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話說電容之一:電容的作用

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2011-4-6
作為無源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種:


1、應用於(yu) 電源電路,實現旁路、去藕、濾波和儲(chu) 能的作用,下麵分類詳述之:


1)旁路

旁路電容是為(wei) 本地器件提供能量的儲(chu) 能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,並向器件進行放電。為(wei) 盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。


2)去藕

去藕,又稱解藕。從(cong) 電路來說,總是可以區分為(wei) 驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅動的電流就會(hui) 吸收很大的電源電流,由於(yu) 電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(hui) 產(chan) 生反彈),這種電流相對於(yu) 正常情況來說實際上就是一種噪聲,會(hui) 影響前級的正常工作。這就是耦合。


去藕電容就是起到一個(ge) 電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合幹擾。

將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的,隻是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guan) 噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10uF或者更大,依據電路中分布參數,以及驅動電流的變化大小來確定。


旁路是把輸入信號中的幹擾作為(wei) 濾除對象,而去耦是把輸出信號的幹擾作為(wei) 濾除對象,防止幹擾信號返回電源。這應該是他們(men) 的本質區別。


3)濾波

從(cong) 理論上(即假設電容為(wei) 純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為(wei) 電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高後反而阻抗會(hui) 增大。有時會(hui) 看到有一個(ge) 電容量較大電解電容並聯了一個(ge) 小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過,電容越大高頻越容易通過。具體(ti) 用在濾波中,大電容(1000uF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。
曾有網友將濾波電容比作“水塘”。由於(yu) 電容的兩(liang) 端電壓不會(hui) 突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個(ge) 水塘,不會(hui) 因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化為(wei) 電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從(cong) 而緩衝(chong) 了電壓。濾波就是充電,放電的過程。


4)儲(chu) 能

儲(chu) 能型電容器通過整流器收集電荷,並將存儲(chu) 的能量通過變換器引線傳(chuan) 送至電源的輸出端。電壓額定值為(wei) 40~450VDC、電容值在220~150 000uF之間的鋁電解電容器(如EPCOS公司的 B43504或B43505)是較為(wei) 常用的。根據不同的電源要求,器件有時會(hui) 采用串聯、並聯或其組合的形式, 對於(yu) 功率級超過10KW的電源,通常采用體(ti) 積較大的罐形螺旋端子電容器。


2、應用於(yu) 信號電路,主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數的作用:


1)耦合

舉(ju) 個(ge) 例子來講,晶體(ti) 管放大器發射極有一個(ge) 自給偏壓電阻,它同時又使信號產(chan) 生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合,這個(ge) 電阻就是產(chan) 生了耦合的元件,如果在這個(ge) 電阻兩(liang) 端並聯一個(ge) 電容,由於(yu) 適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chan) 生的耦合效應,故稱此電容為(wei) 去耦電容。


2)振蕩/同步

包括RC、LC振蕩器及晶體(ti) 的負載電容都屬於(yu) 這一範疇。


3)時間常數

這就是常見的 R、C 串聯構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時,電容(C)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻(R)、電容(C)的特性通過下麵的公式描述:

   i = (V/R)e-(t/CR)

Tags:電容的作用,電容,作用  
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