电源滤波电容的大小计算

电源滤波电容的大小计算
电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。

电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。

电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。

电容和电感的很多特性是恰恰相反的。

一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。

因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。

低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。

当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。

因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。

而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。

电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。

一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。

电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。

大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！
电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联，
电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功功率损耗，电容Ｃ因而可等效为串联ＬＣ回路求其谐振频率，串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f = 1/(2pi* LC)．，串联ＬＣ回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻，所以中心频率处起到滤波效果．引线电感的大小因其粗细长短而不同，接地电容的电感一般是１ＭＭ为10nＨ左右，取决于需要接地的频率。

采用电容滤波设计需要考虑参数： ESR、ESL、耐压值、谐振频率。

什么是FPGA
什么是可编程逻辑？
在数字电子系统领域，存在三种基本的器件类型：存储器、微处理器和逻辑器件。

存储器用来存储随机信息，如数据表或数据库的内容。

微处理器执行软件指令来完成范围广泛的任务，如运行字处理程序或视频游戏。

逻辑器件提供特定的功能，包括器件与器件间的接口、数据通信、信号处理、数据显示、定时和控制操作、以及系统运行所需要的所有其它功能。

固定逻辑与可编程逻辑
逻辑器件可分为两大类–固定逻辑器件和可编程逻辑器件。

正如其命名一样，固定逻辑器件中的电路是永久性的，它们完成一种或一组功能——一旦制造完成，就无法改变。

另一方面，可编程逻辑器件（PLD）是能够为客户提供范围广泛的多种逻辑容量、特性、速度和电压参数的标准成品部件——而且此类器件可在任何时间改变，从而完成许多种不同的功能。

对于固定逻辑器件，根据器件复杂性不同，从设计、原型到最终生产所需要的时间可从数月至一年多不等。

而且，如果器件工作不合适，或者如果应用要求发生了变化，那么就必须开发全新的设计。

设计和验证固定逻辑的前期工作需要大量的NRE成本。

NRE代表在固定逻辑器件最终从芯片制造厂制造出来以前客户需要投入的所有成本，这些成本包括工程资源、昂贵的软件设计工具、用来制造芯片不同金属层的昂贵光刻掩膜组以及初始原型器件的生产成本。

这些NRE成本可能从数十万美元至数百万美元。

对于可编程逻辑器件，设计人员可利用价格低廉的软件工具快速开发、仿真和测试其设计。

然后，可快速将设计编程到器件中，并立即在实际运行的电路中对设计进行测试。

原型中使用的PLD器件与正式生产最终设备（如网络路由器、DSL调制解调器、DVD播放器、或汽车导航系统）时所使用的PLD完全相同。

这样就没有了NRE 成本，最终的设计也比采用定制固定逻辑器件时完成得更快。

采用PLD的另一个关键优点是在设计阶段中客户可根据需要修改电路，直到对设计工作感到满意为止。

这是因为PLD基于可重写的存储器技术——要改变设计，只需要简单地对器件进行重新编程。

一旦设计完成，客户可立即投入生产，只需要利用最终软件设计文件简单地编程所需要数量的PLD就可以了。

CPLD和FPGA
可编程逻辑器件的两种类型是现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。

在这两类可编程逻辑器件中，FPGA提供了最高的逻辑密度、最丰富的特性和最高的性能。

现在最新的FPGA器件，如Xilinx Virtex™系列中的部分器件，可提供八百万“系统门”（相对逻辑密度）。

这些先进的器件还提供诸如内建的硬连线处理器（如IBM Power PC）、大容量存储器、时钟管理系统等特性，并支持多种最新的超快速器件至器件（device-to-device）信号技术。

FPGA被应用于范围广泛的应用中，从数据处理和存储直到仪器仪表、电信和数字信号处理。

与此相比，CPLD提供的逻辑资源少得多——最高约1万门。

但是，CPLD提供了非常好的可预测性，因此对于关键的控制应用非常理想。

而且CPLD器件（如Xilinx CoolRunner™系列）需要的功耗极低，并且价格低廉，从而使其对于成本敏感的、电池供电的便携式应用（如移动电话和数字手持助理）非常理想。

PLD的优点
固定逻辑器件和PLD各有自己的优点。

例如，固定逻辑器件经常更适合大批量应用，因为它们可更为经济地大批量生产。

对一些需要极高性能的应用，固定逻辑也可能是最佳的选择。

然而，可编程逻辑器件提供了一些优于固定逻辑器件的重要优点，包括：
PLD在设计过程中为客户提供了更大的灵活性，因为对于PLD来说，设计反复只需要简单地改变编程文件就可以了，而且设计改变的结果可立即在工作器件中看到。

PLD不需要漫长的前导时间来制造原型或正式产品– PLD器件已经放在分销商的货架上并可随时付运。

PLD不需要客户支付高昂的NRE成本和购买昂贵的掩膜组。

PLD供应商在设计其可编程器件时已经支付了这些成本，并且可通过PLD产品线延续多年的生命期来分摊这些成本。

PLD允许客户在需要时仅订购所需要的数量，从而使客户可控制库存。

采用固定逻辑器件的客户经常会面临需要废弃的过量库存，而当对其产品的需求高涨时，他们又可能为器件短缺（供货不足）所苦，并且不得不面对生产延迟的现实。

PLD甚至在设备付运到客户那儿以后还可以重新编程。

事实上，由于有了可编程逻辑器件，一些设备制造商现在正在尝试为已经安装在现场的产品增加新功能或者进行升级。

要实现这一点，只需要通过因特网将新的编程文件上载到PLD就可以在系统中创建出新的硬件逻辑。

过去几年时间里，可编程逻辑供应商取得了巨大的技术进步，以致现在PLD被众多设计人员视为是逻辑解决方案的当然之选。

能够实现这一点的重要原因之一是像赛灵思这样的PLD供应商是“无晶圆制造厂”企业，并不直接拥有芯片制造工厂，赛灵思将芯片制造工作外包给联华电子（UMC）和东芝，他们是芯片制造行业的领导厂商。

这一策略使赛灵思可以集中精力设计新产品结构、软件工具和IP核心，同时还可以利用最先进的半导体制造工艺技术。

先进的工艺技术在一系列关键领域为PLD 提供了帮助：更快的性能、集成更多功能、降低功耗和成本等。

目前赛灵思提供采用先进的90nm和65nm工艺生产的可编程逻辑器件，它们都是业界最领先的工艺。

例如，仅仅数年前，最大规模的FPGA器件也仅仅为数万系统门，工作在40 MHz。

过去的FPGA也相对较贵，当时最先进的FPGA器件大约要150美元。

然而，今天具有最先进特性的FPGA可提供百万门的逻辑容量、工作在300 MHz，成本低至不到10美元，并且还提供了更高水平的集成特性，如处理器和存储器。

同样重要的是，PLD现在有越来越多的核心技术（IP）库的支持 - 用户可利用这些预定义和预测试的软件模块在PLD内迅速实现系统功能。

IP核心包括从复杂数字信号处理算法和存储器控制器直到总线接口和成熟的软件微处理器在内的一切。

此类IP核心为客户节约了大量时间和费用–否则，用户可能需要数月的时间才能实现这些功能，而且还会进一步延迟产品推向市场的时间。

结论
可编程逻辑的价值在于其缩短了电子产品制造商的开发周期以及帮助他们更快地将产品推向市场的能力。

随着PLD供应商继续致力于在可编程逻辑器件中集成更多的功能、进一步降低成本并提高能够节约时间的IP核心的可用性，可编程逻辑一定会在数字设计人员中进一步普及开来。

实际上，近年来，PLD销售额的增长速度已经超过基于传统门阵列技术的固定逻辑器件的销售增长速度。

而且，高性能FPGA现在已开始从采用最先进的标准单元技术制造的固定逻辑器件那儿赢得市场份额。

根据半导体行业联盟（SIA）提供的数据，可编程逻辑现在是半导体行业中增长最快的领域之一，在过去几年时间里，PLD的销售增长速度超过了整个半导体行业的平均销售增长速度。