RC 滤波与电容纹波计算器
电容 ESR 纹波估算与 RC 滤波截止频率计算
本页算什么
免费段两个模式:电容 ESR 纹波估算(ESR 分量、容性分量、总纹波、ESR 发热)与 RC 滤波截止频率(fc、频率比、传递幅值、输出幅度),都是空载/理想口径。免费段的 fc 没算下级负载的拉偏,纹波也没和电容额定值比较——这两件事在下方专业段校核。
上面的纹波与 fc 都是理想口径:纹波没和电容额定值比较,fc 是空载值——下级电路一接上去,截止频率被拉偏 R/Rload,低通还要损失直流增益。这里把两件事补上:纹波电流对额定值的余量(超额定如实报红,附寿命方向提示),按目标纹波反解 ESR 上限与电容下限(分量独占目标时明说「此路不通」);RC 模式算带载后的真实 fc 与直流增益,并按你的容限反解 R 的上限。
模式
电容纹波参数
额定纹波电流查电容数据手册(按频率/温度修正后填);本工具不内置厂商数据
电容的 ESR 为什么重要?
实际电容等效为 ESR、ESL 与理想电容的串联。ESR 直接决定纹波电压的 ESR 分量(ΔV = I×ESR)与发热(P = I²×ESR):发热让电容温度上升,而电解电容的寿命大致按「每升 10℃ 减半」(工程惯例/经验值)衰减。低 ESR 电容贵,但该花的钱省不掉——纹波电流超额定值运行的电容会提前鼓包失效。
纹波电流超过额定值会怎样?
电容数据手册给的额定纹波电流是按发热与寿命标定的,超过它意味着内部温升超标、寿命按指数缩短。注意额定纹波电流通常随频率与温度修正,要按数据手册的修正系数折算后再比较。专业段会把工作纹波电流对额定值的余量直接算出来。
RC 滤波截止频率怎么计算?
一阶 RC 滤波截止频率为 fc = 1/(2πRC)。低通用于衰减高频,高通用于衰减低频。注意这是空载理想值——下级电路的输入阻抗并上去之后,低通与高通的截止频率都会偏移 R/Rload,低通还会损失直流增益 Rload/(R+Rload)。负载阻抗不够大时,实际 fc 和算出来的能差出好远。
RC 滤波的下级负载阻抗要多大才够?
工程上希望 Rload 远大于 R(比如 20 倍以上),此时带载偏移在几个百分点以内。反过来由允许的 fc 偏移容限可以反解 R 的上限:Rmax = 容限 × Rload。负载阻抗不大又想准确,就该减小 R、同比例增大 C 保持 fc 不变,或者加一级缓冲(运放跟随器)隔离。
目标纹波压不下来,加电容有用吗?
不一定。总纹波 = ESR 分量(I×ESR)+ 容性分量(I/(8fC))。如果 ESR 分量已经接近甚至超过目标纹波,加再大的电容也压不到目标——此路不通,只能换低 ESR 电容、多颗并联,或者放宽目标。专业段的反解会把两个分量拆开,直接告诉你哪条路是通的。
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