎo)體器件工作時(shí)產(chǎn)生的高頻尖峰信號(hào)具有良好的濾波作用。

普通的低頻電解電容器在萬(wàn)赫茲左右便開始呈現(xiàn)感性，無(wú)法滿足開關(guān)電源的使用要求。

而開關(guān)電源專用的高頻鋁電解電容器有四個(gè)端子，正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極，負(fù)極鋁片的兩端也分別引出作為負(fù)極。電流從四端電容的一個(gè)正端流入，經(jīng)過電容內(nèi)部，再?gòu)牧硪粋€(gè)正端流向負(fù)載;從負(fù)載返回的電流也從電容的一個(gè)負(fù)端流入，再?gòu)牧硪粋€(gè)負(fù)端流向電源負(fù)端。

濾波電容的作用如名稱所述顯然主要是用于濾波。

在不同的應(yīng)用電路中，濾波電容有不同的名稱和叫法，一般我們常見的濾波電容包含旁路電容、濾波電容、去耦電容三種稱呼。

濾波電容通常是指用在電源整流后的電容，它可以將整流電路交流整流為脈動(dòng)直流，通過充放電加以平滑的電容，這種電容大部分都是電解電容，而且容量值較大，為微法級(jí)的電容。

燈泡上下兩端箭頭可以看出電流只能從上往下流了，它把兩個(gè)方向的交流電變成了固定方向的直流電，這就是濾波電容的作用。

要了解旁路電容(Bypass Capacitor)和去耦電容(Decoupling Capacitor)，需要先談兩個(gè)比較重要的概念。

Bypass：pass是通過的意思，by pass 從靠近的地方，從旁邊通過。

Decoupling：Couple 一對(duì)，一雙。動(dòng)詞引申為配對(duì)，連接的意思。如果系統(tǒng)A中出現(xiàn)的事物(信號(hào))引起了系統(tǒng)B中一事物(信號(hào))的出現(xiàn)，或者反過來(lái)，那么我們就說(shuō)系統(tǒng)A與系統(tǒng)B出現(xiàn)了耦合(Coupling)。Decoupling 即減弱這種耦合。

電源旁路和去耦電路的例子，直流電源 (Power) 給芯片 (IC) 供電。

a. 如果電源受到了干擾 (可能通過220V市電進(jìn)入電源系統(tǒng)，一般為頻率比較高的信號(hào))，那么干擾信號(hào)會(huì)通過Power 和IC之間的電源線傳導(dǎo)到IC，如果干擾過強(qiáng)可能導(dǎo)致IC芯片不能正常工作?，F(xiàn)在在靠近電源輸出的位置加入一個(gè)電容C1，因?yàn)殡娙輰?duì)直流呈開路，對(duì)交流呈低阻，頻率較高的干擾信號(hào)通過C1回流到地。本來(lái)會(huì)從IC走的干擾信號(hào)此時(shí)繞過IC直接到地了，所以稱C1為旁路電容 (Bypass Capacitor)，即把IC旁路掉了。

b. 現(xiàn)在的集成電路工作頻率一般比較高。當(dāng)IC瞬間啟動(dòng)，或切換工作頻率時(shí)，會(huì)在供電導(dǎo)線上造成較大的電流波動(dòng)。這種波動(dòng)沿著導(dǎo)線反向傳導(dǎo)到電源后，會(huì)造成電源的波動(dòng)。即IC 的波動(dòng)耦合到了電源。當(dāng)在貼近IC的電源端口VCC放置一個(gè)電容C2后，電容有儲(chǔ)能的作用，可以給IC提供瞬時(shí)電流，減弱了IC 電流波動(dòng)向電源的傳導(dǎo)。所以稱C2為去耦電容。當(dāng)然旁路電容C1同時(shí)也有去耦的作用，去耦電容 C2同時(shí)也有旁路的作用。

旁路電容、濾波電容、去耦電容工作示意圖

a.旁路電容主要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理;功能主要是要減小電路里面紋波的幅值，從而保證電路正常工作。

b.濾波電容主要對(duì)電源進(jìn)行濾波處理，功能主要是要減小電源紋波的幅值，從而保證電路正常工作。

c.去耦電容主要對(duì)輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象;功能主要有兩個(gè);1、儲(chǔ)能，主要是負(fù)載瞬態(tài)電流發(fā)生變化時(shí)，電容對(duì)負(fù)載放，擔(dān)負(fù)局部電源作用;2、阻抗，主要是降低電源系統(tǒng)的交流阻抗。