多個小電容并聯(lián)取代大電解電容作用詳解-KIA MOS管

多個小電容并聯(lián)取代大電解電容的作用

這種用法常見于開關(guān)電源部分，作用是高頻濾波。多個電容并聯(lián)主要是為了降低電容的等效阻抗，因為并聯(lián)。用小容量的陶瓷電容代替了電解電容，增加了壽命。電解電容的壽命只有幾千小時，而陶瓷電容的壽命有幾十萬小時。

防止趨附效應(yīng)的原理是增加導線的表面積。多個電容只能降低線路可靠性，而不可能增加大電容的高頻性能很差。通常電容越大，其諧振頻率越低。

一旦超過諧振頻率，電容將表現(xiàn)成一個電感，完全起不到濾波的作用，如果用N個小電容并聯(lián)，由于每個小電容的諧振頻率都很高，就沒有這樣的問題了，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。

紋波電壓，輸出電容ESR

開關(guān)電源的輸出紋波電壓分兩部分組成，其一是由電容充放電產(chǎn)生的容性紋波電壓，其二為電容ESR產(chǎn)生的阻性紋波電壓。 

為了得到較小的由ESR產(chǎn)生的阻性紋波電壓，聽說可用多個電容并聯(lián)起來，不知道若干個電容并聯(lián)起來總的ESR具體如何變化，變小了可以理解，但是變成什么值了呢？ 

比如，一個470uF的電解電容的ESR為0.1歐，那兩個電解并聯(lián)起來ESR是不是就是0.05歐了，疑問：不知道用低ESR的陶瓷電容跟電解電容并聯(lián)起來，有沒有同樣的效果呢？

比如輸出，經(jīng)過計算，紋波要求電容ESR低于0.01歐，那照前面的想法，可能需要好幾個的電解電容才能達到要求，如果選擇使用一個電解電容，然后給它并聯(lián)若干個陶瓷電容103或者104，有沒有效果？

答：如果要求esr很低，一般是選擇大容量的MLCC（MULTILAYER CERAMIC CHIP CAPACITOR），不必用N個104并聯(lián)。

1.多只并聯(lián)，確實可以降低ESR  具體計算方法，跟電阻并聯(lián)的。

2.可以選擇低ESR的電解，不過價格比較貴。

3.也可以選擇薄膜電容代替。

不同類型的電容并聯(lián)。等效的ESR和電容值都是跟頻率相關(guān)的。不是簡單的ESR/n，C×n的。通常小ESR小容量的和大ESR，大容量的電容并聯(lián)。ESR和電容都介于二者之間。電解電容并低ESR的瓷片，對減小紋波是有效果的。

濾波電路幾個電容并聯(lián)和一個大電容（容量相等）有什么不同嗎？

答：兩者電容容量是相等的。但是現(xiàn)實中電容是有等效串聯(lián)電感和等效串聯(lián)電阻寄生參數(shù)，一個大電容的ESL和ESR是要比小容量的電容大的，而在同容量下ESL和ESR的數(shù)值越小電容的濾波能力就越強，所以多個電容并聯(lián)和一個容量相等的大電容的主要區(qū)別是，多個電容并聯(lián)的ESL和ESR要比一個容量相等大電容要低很多，濾波能力更強。

不妨先認為小容量的電容（假設(shè)100u）的ESL和ESR跟大電容（200u）的ESL和ESR相等，然后兩個小電容并聯(lián)后其等效電容等于200u，但是其ESL和ESR因為并聯(lián)而減半，所以兩個小電容并聯(lián)的濾波能力更強。假如是此時四個并聯(lián)，那么ESL和ESR就是大電容的四分之一。

簡談電容使用的誤區(qū)

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綇姟Ｇ也徽f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?

相對容量的要求，對ESR的要求可以適當?shù)慕档汀Ｒ驗檩斎腚娙葜饕悄蛪海浯问俏誐OSFET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。

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