探究VCC（电源）和 GND（地）之间电容的作用机制

发布时间：2022-06-30

来源：罗姆半导体社区 (https://rohm.eefocus.com)

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作用：电源输入/输出滤波电容，主要用于稳定输出，有助于稳压。

电容的主要作用是稳压。在将电源与地连接时，电容起到两个作用：储能和旁路储能。因为电路的功耗有时较大，有时较小，当功耗突然增大时，如果没有电容，电源电压会下降，产生噪声、振铃甚至导致CPU重启。此时，大容量的电容可以释放储存的电能，稳定电源电压，就像河流和水库之间的关系一样。而旁路作用则是把电路中的电流脉动（例如数字电路的同步频率）通过使用无极电容分流到地，以减少电源电压的脉动，从而提高稳定性。

电源滤波

电容的容量可以通过公式容量=介电常数×面积/距离（C=εS/d）计算。通常情况下，介电常数和距离不易改变，只能通过改变面积来改变电容量。当需要较大的电容时，必然需要较大的面积。为了减小体积，我们采用卷叠方式，但这样会增加电感量（即使采用对称双绕）。正如你所知，电容实际上是由电阻、电感和电容的组合构成。因此，大电容相对于电感也较大。例如，在使用2200uF电容进行波时，对低频50Hz非常有效，但对高频（KHz、MHz）没有什么作用，因为电感太大。因此，专业人士在电源滤波方面非常讲究，他们会使用大、中、小三种不同的电容来分别过滤低、中、高频信号。

实际应用

在直流电源（Vcc）和地之间并接的电容被称为滤波电容。滤波电容的作用是滤除电源中的杂波和交流成分，使直流电压更平滑，同时储存电能。一般情况下，滤波电容的取值范围为100-4700uF。选择的容值与负载电流以及对电源纯净度的要求有关，一般来说，容量越大越好。有时在大电容旁边还会并联一个容量较小的电容，称为高频去耦电容。它也是一种滤波方式，用于去除电源中的高频杂波，防止电路发生自激振荡，保持电路的稳定工作状态。一般来说，高频去耦电容的取值范围为0.1-10uF，具体取值与需要滤除的杂波频率相关。

这样连接的作用通常被称为"退耦"，也叫做"退交连"或者"旁路"电容，常常被放置在电源供应、集成电路和功能模块电路附近。瓷片电容和独石电容是无感电容的优选。

它们的作用是为高频信号提供通路，降低电源的内阻，消除电源和地线在铜布线上的"走长线"效应，防止公用电源中各个部分电路之间产生的"有害交连"等。常用的是10nF电容。

在开发板上，通常会使用很多0.1uF非电解电容和10uF电解电容。这些电容的目的是使电源线和地线之间的阻抗尽可能低，使电源接近理想电压源。可以说它们也具有滤波的作用，但需要明确滤除的是什么波。它们不是用来滤除电源的纹波，而是用来消除某些点点taptap安卓在电源线上引起的纹波，以免影响其他点点taptap安卓的工作。

使用0.1uF无极性电容和10uF电解电容并联的原因是，电解电容存在较大的寄生电感，其去除高频纹波的能力较差。而无极性电容的寄生电感较小，可以更好地滤除高频纹波。然而，如果根据低频要求选择容值，则无极性电容的体积过大，成本也较高；而电解电容的体积较小，价格更便宜。因此，采用两种电容并联的方式。

在自己设计电路时，也应该遵循这样的使用原则，并且各个电容的位置和布线都需要精心考虑。

只能说两句原则：

对于小容量的无极性电容，应尽量缩短其连接点点taptap安卓电源引脚和地引脚的联接线，线路越短越好。

通常电源是从其他电路板引入的，而电解电容通常每个电路板上只有一个或两个。如果只有一个电解电容，应放置在电源进入该电路板的位置。在这种情况下，电解电容离各点点taptap安卓较远，但因为电解电容主要在较低频率起作用，所以稍远一点没有关系。如果电路板上有两个电解电容，另一个应放置在耗电最多的点点taptap安卓附近。

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