开关电源知识库

电容在开关电源中的应用场景 —— 全场景覆盖

本篇是电容应用的总索引：按电路位置列出每类电容的功能、介质选择与设计约束。器件深度资料见本目录各译篇（电容家族导览）。

1. 场景总表

场景 功能 介质首选 关键约束
输入滤波（桥后） 一次侧储能、吸收工频纹波 铝电解（400/450 V） 纹波电流/寿命/耐压降额
输入去耦（IC 附近） 高频环流就地闭合 MLCC（X7R） 与大容值电容的谐振配合
PFC 母线支撑 400 V 母线储能 薄膜（盒式）或电解 保持时间与纹波电流的平衡
输出滤波 稳定输出、抑制纹波 电解/固态聚合物/MLCC 并联 ESR 决定纹波份额（见 §2）
IC 供电去耦（VCC/VDD） 就地供给开关瞬态电流 MLCC + 小电解 自谐振与布局
软启动/定时 设定斜率与频率 MLCC（精度位） 介质容压漂移（见 §3）
吸收/钳位（RCD） 承接漏感脉冲能量 薄膜（PP） 脉冲耐受与损耗
自举（BOOT） 高边驱动浮地供电 MLCC（C0G/X7R） 每周期电荷补充（见驱动电路设计篇）
Y 电容（安规） 共模回流 Y1/Y2 安规专用 漏电流限值（安规红线）
X 电容（安规） 差模滤波 X2 安规专用 放电时间（安规红线）
谐振腔（LLC） 与 Lr 谐振 薄膜（PP） 高频大电流下损耗与容值稳定性

2. 输出滤波：ESR 主导的纹波构成

输出纹波由三部分叠加（教科书通识，数值演算见微积分通识 §2）：

  1. 容性纹波：$\Delta V_C = I_{pp}/(8 C f_{SW})$（三角波充放电）；
  2. ESR 纹波：$\Delta V_{ESR} = I_{pp} \times ESR$（电流跳变直接压降）——多数开关电源的纹波主项；
  3. ESL 尖峰：高 di/dt 边沿的感性尖刺（布局主导）。

因此输出电容常以纹波电流额定值与 ESR 选型，而非只看容值；电解寿命按纹波电流加热核算（电解电容全译寿命模型）。

3. 介质类别的容压与温度漂移

4. 并联使用的分流艺术

多介质并联是标准做法（各管一段频谱）：

5. 常见错误

  1. 输出电容按容值选型、未按纹波电流复核 → 电解高温鼓包/寿命骤减；
  2. 定时/补偿位用 X7R → 容压漂移使频率或环路特性随负载漂移；
  3. Y 电容用非安规件或超总量 → 漏电流超标（安规红线）；
  4. 自举电容容值过小或未靠近 IC → 高边驱动欠压、上管热失效；
  5. X 电容放电电阻遗漏 → 插头残留高压（安规红线）。

6. 库内实例锚点

上一级：05_电容家族

🔗 被以下页面引用：
基本元器件 · 板块导览
← 固态聚合物_Murata精译