多個小電容并聯取代大電解電容作用詳解-KIA MOS管

多個小電容并聯取代大電解電容的作用

這種用法常見于開關電源部分，作用是高頻濾波。多個電容并聯主要是為了降低電容的等效阻抗，因為并聯。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，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，對于ESR自然是越低越好。

ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關系。當電壓固定時候，容量越大，ESR越低。在板卡設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，效果并不一定突出。

紋波電壓，輸出電容ESR

開關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生的容性紋波電壓，其二為電容ESR產生的阻性紋波電壓。 

為了得到較小的由ESR產生的阻性紋波電壓，聽說可用多個電容并聯起來，不知道若干個電容并聯起來總的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起來，有沒有同樣的效果呢？

比如輸出，經過計算，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。

1.多只并聯，確實可以降低ESR  具體計算方法，跟電阻并聯的。

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。等效的ESR和電容值都是跟頻率相關的。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。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。但是現實中電容是有等效串聯電感和等效串聯電阻寄生參數，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的數值越小電容的濾波能力就越強，所以多個電容并聯和一個容量相等的大電容的主要區別是，多個電容并聯的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后其等效電容等于200u，但是其ESL和ESR因為并聯而減半，所以兩個小電容并聯的濾波能力更強。假如是此時四個并聯，那么ESL和ESR就是大電容的四分之一。

簡談電容使用的誤區

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提供的電流補償的能力越強。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，一般的電路設計中都有一個參考值的。

2.同樣容量的電容，并聯越多的小電容越好?

耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數，對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關系。當電壓固定時候，容量越大，ESR越低。

在板卡設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，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的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET的開關脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。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電容會引起開關電路振蕩。而消振電路復雜同時會導致成本的增加。板卡設計中，這里一般有一個參考值，此作為元件選用參數，避免消振電路而導致成本的增加。

4.好電容代表著高品質?

“唯電容論”曾經盛極一時，一些廠商和媒體也刻意的把這個事情做成一個賣點。在板卡設計中，電路設計水平是關鍵。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定的產品一樣，一味的采用高價電容，不一定能做出好產品。衡量一個產品，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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