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电容器在电子电路中的作用


      电容器应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。

1)旁路

      旁路电容:将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容,称做“旁路电容”。旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地 管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。旁路的作用是产生一个交流分路,旁路电容一般指高频旁路,高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般取0.1μF、 0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF 或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。

2)去藕

      去藕,又称解藕。从电路来说, 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大, 驱动电路要把电容充电、放电, 才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候, 电流比较大, 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。去耦:一方面是集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。

     去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。去耦和旁路都可以看作滤波,滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于同一个电路来说,旁路电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

     旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

3)滤波

     从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电 容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。滤波电容,多用于各类滤波器中,以去除一定频段内的信号。

     由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。

4)储能

    储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150 000μF 之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式, 对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

 

      

 


2020-12-05 11:30


电容器在电子电路中的作用

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