作為無源元件之一的電容，其用途不外乎以下幾種：

1、應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲(chǔ)能方面電容的用途，下面分類詳述之：

1)濾波

濾波是電容的用途中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會(huì)用到。從理論上(即假設(shè)電容為純電容)說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1uF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容通低頻，小電容通高頻。電容的用途就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000uF)濾低頻，小電容(20pF)濾高頻。

曾有網(wǎng)友將濾波電容比作水塘。

由于電容的兩端電壓不會(huì)突變，由此可知，信號(hào)頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個(gè)水塘，不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

2)旁路

旁路電容是為本地器件供應(yīng)能量的儲(chǔ)能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池相同，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。

3)去藕

去藕，又稱解藕。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。假如負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號(hào)的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻(特別是芯片管腳上的電感，會(huì)出現(xiàn)反彈)，這種電流相關(guān)于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會(huì)影響前級(jí)的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個(gè)電池的用途，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，防止相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10uF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)差別。

4)儲(chǔ)能

儲(chǔ)能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲(chǔ)的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150000uF之間的鋁電解電容器(如EpCOS公司的B43504或B43505)是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，關(guān)于功率級(jí)超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2、應(yīng)用于信號(hào)電路，重要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的用途：

1)耦合

舉個(gè)例子來講，晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻，它同時(shí)又使信號(hào)出現(xiàn)壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合，這個(gè)電阻就是出現(xiàn)了耦合的元件，假如在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容，由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào)較小的阻抗,這樣就減小了電阻出現(xiàn)的耦合效應(yīng)，故稱此電容為去耦電容。

2)振蕩/同步

包括RC、LC振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。

3)時(shí)間常數(shù)

這就是常見的R、C串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號(hào)電壓加在輸入端時(shí)，電容(C)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻(R)、電容(C)的特性通過下面的公式描述：

i=(V/R)e-(t/CR)

我們了解了電容的用途以后下面來談?wù)勲娙菰谑褂弥械淖⒁馐马?xiàng)

A.什么是好電容。

1.電容容量越大越好。

很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們了解雖然電容越大，為IC供應(yīng)的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，新增成本的同時(shí)還影響空氣流動(dòng)和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會(huì)在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過諧振點(diǎn)時(shí)，放電回路的阻抗開始新增，電容供應(yīng)電流能力便開始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容供應(yīng)高頻電流的能力的角度來說，電容越大越好的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)參考值的。

2.同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好

耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數(shù)，關(guān)于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固按時(shí)候，容量越大，ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個(gè)小電容并連多是出與pCB空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個(gè)小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。

3.ESR越低，效果越好。

結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說，關(guān)于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對(duì)容量的要求，對(duì)ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档?。因?yàn)檩斎腚娙葜匾悄蛪?，其次是吸收MOSFET的開關(guān)脈沖。關(guān)于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會(huì)引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會(huì)導(dǎo)致成本的新增。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數(shù)，防止消振電路而導(dǎo)致成本的新增。

4.好電容代表著高品質(zhì)。

唯電容論曾經(jīng)盛極一時(shí)，一些廠商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中，電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品相同，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的用途有意無意的夸大。

B.電容爆漿之面面談

爆漿的種類：

分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

關(guān)于輸入電容來說，就是我是說的C1，C1對(duì)由電源接收到的電流進(jìn)行過濾。輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質(zhì)有關(guān)。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩(wěn)定等都使電容過于充放電過于頻繁，長(zhǎng)時(shí)間處于這類工作環(huán)境下的電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會(huì)發(fā)生爆漿。

關(guān)于輸出電容來說，就我說的C2，對(duì)經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進(jìn)行濾波。此處電流經(jīng)過一次過濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對(duì)來說小了不少。但假如環(huán)境溫度過高，電容同樣容易發(fā)生爆漿。爆，報(bào)也。采用垃圾東西自然要爆，報(bào)應(yīng)啊。欲知過去因者，見其現(xiàn)在果;欲知未來果者，見其現(xiàn)在因。

電解電容爆漿的原因：

電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。我們了解電容有一個(gè)重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點(diǎn)。當(dāng)電容的內(nèi)部溫度達(dá)到電解液的沸點(diǎn)時(shí)，電解液開始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說溫度是導(dǎo)致電容爆漿的直接原因。電容設(shè)計(jì)使用壽命大約為2萬小時(shí)，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的新增而減小，實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會(huì)減半。重要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間退化失效，這樣電容壽命終結(jié)。為了保證電容的穩(wěn)定性，電容在插板前要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的高溫環(huán)境的測(cè)試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個(gè)小時(shí)。同時(shí)，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會(huì)超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設(shè)計(jì)壽命到達(dá)之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證電容的設(shè)計(jì)的容量標(biāo)準(zhǔn)。

所以，短時(shí)期內(nèi)，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問題。另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會(huì)導(dǎo)致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發(fā)電容使用故障。