电容知识汇总

（一）电容基础1——储能和滤波

电容，是一个容器，以电场的方式储存着能量。

充电过程

左侧电阻是限流电阻，用于限制电容充电的电流；

电容刚开始充电的时候，电容相当于短路；而电容充电完成的时候，电容相当于开路。

不让电源直接给负载供电有很多种原因，常见的比如电源供电不稳定，需要电容来缓冲；另外，就算电源是稳定的，放一个电容在这，可以增加电流驱动能力，譬如很多电动助动车在电机上增加了启动电容，这种电容能够提供比电池大的多的输出电流，让车辆瞬间提速。

放电过程

电容基础2——充放电时间常数
电容时间常数的大小与电路中电阻、和电容本身容量有关，按照“t=RC”公式来计算，每经过1个时间常数，电容充电的电压，达到与电源压差的0.632倍（63.2%）。通常认为5个时间常数后，电容就充满了。可以想象，充电过程中电容电压的变化如下：

利用ltspice仿真模拟充放电过程

电容基础3——阻抗和容抗

在纯电阻的电路中，电压和电流在相位上没有任何差异，两者波形变化趋势是一致的。而在存在电容或电感的电路中，电压和电流在相位上有差异，衡量这种电路需要用到“阻抗”的概念，它是一种更广泛意义上的“电阻”，特别的，对于纯电容造成的阻抗，称为“容抗”。

电阻既是电阻器的名称，又是电阻值的简称。单位欧姆，对直流和交流都有阻碍作用；

感抗是针对电感的，对直流无阻碍作用，阻碍交流，单位也是欧姆；

容抗是针对电容的，隔直通交。交流虽然能通过，单对其也有阻力，单位也是欧姆。

阻抗是三者的和。

电容基础4——电容种类和ESR（等效串联电阻），超级电容能否代替电池？

在输入信号频率较低的时候，电容Xc容抗的表现更明显；随着频率升高，ESR的表现更明显；而随着频率再升高，ESL的表现更明显：

超级电容能占优势的是输出电流，一个AA 5号电池的内阻一般都在100mΩ以上：一个超级电容的内阻（ESR），一般只有1mΩ不到，由于内阻/ESR的原因，超级电容可以轻松输出数十A的大电流，而普通电池只能输出数A的电流，这就是超级电容最大的优势。

电容基础5——RC低通滤波器和RC高通滤波器

以下我们使用周期性方波作为信号源，相比于单一频率的正弦波，方波中包含了很多频率的分量，将其通过RC高通滤波器，看一下输出信号的状态。蓝色波形代表输入信号、黄色波形代表电容两端信号、绿色波形代表电阻两端信号（即，输出信号）：

（二）去耦电容（1）- 为什么要去耦？（转载）

电源供电取决于变换的方式，其供电本身在DC上就有纹波，因此我们需要在电源输出Vout端要有电容C1（我们可以看成是国家粮仓）负责将供电电压上的噪声降到尽可能的低，完全为零是不可能的，因为完美的世界从来都不存在，只要不影响后面负载的正常工作即可。
既然每个负载工作起来会导致其电源出现额外的波动，那就让波动在本地尽可能降低，且不影响到其它负载的工作。降低负载供应波动影响的方式就是加强能即时响应的供给（本地粮库） - 通过备用的供给平滑掉主供给快速反应方面的不足。电容的本性就是储能，用电容来做备用电能提供供给也就能平滑掉负载瞬间的需求带来的波动（不同的电容响应速度也不同，且听下文分解），保证该负载的电压尽可能稳定，也就是将有可能耦和到DC上的AC给去除掉（去耦的含义1），同时由于让本地的DC稳定，降低了对其它负载的波及（去耦的含义2）。

去耦电容（2）- 电容该如何选用？
上一篇文章我们讲述了一下为什么要对电路板上每一个局部的器件进行电源去耦- 平滑掉本区域电流的瞬间需求导致的电源线上的波动，从而保证本区域器件的正常工作，并且不会将本区域的波动通过电源线传递（耦合）到相邻的其它区域的电路上去。【待继续】

去耦电容（3）- 电容该如何布局布线？

(三)谈谈电容
电容的功能就是以电场能的形式储存电能量。

(四）电容6大特性参数，你知道几个？

1.DC偏压特性
这是一个非常重要的参数，指的是电容值会随着加在两端的有效电压升高而降低。换句话说，有效电压越高，有效容值越低。
如果设计时没有考虑偏压特性，电容很容易出现失效或者性能不达标！
2 电容等效模型
理想的电容随着频率增加它的阻抗越来越小，但是实际电容有ESR和ESL的存在（等效串联电阻和等效串联电感），它的阻抗会在一定的频率出现转折点，阻抗反而随着频率的增加而增加。
3 电容频率特性
由于ESL和ESR的存在，实际的电容在低频处呈现容性，在高频处呈现感性。在转折点处，容抗刚好等于感抗。我们通常所说的小电容高频特性好，指的就是这个转折频率点好要一些，这也是个非常重要的参数！

4 AC特性
电容的有效值也会随着交流电压的频率变化而变化，只是变化的程度没有DC特性那么大。
5 S参数
6 X5R,X7R,Y5V,COG参数
美国电工协会EIA标准把MLCC不同介质材料的按稳定性分为三类：超稳定级COG或NPO；稳定级X7R；能用级Y5V

(五)芯片IC附近为啥要放0.1uF的电容？看完秒懂~

电容的滤波曲线并不是平坦的，它像一个’V’，也就是说有选频特性。有时候我们希望它越平越好（前级的板级滤波），而有时候希望它越尖越好（滤波或陷波）。
影响这个特性的是电容的品质因素Q：Q=（1/ωC）/ESR，也就是电容的储存功率与损耗功率的比。ESR越大，Q就越小，曲线就越平坦；反之ESR越小，Q就越大，曲线就越尖。

（六）译文彻底讲透电容（写得不错）
一文彻底讲透电容【1】—— 充放电曲线的秘诀
一文彻底讲透电容 【2】—— 谁说电容两端电压不能突变？
一文彻底讲透电容 【3】—— 电容滤波，不是什么波都能滤的
一文彻底讲透电容【4】—— 隔直通交，原来如此

（七）线下1对1实录，电容的充电放电过程，小高老师

（八）电容器的原理

（九）电容的充放电过程及应用


（十）RC电路知识讲解
充电、放电、积分、微分。