中心議題：
解決方案：
- 應(yīng)用于電源電路
- 實現(xiàn)旁路,、去藕,、濾波和儲能方面
在日常生活中，我們不要輕視小小電容,。他的作用很大，用過電容等的電子產(chǎn)品,。什么地方都有如果用得不好，或用得好的,，所以首先介紹電容的作用：
作為無源元件之一的電容,，其作用不外乎以下幾種：
1,、應(yīng)用于電源電路,，實現(xiàn)旁路、去藕,、濾波和儲能方面電容的作用,，下面分類詳述之：
1）濾波
濾波是電容的作用中很重要的一部分,。幾乎所有的電源電路中都會用到。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增大,。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容,，這時大電容通低頻,，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,，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突變,，由此可知，信號頻率越高則衰減越大,，可很形象的說電容像個水塘,，不會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提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,，降低負載需求,。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電,，并向器件進行放 電,。為盡量減少阻抗,，旁路電容要盡量靠近負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)動的源和被驅(qū)動的負載,。如果負載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電,、放電,，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時候,，電流比較大,，這樣驅(qū)動的電流就會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,，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對 于正常情況來說實際上就是一種噪聲,，會影響前級的正常工作,。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用,，滿足驅(qū)動電路電流的變化,，避免相互間的耦合干擾。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 電流的變化大小來確定,。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源,。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別,。
4）儲能
儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲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220～150 000uF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,，器件有時會采用串聯(lián),、并聯(lián)或其組合的形式， 對于功率級超過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)用于信號電路,，主要完成耦合,、振蕩/同步及時間常數(shù)的作用：
1）耦合
舉個例子來講，晶體管放大器發(fā)射極有一個自給偏壓電阻,，它同時又使信號產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合,，這個電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件，如果在這個電阻兩端并聯(lián)一個電容,，由于適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),，故稱此電容為去耦電容。
2）振蕩/同步
包括RC,、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬于這一范疇,。
3）時間常數(shù)
這就是常見的 R、C 串聯(lián)構(gòu)成的積分電路,。當輸入信號電壓加在輸入端時,，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)
我們知道了電容的作用以后下面來談?wù)勲娙菰谑褂弥械淖⒁馐马?br />
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,。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補償?shù)哪芰υ綇?。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，增加成本的同時還影響空氣流動和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感,，電容放電回路會在某個頻點上發(fā)生諧振,。在諧振點，電容的阻抗小,。因此放電回路的阻抗最小,，補充能量的效果也最好。但當頻率超過諧振點時,，放電回路的阻抗開始增加,，電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大,，諧振頻率越低,，電容能有效補償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說,，電容越大越好的觀點是錯誤的,，一般的電路設(shè)計中都有一個參考值的。
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)等是電容的幾個重要參數(shù),，對于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,。當電壓固定時候,，容量越大，ESR越低,。在板卡設(shè)計中采用多個小電容并連多是出與PCB空間的限制,，這樣有的人就認為，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的阻抗,，采用多個小電容并聯(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，對于輸入電容來說,，輸入電容的容量要大一點,。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當?shù)慕档?。因為輸入電容主要是耐壓,，其次是吸收MOSFET的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說,，耐壓的要求和容量可以適當?shù)慕档鸵稽c,。ESR的要求則高一點，因為這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電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復雜同時會導致成本的增加,。板卡設(shè)計中,，這里一般有一個參考值，此作為元件選用參數(shù),，避免消振電路而導致成本的增加,。
4.好電容代表著高品質(zhì)。
“唯電容論”曾經(jīng)盛極一時,，一些廠商和媒體也刻意的把這個事情做成一個賣點,。在板卡設(shè)計中，電路設(shè)計水平是關(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)品一樣,，一味的采用高價電容，不一定能做出好產(chǎn)品,。衡量一個產(chǎn)品,，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的夸大,。
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。
對于輸入電容來說,，就是我是說的C1,，C1對由電源接收到的電流進行過濾。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,，長時間處于這類工作環(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發(fā)生爆漿。
對于輸出電容來說,，就我說的C2,，對經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進行濾波。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來說小了不少,。但如果環(huán)境溫度過高,，電容同樣容易發(fā)生爆漿。爆,，報也,。采用垃圾東西自然要爆，報應(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,。我們知道電容有一個重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點,。當電容的內(nèi)部溫度達到電解液的沸點時,，電解液開始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高,，當壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿,。所以說溫度是導致電容爆漿的直接原因。電容設(shè)計使用壽命大約為2萬小時,，受環(huán)境溫度的影響也很大,。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環(huán)境溫度每升高10℃,，電容的壽命就會減半,。主要原因就是溫度加速化學反應(yīng)而使介質(zhì)隨時間退化失效，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)過長時間的高溫環(huán)境的測試,。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個小時,。同時,，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標準范圍變化的10%,。電容壽命指的是電容容量的問題,，而不是設(shè)計壽命到達之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證電容的設(shè)計的容量標準,。
所以,，短時期內(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導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,。