
在不同的电路应用中,滤波电容有着各种名称和称呼,如旁路电容、滤波电容以及去耦电容。
滤波电容是电源整流后的重要元件,能够将交流整流为脉动直流,并通过充放电实现平滑处理。这种电容通常是电解电容,拥有较大的容量值,达到微法级别。
通过观察灯泡两端的箭头,我们可以了解到电流只能从上方流向下方,这一过程将双向交流电转变为固定方向的直流电,这正是滤波电容的核心功能。
要深入理解旁路电容和去耦电容,首先需要了解两个重要的概念。Bypass意味着从旁边通过,而Decoupling则是减弱配对或连接的意思。在系统A中的事物(信号)影响系统B中的事物(信号)时,我们称之为耦合。在电源供应芯片的工作中,这种现象尤为明显。
以直流电源给芯片供电为例:
如果电源受到干扰(如通过220V市电进入电源系统的高频信号),干扰信号可能会通过电源线和芯片之间的连接传导到芯片。如果干扰过强,可能导致芯片无法正常工作。在电源输出的附近加入一个电容C1,由于电容对直流呈开路状态,对交流呈低阻状态,高频干扰信号会通过C1回地面。原本会通过芯片传导的干扰信号现在被“旁路”到了地面,因此C1被称为旁路电容。
现代集成电路的工作频率往往非常高。当芯片瞬间启动或切换工作频率时,供电导线上可能会产生较大的电流波动。这种波动会传导回电源,造成电源的波动,即芯片的波动与电源的耦合。在芯片的电源端口VCC附近放置一个电容C2后,由于电容的储能作用,可以为芯片提供瞬时电流,从而减弱芯片电流波动向电源的传导。C2被称为去耦电容。实际上,旁路电容C1也有去耦的作用,而去耦电容C2也具有旁路功能。
关于旁路电容、滤波电容和去耦电容的工作示意图及其功能描述如下:
旁路电容主要用于处理输入信号,主要功能是减小电路中的纹波幅度,确保电路的正常工作。
滤波电容则主要针对电源进行处理,功能是减小电源纹波的幅度,同样保证电路的正常工作。
去耦电容的主要目标是滤除输出信号的干扰。它主要有两个功能:一是储能,当负载瞬态电流发生变化时,电容为负载提供能量,起到局部电源的作用;二是降低电源系统的交流阻抗。
