旁路電容器的重要作用（上）

電子設(shè)備是我們推動世界運轉(zhuǎn)所需的工具?，F(xiàn)代生活已經(jīng)離不開手機、現(xiàn)代化的交通工具、科學(xué)設(shè)備以及家中的各類電器，我們需要它們來改善甚至延長我們的壽命。

所有電子設(shè)備都依賴于清潔的電源，而旁路電容器對于確保設(shè)備安全地滿足其電源規(guī)格要求至關(guān)重要。

Part 01 .

為什么需要旁路電容器？

電子系統(tǒng)皆有可能受到電磁干擾（EMI）的影響。電磁干擾可由各類人為因素或自然因素導(dǎo)致，例如：

? 電源線輻射

? 無線電發(fā)射機

? 電動機

? 繼電器

? 靜電放電 (ESD)

? 閃電

每個信號源都會與設(shè)計中的電源和信號線耦合，產(chǎn)生噪聲。即便布局再謹(jǐn)慎，只要有直流電源線路在，它都可能充當(dāng)吸收和傳輸電磁場的電感器。圖 1 展示了一種常見的情況，即家用 60 Hz電源在直流電源線上誘發(fā)電源故障。

圖 1. 直流線路上由 60 Hz頻率引起的 EMI。

當(dāng)這些輻射加載到所需的穩(wěn)態(tài)直流電壓之上時，所提供的電源質(zhì)量就會下降。一些潛在的 EMI 引起的故障模式包括單位翻轉(zhuǎn)和小故障（穩(wěn)健的硬件和軟件解決方案可糾正這些故障），以及集成電路 (IC) 鎖存，迫使系統(tǒng)復(fù)位。大的靜電放電尖峰甚至可能導(dǎo)致集成電路完全失效。

Part 02 .

旁路電容器如何緩解 EMI

如圖 2 所示，電容器是一種無源電子元件，由兩塊被電介質(zhì)隔開的導(dǎo)電板組成。一旦接通電源，電容器就會在兩塊板上儲存能量，直到與供電電壓達到平衡。

如果外部因素導(dǎo)致供電線路電壓過低，電容器會將儲存的電荷反饋到線路上；如果發(fā)生過壓事件，多余的電荷會穿過電介質(zhì)并分流到地面。

圖 2. 電容器物理結(jié)構(gòu)圖示。

為確保為昂貴、高速的元件持續(xù)提供清潔電源，設(shè)計人員會在集成電路電源輸入引線附近添加旁路電容器。旁路電容器起到濾波器的作用，為穩(wěn)態(tài)電壓提供無窮大的阻抗，并旁路高頻噪聲，這可以減弱電源線上的噪聲，如圖 3 所示。

圖 3. 電路圖和結(jié)果軌跡