电源设计中的电容使用电源设计中的电容使用:铝电解电容铝电解电容/瓷片电容瓷片电容/钽电容钽电容
电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。其实，作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要
的，它很大程度影响了整个系统的性能和成本。这里，只介绍一下电路板电源设计中的电容使用情况。这往往
又是电源设计中最容易被忽略的地方。很多人搞ARM，搞DSP，搞FPGA，乍一看似乎搞的很高深，但未必有
能力为自己的系统提供一套廉价可靠的电源方案。这也是我们国产电子产品功能丰富而性能差的一个主要原
因，根源是研发风气吧，大多研发工程师毛燥、不踏实;而公司为求短期效益也只求功能丰富，只管今天杀鸡饱
餐一顿，不管明天还有没有蛋，“路有饿死骨”也不值得可惜。言归正转，先跟大家介绍一下电容。大家对电容的
概念大多还停留在理想的电容阶段，一般认为电容就是一个C。却不知道电容还有很多重要的参数，也不知道一
个1uF的瓷片电容和一个1uF的铝电解电容有什么不同。实际的电容可以等效成下面的电路形式： C：电容容
值。一般是指在1kHz，1V 等效AC电压，直流偏压为0V情况下测到的，不过也可有很多电容测量的环境不同。
但有一点需注意，电容值C本身是会随环境发生改变的。ESL：电容等效串联电感。电容的管脚是存在电感的。
在低
电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。其实，作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要的，它很大程度影
响了整个系统的性能和成本。
这里，只介绍一下电路板电源设计中的电容使用情况。这往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。很多人搞ARM，搞
DSP，搞FPGA，乍一看似乎搞的很高深，但未必有能力为自己的系统提供一套廉价可靠的电源方案。这也是我们国产电子产
品功能丰富而性能差的一个主要原因，根源是研发风气吧，大多研发工程师毛燥、不踏实;而公司为求短期效益也只求功能丰
富，只管今天杀鸡饱餐一顿，不管明天还有没有蛋，“路有饿死骨”也不值得可惜。
言归正转，先跟大家介绍一下电容。
大家对电容的概念大多还停留在理想的电容阶段，一般认为电容就是一个C。却不知道电容还有很多重要的参数，也不知道一
个1uF的瓷片电容和一个1uF的铝电解电容有什么不同。实际的电容可以等效成下面的电路形式：
C：电容容值。一般是指在1kHz，1V 等效AC电压，直流偏压为0V情况下测到的，不过也可有很多电容测量的环境不同。但
有一点需注意，电容值C本身是会随环境发生改变的。
ESL：电容等效串联电感。电容的管脚是存在电感的。在低频应用时感抗较小，所以可以不考虑。当频率较高时，就要考虑这
个电感了。举个例子，一个0805封装的0.1uF贴片电容，每管脚电感1.2nH，那么ESL是2.4nH，可以算一下C和ESL的谐振频
率为10MHz左右，当频率高于10MHz，则电容体现为电感特性。
ESR：电容等效串联电阻。无论哪种电容都会有一个等效串联电阻，当电容工作在谐振点频率时，电容的容抗和感抗大小相
等，于是等效成一个电阻，这个电阻就是ESR。因电容结构不同而有很大差异。铝电解电容ESR一般由几百毫欧到几欧，瓷
片电容一般为几十毫欧，钽电容介于铝电解电容和瓷片电容之间。
下面我们看一些X7R材质瓷片电容的频率特性：
当然，电容相关的参数还有很多，不过，设计中最重要的还是C和ESR。
下面简单介绍一下我们常用到的三种电容：铝电解电容，瓷片电容和钽电容。
1）铝电容是由铝箔刻槽氧化后再夹绝缘层卷制，然后再浸电解质液制成的，其原理是化学原理，电容充放电靠的是化学反
应，电容对信号的响应速度受电解质中带电离子的移动速度限制，一般都应用在频率较低（1M 以下）的滤波场合，ESR主要
为铝萡电阻和电解液等效电阻的和，值比较大。铝电容的电解液会逐渐挥发而导致电容减小甚至失效，随温度升高挥发速度加
快。温度每升高10度，电解电容的寿命会减半。如果电容在室温27 度时能使用10000小时的话，57度的环境下只能使用1250
小时。所以铝电解电容尽量不要太靠近热源。
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