旁路电容的作用与应用原理

旁路电容（bypass电容）：用于导通或者吸收某元件或者一组元件中交流成分的一种电容。通常交直流中的交流部分被去除，而允许直流部分通过加有旁路电容的元件。 实际上，大多数诸如微控制器（单片机）等的数字电路都是直流电路。这种电路里面的电压水平的变化会造成很多问题。如果电压变化太多，电路可能就会不正常地工作。对大多数情况来讲，纹波电压被认为是交流成分，旁路电容的目的就是要抑制这种交流成分，抑制这种电压噪声。旁路电容的另外一种说法就是滤波电容。 在左边的电路图里面，你可以清楚地看到当使用了滤波电容以后电压噪声的变化情况。注意到两种电压的波动幅度的差别很小（在5到10毫伏）。这个图里面的电压是4.95~5.05V小幅电压。随机的电子噪声造成电压波动，正如图表里面显示那样，这种波动的部分通常被称为“噪声”或者“纹波”。蓝线代表的是没有使用的滤波电容的电压变化，粉红色线是使用了滤波电容了的。纹波电压在几乎所有的直流电路里面都是存在的。在粉红色曲线里面，即使使用了滤波电容以后电压变化幅度变小了，但是“变化”还是存在的，电压还是有纹波噪声。旁路电容的重要功能就是要减小电路里面的纹波的幅值。太大的纹波是极其有害的，使得电路不正常工作。纹波通常又是随机的，当然有时候电路里面其他元器件也会发出噪声。比如继电器和电机经常就能够使电压发生突然的波动，简直就像打破了池塘里面平静的水面一样。其它元器件使用的电流越大，这种纹波噪声的效应也就越明显。 一个常见的问题就是这种小幅的纹波真的就那么值得注意么是啊，电压水平不是足够精确了吗答案取决于你设计的电路类型。如果你的电路只是用来将电机连上一个电池，或着点亮一个LED，那么电路里头的纹波恐怕对你来说并不要紧。但是，如果你在使用数字逻辑门电路，情况恐怕就不是那么简单了，纹波肯定能够给你的电路带来麻烦。 首先让我们来考虑一下纹波电压造成的影响。基础电子理论告诉我们电压是势能的差别所引起的，而电流在这种势能的差别中流过；我们知道电压越高，电流越大；我们还知道电压的方向决定了电流的方向。 看看右边的纹波电压图和纹波电流图的放大图。上面部分是两个纹波电压变化情况，和前一副图相似，蓝色的线代表没有使用旁路电容，另一个是使用了旁路电容了的。沿着该图下面的横轴看，在点2处电压开始上升，而看看下面的纹波电流图，点2处的电流在一个方向有相对较高的幅值，对比一下，点5处电压和电流的方向是相反的。 注意这种有没有旁路电容（bypass电容）时的差别。通过抑制纹波电压，旁路电容同时也抑制了纹波电流。我想说纹波电压图和纹波电流图很清晰地表达了交流成分的产生，也可以看到电压是如何变化的，以及纹波电流是如何改变方向的。即使这是一个DC电路，纹波也引起了交流成分。旁路电容能够减小AC组分。 纹波电流就像电路中的涡流或者回流，随着电压和电流在电路里头的传播，电压差异和电流差异足以工作。比如，我们假定一个与门，其半导体门输入端保持稳定输入而使得输出保持在稳定状态，门电路里在电流沿着一个方向流经一个PN结的时候工作，如果电流停止了流动，晶体管也就关闭或者截止；如果纹波着相反的错误方向流动，门也就时常关闭，你得到的输出也会跟着改变。由于一个门可能与其他许多门连在一的效应会造成严重的错误。 总之，旁路电容是用于在DC电路里头抑制AC成分的电容。通过使用旁路电容，你的DC电路将不会对纹波电压和纹波电流那么感冒。

涤纶电容的构成及种类

涤纶电容（PolyesterCapacitor）是指用两片金属箔做电极，夹在极薄绝缘介质中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，介质是涤纶，涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。 突出优点：薄膜电容的精度、损耗角、绝缘电阻、温度特性、可靠性及适应环境等指标都优于电解电容，瓷片电容两种电容。 突出缺点：容量价格比及容量体积比都大于以上两种电容。 用途：在各种直流或中低频脉动电路中使用。适宜作为旁路电容使用。 构成 涤纶电容的 简单结构可由两个金属板中间夹一层绝缘介质组成。在两个金属板（极板）间加一个电压，极板就能储存电荷。储存电荷的大小与极板间电压与极板面积（容量）成正比，与极板间的距离成反比。Q=CV即C=Q/V=εS/4πd（《详见薄膜电容器理论计算及修正》）Q—极板上储存的电荷;C—电容器（PF）;V—极板间的电压（V）;ε介质介电常数（聚酯膜为3.0，聚丙烯膜2.1）;S—金属极板面积（mm2）;d—极板间的距离（mm）。 种类 涤纶电容的种类繁多，按其可调节性可分为固定电容器、微调电容器、可变电容器三种;按介质分有气体介质、无机固体介质、有机固体介质、电解介质、液体介质及复合介质等电容器。其中：气体电容器包括空气、真空、充气式电容器;无机固体电容器包括云母、陶瓷及玻璃釉电容器;有机固体电容器包括有机薄膜及纸介电容器;电解介质电容器包括铝电解、铌电解及钽电解电容器;液体介质电容器包括各种有机油质及液体电容器;复合介质电容器包括有机固体复合、无机固体复合、有机固体与无机固体复合制做的电容器。在市场应用中主要是三大类电容器：瓷片电容器、薄膜电容器、电解电容器。这三大类电容器占市场量的99%以上。