电源中电容充放电时间是怎样计算和选取的呢？

一、电容充放电时间计算

1.L、C元件称为“惯性元件”，即电感中的电流、电容器两端的电压，都有一定的“电惯性”，不能突然变化。充放电时间，不光与L、C的容量有关，还与充/放电电路中的电阻R有关。“1UF电容它的充放电时间是多长?”，不讲电阻，就不能回答。

RC电路的时间常数：τ=RC 充电时，uc=U×[1-e^(-t/τ)]

U是电源电压 ；放电时，uc=Uo×e^(-t/τ)

Uo是放电前电容上电压

RL电路的时间常数：τ=L/R LC电路接直流，i=Io[1-e^(-t/τ)]

Io是最终稳定电流 ；LC电路的短路，

Io是短路前L中电流

2. 设V0 为电容上的初始电压值； V1 为电容最终可充到或放到的电压值； Vt 为t时刻电容上的电压值。则： Vt=V0 (V1-V0)× [1-exp(-t/RC)] 或 t = RC × Ln[(V1 - V0)/(V1 - Vt)] 例如，电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电，V0=0，V1=E，故充到t时刻电容上的电压为： Vt=E × [1-exp(-t/RC)] 再如，初始电压为E的电容C通过R放电 ， V0=E，V1=0，故放到t时刻电容上的电压为： Vt=E × exp(-t/RC) 又如，初值为1/3Vcc的电容C通过R充电，充电终值为Vcc，问充到2/3Vcc需要的时间是多少? V0=Vcc/3，V1=Vcc，Vt=2*Vcc/3，故 t=RC × Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC × Ln2 =0.693RC 注：以上exp()表示以e为底的指数函数；Ln()是e为底的对数函数

3. 提供一个恒流充放电的常用公式：?Vc=I*?t/C.再提供一个电容充电的常用公式：Vc=E(1-e-(t/R*C))。RC电路充电公式Vc=E(1-e-(t/R*C))中的：-(t/R*C)是e的负指数项 。 关于用于延时的电容用怎么样的电容比较好，不能一概而论，具体情况具体分析。实际电容附加有并联绝缘电阻，串联引线电感和引线电阻。还有更复杂的模式--引起吸附效应等等。供参考。

E是一个电压源的幅度，通过一个开关的闭合，形成一个阶跃信号并通过电阻R对电容C进行充电。E也可以是一个幅度从0V低电平变化到高电平幅度的连续脉冲信号的高电平幅度。电容两端电压Vc随时间的变化规律为充电公式Vc=E(1-e-(t/R*C))。其中的：-(t/R*C)是e的负指数项，这里没能表现出来，需要特别注意。式中的t是时间变量，小e是自然指数项。举例来说：当t=0时，e的0次方为1，算出Vc等于0V。符合电容两端电压不能突变的规律。

对于恒流充放电的常用公式：?Vc=I*?t/C，其出自公式：Vc=Q/C=I*t/C。举例来说：设C=1000uF，I为1A电流幅度的恒流源(即：其输出幅度不随输出电压变化)给电容充电或放电，根据公式可看出，电容电压随时间线性增加或减少，很多三角波或锯齿波就是这样产生的。根据所设数值与公式可以算出，电容电压的变化速率为1V/mS。这表示可以用5mS的时间获得5V的电容电压变化；换句话说，已知Vc变化了2V，可推算出，经历了2mS的时间历程。当然在这个关系式中的C和I也都可以是变量或参考量。详细情况可参考相关的教材看看。

4. 首先设电容器极板在t时刻的电荷量为q，极板间的电压为u.，根据回路电压方程可得：U-u=IR(I表示电流)，又因为u=q/C，I=dq/dt(这儿的d表示微分)，代入后得到：U-q/C=R*dq/dt，也就是Rdq/(U-q/C)=dt，然后两边求不定积分，并利用初始条件：t=0，q=0就得到q=CU【1-e^ -t/(RC)】这就是电容器极板上的电荷随时间t的变化关系函数。顺便指出，电工学上常把RC称为时间常数。相应地，利用u=q/C，立即得到极板电压随时间变化的函数，u=U【1-e^ -t/(RC)】。

从得到的公式看，只有当时间t趋向无穷大时，极板上的电荷和电压才达到稳定，充电才算结束。但在实际问题中，由于1-e ^-t/(RC)很快趋向1，故经过很短的一段时间后，电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微，即使我们用灵敏度很高的电学仪器也察觉不出来q和u在微小地变化，所以这时可以认为已达到平衡，充电结束。举个实际例子吧，假定U=10伏，C=1皮法，R=100欧，利用我们推导的公式可以算出，经过t=4.6*10^(-10)秒后，极板电压已经达到了9.9伏。真可谓是风驰电掣的一刹那。

二、电容的选取

一般电解电容在使用时，若无很大的纹波，耐压只要比实际值大20%即可，即7805的输出用10V已非常够，6V也行；7809用16V足够，用10V不会有大问题，三端稳压器的输出端不用接很大的电容，视实际负载而论，一般100mA接47-100uF就可，1A接470-1000uF，最好再接一只0.01-0.1uF的小瓷片或独石电容.

主滤波电容一般情况下，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。

滤波电容的选择经过整流桥以后的是脉动直流，波动范围很大。后面一般用大小两个电容，大电容用来稳定输出，众所周知电容两端电压不能突变，因此可以使输出平滑；小电容是用来滤除高频干扰的，使输出电压纯净。电容越小，谐振频率越高，可滤除的干扰频率越高。

1、容量选择：(1)大电容，负载越重，吸收电流的能力越强，这个大电容的容量就要越大；(2)小电容，凭经验，一般104即可。

别人的经验

1、电容对地滤波，需要一个较小的电容并联对地，对高频信号提供了一个对地通路。

2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。

3、理论上说电源滤波用电容越大越好，一般大电容滤低频波、小电容滤高频波。

4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段。具体案例： AC220-9V再经过全桥整流后，需加的滤波电容是多大的? 再经78LM05后需加的电容又是多大?前者电容耐压应大于15V，电容容量应大于2000微发以上。 后者电容耐压应大于9V，容量应大于220微发以上。

2、有一电容滤波的单相桥式整流电路，输出电压为24V，电流为500mA，

要求：(1)选择整流二极管；(2)选择滤波电容；(3)另：电容滤波是降压还是增压?

(1)因为桥式是全波，所以每个二极管电流只要达到负载电流的一半就行了，所以二极管最大电流要大于250mA；电容滤波式桥式整流的输出电压等于输入交流电压有效值的1.2倍，所以你的电路输入的交流电压有效值应是20V，而二极管承受的最大反压是这个电压的根号2倍，所以，二极管耐压应大于28.2V。

(2)选取滤波电容：1、电压大于28.2V；2、求C的大小：公式RC≥(3--5)×0.1秒，本题中R=24V/0.5A=48欧，所以可得出C≥(0.00625--0.0104)F，即C的值应大于6250μF。