PCB滤波电容该怎么选？材质、容量、耐压三大核心选型要素

一、 材质选型：根据滤波频率匹配电容类型

1. 陶瓷电容（MLCC）：高频滤波的首选陶瓷电容的介质材料主要分为 COG（NP0）和 X7R/X5R 两类。COG 材质的电容温度系数极低、容量稳定性强，损耗角正切值小，适合高频精密电路（如射频电路、时钟电路）的滤波，常用容量范围为 0.5pF~1μF；X7R/X5R 材质的电容容量大、性价比高，温度稳定性较好，适合消费电子、工业控制等领域的高频去耦，常用容量范围为 10pF~100μF。陶瓷电容的优势是体积小、寄生电感低、高频响应快，能有效滤除 1MHz 以上的高频干扰，是 PCB 中用量最大的滤波电容。缺点是容量受电压影响较大（电压升高容量下降），且大容量陶瓷电容存在 “直流偏置效应”。
2. 电解电容：低频滤波与储能的主力电解电容分为铝电解电容和钽电解电容。铝电解电容容量大（可达数千微法）、耐压高、价格低，适合电源输入端、输出端的低频滤波和储能，能有效滤除 1kHz 以下的低频纹波；但其高频特性差，寄生电感和损耗较大，不适合高频滤波。钽电解电容体积小、漏电流小、高频特性优于铝电解电容，适合对体积和稳定性要求高的场景（如手机、笔记本电脑），但价格较高，且存在 “燃爆风险”，过压使用时可能烧毁。
3. 薄膜电容：高精度、高稳定性场景的选择薄膜电容以聚丙烯、聚酯等为介质，具有损耗低、绝缘电阻高、温度稳定性好的特点，且容量不受电压影响，适合高精度滤波电路（如医疗设备、测试仪器）。但其体积大、价格高，在普通 PCB 中应用较少，主要用于对滤波性能要求极高的场合。

二、 容量选型：结合干扰频率与电路需求计算，而非越大越好

1. 明确干扰频率：首先确定电路中需要滤除的干扰信号频率。例如，开关电源的纹波频率通常为几十 kHz 到几百 kHz，芯片产生的高频噪声频率可达几百 MHz。
2. 根据公式计算容量：滤波电容的截止频率公式为fc?=2πRC1?（RC 滤波电路），其中 R 为电路等效电阻，C 为滤波电容容量。若已知需要滤除的干扰频率f，则需满足fc?<f，从而计算出最小电容容量。
3. 参考行业经验值：在 PCB 设计中，有大量经过验证的经验值可供参考。例如，靠近芯片电源引脚的去耦电容，通常选择 0.1μF 的陶瓷电容，用于滤除 100MHz 左右的高频干扰；电源输入端的滤波电容，通常选择 100~1000μF 的铝电解电容，用于滤除低频纹波；射频电路中的滤波电容，通常选择 10~100pF 的 COG 陶瓷电容，避免容量过大导致信号衰减。

三、 耐压选型：留足安全裕量，避免电容击穿

1. 基本选型原则：电容的耐压值应大于电路的最大工作电压的 1.5~2 倍。例如，若电路工作电压为 5V，则应选择耐压值≥10V 的电容；若电路工作电压为 24V，则应选择耐压值≥35V 的电容。
2. 考虑特殊工况：在存在浪涌电压的场景（如电源输入端），需进一步提高耐压裕量，通常选择 2~3 倍工作电压的电容；在高温环境下，电容的耐压值会下降，选型时需额外考虑温度对耐压的影响。
3. 注意极性问题：电解电容是极性电容，正极必须接高电位，负极接低电位，反向连接会导致电容发热、爆炸；而陶瓷电容、薄膜电容为无极性电容，可双向连接。