深度解析旁路电容工作原理

旁路电容是可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路滤掉的电容。对于同一个电路来说，旁路电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（也称退耦）电容是把输出信号的干扰作为滤除对象。 可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的高频成分旁路滤掉的电容，称做“旁路电容”。旁路电容的主要功能是产生一个交流分路，从而消去进入易感区的那些不需要的能量，即当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时，要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级，而不需要高频信号进入，则在该级的输入端加一个适当大小的接地电容，使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉（这是因为电容对高频阻抗小），而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大。 旁路电容不是理论概念，而是一个经常使用的实用方法，电子管或者晶体管是需要偏置的，就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压，为了在一个直流电源下工作，就在阴极对地串接一个电阻，利用板流形成阴极的对地正电位，而栅极直流接地，这种偏置技术叫做“自偏”，但是对（交流）信号而言，这同时又是一个负反馈，为了消除这个影响，就在这个电阻上并联一个足够大的电容，这就叫旁路电容。 旁路电容（bypasscapacitor）在高速数字逻辑电路中尤为常见，它的作用是在正常的通道（信号或电源，本文以电源旁路电容为例）旁边建立另外一个对高频噪声成分阻抗比较低的通路，从而将高频噪声成分从有用的信号用滤除，也因此而得名。

滤波电容的使用心得

滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。而且对于精密电路而言，往往这个时候会采用并联电容电路的组合方式来提高滤波电容的工作效果。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。滤波电容在开关电源中起著非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员十分关心的问题。 50赫兹工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100赫兹，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万微法，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数万赫兹，甚至是数十兆赫兹。这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性。要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。 普通的低频电解电容器在万赫兹左右便开始呈现感性，无法满足开关电源的使用要求。而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载；从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。 简单的电感电路在低阻抗电路中使用时效果很好，衰减超过40dB，但在高阻抗电路中可能一点效果没有。 单个电容器的电路在高阻抗电路中效果很好，但在低阻抗电路中效果很差。 多元件构成的滤波器会有很好的效果，但前提是必须构造正确，应使电容器面对高阻抗，电感器面对低阻抗。 由于电容器引线具有寄生电感，电阻，实际电容器模型是电容，电感（等效串联电感ESL），电阻（等效串联电阻ESR）串联的结构，具有自谐振频率，电容器应该工作在其自谐振频率之下才能发挥作用。