穩壓電路的濾波電容值具體怎麼計算？

01-06

主要是要搭一個5V和3.3V的穩壓電路

看了幾位的回答，感覺都沒講到點子上。

我們先來看看電容C乘以電阻R等於什麼：

$CR=frac{Q}{U} imes frac{U}{I} =frac{It}{U} imes frac{U}{I} =t$

也就是說，電容與電阻的乘積是時間。

對於穩壓電源的濾波電容來說，有如下關係式：

$t_{k} =CR_{L} geq (3sim 5)frac{T}{2} Rightarrow Cgeq frac{5TI_{L} }{2U_{L} }$

在這個式子中， $R_{L}$ 是等效負載電阻，它近似等於輸出電壓 $U_{L}$ 除以輸出電流 $I_{L}$ ；T是工頻周期，其值為0.02s，C就是濾波電容。

設輸出電壓為15V，輸出電流為500mA，代入上式，得到：

$Cgeq frac{5 imes 0.02 imes 0.5}{2 imes 15} approx 1.67 imes 10^{-3 } F$

也即濾波電容為1670微法，取為標稱值2000微法。

這就是串聯穩壓電源濾波電容的計算方法。

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看了評論區的內容，我來解釋一下3到5倍T/2是怎麼來的。

我們看下圖：

圖3是完整的串聯穩壓電路，圖4是將調整電路給忽略掉，並且將C2和C1合併為C的電路。之所以如此合併，是因為計算濾波電容時考慮的是總體的等效負載電阻。

再看下圖：

這是整流後的電壓，注意到脈動直流的脈動周期是10毫秒，其實就是半個工頻周期。

從圖4可以看出，電容C和負載電阻RL構成了積分電路。因為充電曲線相對放電曲線要短，故電容C上的電壓變化周期可按放電曲線考慮：

$U_{C} =U_{F} e^{-frac{t}{ au } } =U_{F} e^{-frac{t}{R_{L} C} }$

我們知道，當時間t=(3~5) $au$ 的時間內，電容上的電壓基本放完。例如上式中，當取 $t=3 au$ 和 $t=5 au$ 時，有：

$U_{C} =U_{F} e^{-frac{3 au }{ au } } =U_{F}e ^{-3} approx 0.050U_{F}$

$U_{C} =U_{F} e^{-frac{5 au }{ au } } =U_{F}e ^{-5} approx 6.74 imes 10^{-3} U_{F}$

我們取時間t=T/2，這裡的T就是工頻周波20毫秒，半個周波即為T/2=10ms。再由此推得濾波電容的計算式：

$Cgeq frac{5TI_{L} }{2U_{L} }$

這個式子，在模電的串聯型穩壓電源的計算中肯定有，只需要大家自己去查閱一下就可以了。

我們從這個式子中可以看出，濾波電容的容量與電源的輸出電流成正比，與輸出電壓成反比。輸出電壓越高，濾波電容的取值反而會降低。

另外，我們注意到濾波電容有兩個，分別位於整流橋的輸出端和調整管射極輸出端。因此計算得到的濾波電容值也要按兩部分來分配。一般地，整流橋輸出端的濾波電容值略大，或者取兩隻濾波電容等值。但總的原則是：兩隻濾波電容值的和等於計算值即可。

參考書是：任何一本《模擬電子技術》教材。

評論區中說參考《開關電源的原理與設計》是不對的，開關電源配套的濾波電容其計算方法與串聯型穩壓電源濾波電容的計算方法不同。兩者的頻率相差較大，後者為工頻。
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通過這個例子，我們可以看出理解電路分析的結論是多麼重要。

電路分析會在不經意間冒出來考驗我們的靈活運用能力。在我的職業生涯中這已經成為常態了。

直接上核心器件的官網，找datasheet，裡面都有。

穩壓電源的濾波網路需要什麼樣的電容，需要從以下幾方面考慮：

1:穩壓電源自身反饋穩定性的要求，外部電容值需要在某一定的範圍內保證電源的階躍響應在datasheet保證的範圍之內。

2:除此之外需要考慮負載情況，倘若負載網路比較複雜而且存在頻繁開關的情況，需要按照需求布置去偶電容，甚至串聯濾波電感。

問問題要符合基本法呀，是線性穩壓器ldo還是dcdc開關穩壓電源還是張工畫的那種單相不控整流的acdc穩壓電源？

不然叫人如何回答。

這樣的濾波一般是大小電容搭配，大的要能承受峰值電壓。我的經驗是如果5V已經穩壓了，就並一個2.2u和0.1u,元器件供電的地方再加100p濾一下。要是5v沒穩壓還可以在輸入加個10u/16V.

如果工作電流不大，100u足夠了。

可以參考《開關電源的原理與設計（修訂版）》張占松，蔡宣三編著