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  • 电容滤波原理

    千次阅读 2013-02-18 17:16:53
    电容滤波原理 2009-06-09 12:46 提问者: moxiongluan |浏览次数:1099次我想请问一下电容滤波原理是什么?有的人说是他的阻抗小,近似于短路,信号衰减了,这个要如何理解呢?我想请问的是他衰减的是电压还是...
    电容滤波的原理 
    2009-06-09 12:46 提问者: moxiongluan |浏览次数:1099次
    我想请问一下电容滤波的原理是什么?有的人说是他的阻抗小,近似于短路,信号衰减了,这个要如何理解呢?我想请问的是他衰减的是电压还是电流?
    电容能隔直通交又能滤交流,这是不是有点矛盾,这个问题困扰了我很多年,希望能得到专家的解释
     
    回答:
    电容的工作原理∶储存电荷
    理解这个,其他都能掌握了
    比如滤波,当整流输出的脉动的直流电压加在电容上,电压高时,对电容充电,电压低时,电容放电,使输出电压平稳,
    “电容能隔直通交又能滤交流”,并不矛盾,只是你理解错了,这个是指电容工作的任务不同,
    “隔直通交”电容是串联在电路中,让交流通过,如放大器前后级间的耦合电容
    “滤交流”电容是并联在电路中,如整流电路中,是接在正负极上
     
    并联电容如何达到滤波的作用?
    回答:
    通过电容的并联,组成特定相位的容抗。使得回路中,同接地电容相位相同的高次谐波滤去,从而提高电能质量。
    
    
     
     

    电容接地的作用是滤波吗?那它的大小一般为多少?

    回答:

    看你的电容另一端接的那里?如果接的是输入输出部分就是滤波。如果接的是电源就是抗干扰的,滤波大些1000+UF,抗干扰的小0.01-0.1UF
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  • 电容电感滤波原理图解

    万次阅读 多人点赞 2018-11-03 11:40:12
    滤波电路主要有下列几种:电容滤波电路,这是最 基本的滤波电路;π 型 RC 滤波电路;π 型 LC 滤波电 路;电子滤波器电路。  单向脉动性直流电压的特点  如图 1(a)所示。是单向脉动性直流电压波形,从 图中...

    滤波电路主要有下列几种:电容滤波电路,这是最 基本的滤波电路;π 型 RC 滤波电路;π 型 LC 滤波电 路;电子滤波器电路。  

    1. 单向脉动性直流电压的特点 

    如图 1(a)所示。是单向脉动性直流电压波形,从 图中可以看出,电压的方向性无论在何时都是一致的, 但在电压幅度上是波动的,就是在时间轴上,电压呈现 出周期性的变化,所以是脉动性的。  

    但根据波形分解原理可知,这一电压可以分解一 个直流电压和一组频率不同的交流电压,如图 1(b)所 示。在图 1(b)中,虚线部分是单向脉动性直流电压 U。 中的直流成分,实线部分是 UO 中的交流成分。

     

     

     

    1. 电容滤波原理 

    根据以上的分析,由于单向脉动性直流电压可分 解成交流和直流两部分。在电源电路的滤波电路中,利 用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性,或者利用 电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。 图 2 所示是电容滤波原理图。  

    图 2(a)为整流电路的输出电路。交流电压经整流 电路之后输出的是单向脉动性直流电,即电路中的 UO。  

    图 2(b)为电容滤波电路。由于电容 C1 对直流电 相当于开路,这样整流电路输出的直流电压不能通过C1 到地,只有加 到负载 RL 图为 RL 上。对于整流电路 输出的交流成分, 因 C1 容量较大, 容抗较小,交流成 分通过 C1 流到地 端,而不能加到负 载 RL。这样,通过 电容 C1 的滤波, 从单向脉动性直 流电中取出了所 需要的直流电压 +U。

    滤波电容 C1 的容量越大,对交流成分的容抗越 小,使残留在负载 RL 上的交流成分越小,滤波效果就越好。  

    3. 电感滤波原理 

    图 3 所示是电感滤波原理图。由于电感 L1 对直流 电相当于通路,这样整流电路输出的直流电压直接加 到负载 RL 上。

    对于整流电路输出的交流成分,因 L1 电感量较大,感抗较大,对交流成分产生很大的阻碍作用,阻止 了交流电通过 C1 流到加到负载 RL。这样,通过电感 L1 的滤波,从单向脉动性直流电中取出了所需要的直 流电压 +U。  

    滤波电感 L1 的电感量越大,对交流成分的感抗越 大,使残留在负载 RL 上的交流成分越小,滤波效果就 越好,但直流电阻也会增大。 

     

     

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  • 电容滤波

    2016-12-04 11:48:44
    硬件设计 电容 滤波
    一直有个疑惑:电容感抗是1/jwC,大电容C大,高频时 w也大,阻抗应该很小,不是更适合滤除高频信号?
    然而事实却是:大电容滤除低频信号。 
    今天找到解答如下:
    般的10PF左右的电容用来滤除高频的干扰信号,0.1UF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还
    可以起到稳压的作用
    滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波
    频率,可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件,根据具体的需要
    选择。至于个数就不一定了,看你的具体需要了,多加一两个也挺好的,暂时没用的可以
    先不贴,根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话,加两个
    电容就可以了,一个虑除纹波,一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流,建议
    再加一个比较大的钽电容。

    其实滤波应该也包含两个方面,也就是各位所说的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。
    原理我就不说了,实用点的,一般数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1
    到10个uF,去除高频噪声好些,大概按C=1/f  。旁路一般就比较的小了,一般根据谐振
    频率
    一般为0.1或0.01uF
    说到电容,各种各样的叫法就会让人头晕目眩,旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,其
    实无论如何称呼,它的原理都是一样的,即利用对交流信号呈现低阻抗的特性,这一点可
    以通过电容的等效阻抗公式看出来:Xcap=1/2лfC,工作频率越高,电容值越大则电容的
    阻抗越小.。在电路中,如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路,就称为旁
    路电容;如果主要是为了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以
    称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又可以称为滤波电容;除此以外,对于直流电
    压,电容器还可作为电路储能,利用冲放电起到电池的作用。而实际情况中,往往电容的
    作用是多方面的,我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。本文里,我们统一把这些应
    用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容.

    电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好。
    但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)
    这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2
    在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性。
    因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。
    这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。
    至于到底用多大的电容,这是一个参考
                电容谐振频率
    电容值       DIP (MHz)      STM (MHz)
    1.0μF                2.5                     5
    0.1μF                 8                     16
    0.01μF              25                     50
    1000pF             80                    160
    100 pF              250                   500
    10 pF                800                1.6(GHz)
    不过仅仅是参考而已,用老工程师的话说——主要靠经验。
    更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。
    一般来讲,大电容滤除低频波,小电容滤除高频波。电容值和你要滤除频率的平方成反比。
    具体电容的选择可以用公式C=4Pi*Pi  /(R * f * f )
    电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难。
    1)理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应
    ,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于
    FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打
    折扣,所以需要一个较小的电容并联对地,可以想想为什么?
    原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常
    常这样理解:大电容虑低频,小电容虑高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,当然也
    可以想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要
    尽可能靠近地了.
    2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值
    ,我如何选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?
    电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电
    容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个,1)器件Data sheet,如22pf0402电容的
    SFR值在2G左右, 2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何量测?S21?
    知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作
    频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,
    LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.
    ===================================================================
     说的通俗一点,把电容当作一个正在漏水的怀子,把交流电的峰值到来时看作给怀子加水,
    在漏水量相等的情况下,那么加水次数的频率高就多用小点的怀子,这样就能保准水位是高的,相反,
    在加水次数低频下怀子小了,没等第二次来水时怀中的水位已经下降好多了,所以要用大的水怀来缓
    和因漏水造成的水位下降。
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  • 电容 电感 滤波原理

    千次阅读 2009-12-16 20:38:00
    整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,...无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)

    整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。

    常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来表示,此值越大,则滤波器的滤波效果越差。

      脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量

      半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67。对于全波和桥式整流电路采用C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1)。(T为整流输出的直流脉动电压的周期。)

    电阻滤波电路

    RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。如图1(B)RC滤波电路。若用S表示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S。

      由分析可知,电阻R的作用是将残余的纹波电压降落在电阻两端,最后由C2再旁路掉。在ω值一定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波效果就越好。而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,这样就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和重量,实现起来也不现实。这种电路一般用于负载电流比较小的场合.

    电感滤波电路

            根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。

     

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             (A)电容滤波                 (B)   C-R-C或RC-π型电阻滤波 脉动系数S=(1/ωC2R')S'

     

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                   (C)   L-C电感滤波                                   (D) π型滤波或叫C-L-C滤波

                                                    图1 无源滤波电路的基本形式

     
     
    并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来。经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波作用。若采用电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流增加,因此电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,因此,电感L也有平波作用。

    利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,因此能够得到较好的滤波效果而直流损失小。电感滤波缺点是体积大,成本高.

    桥式整流电感滤波电路如图2所示。电感滤波的波形图如图2所示。根据电感的特点,当输出电流发生变化时,L中将感应出一个反电势,使整流管的导电角增大,其方向将阻止电流发生变化。

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                                 图2电感滤波电路

            在桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3导电,电感中的电流将滞后u2不到90°。当u2超过90°后开始下降,电感上的反电势有助于D1、D3继续导电。当u2处于负半周时,D2、D4导电,变压器副边电压全部加到D1、D3两端,致使D1、D3反偏而截止,此时,电感中的电流将经由D2、D4提供。由于桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3;D2、D4的导电角θ都是180°,这一点与电容滤波电路不同。

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    图3电感滤波电路波形图

    已知桥式整流电路二极管的导通角是180°,整流输出电压是半个半个正弦波,其平均值约为 。电感滤波电路,二极管的导通角也是180°,当忽略电感器L的电阻时,负载上输出的电压平均值也是 。如果考虑滤波电感的直流电阻R,则电感滤波电路输出的电压平均值为

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    要注意电感滤波电路的电流必须要足够大,即RL不能太大,应满足wL>>RL,此时IO(AV)可用下式计算

                                    电容电感滤波原理 - dhl1983 - dhl1983博客

    由于电感的直流电阻小,交流阻抗很大,因此直流分量经过电感后的损失很小,但是对于交流分量,在wL和 上分压后,很大一部分交流分量降落在电感上,因而降低了输出电压中的脉动成分。电感L愈大,RL愈小,则滤波效果愈好,所以电感滤波适用于负载电流比较大且变化比较大的场合。采用电感滤波以后,延长了整流管的导电角,从而避免了过大的冲击电流。

    电容滤波原理详解

    1.空载时的情况

    当电路采用电容滤波,输出端空载,如图4(a)所示,设初始时电容电压uC为零。接入电源后,当u2在正半周时,通过D1、D3向电容器C充电;当在u2的负半周时,通过D2、D4向电容器C充电,充电时间常数为

    电容电感滤波原理 - dhl1983 - dhl1983博客

                  (a)电路图                                            (b)波形图

                                     图4 空载时桥式整流电容滤波电路

    式中 包括变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正向导通电阻。由于 一般很小,电容器很快就充到交流电压u2的最大值 ,如波形图2(b) 的时刻。此后,u2开始下降,由于电路输出端没接负载,电容器没有放电回路,所以电容电压值uC不变,此时,uC>u2,二极管两端承受反向电压,处于截止状态,电路的输出电压电容电感滤波原理 - dhl1983 - dhl1983博客,电路输出维持一个恒定值。实际上电路总要带一定的负载,有负载的情况如下。

    2.带载时的情况

    图5给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在 时刻,即达到u2 90°峰值时,u2开始以正弦规律下降,此时二极管是否关断,取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。

    先设达到90°后,二极管关断,那么只有滤波电容以指数规律向负载放电,从而维持一定的负载电流。但是90°后指数规律下降的速率快,而正弦波下降的速率小,所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受正向电压,二极管导通。随着u2的下降,正弦波的下降速率越来越快,uC 的下降速率越来越慢。所以在超过90°后的某一点,例如图5(b)中的t2时刻,二极管开始承受反向电压,二极管关断。此后只有电容器C向负载以指数规律放电的形式提供电流,直至下一个半周的正弦波来到,u2再次超过uC,如图5(b)中的t3时刻,二极管重又导电。

    以上过程电容器的放电时间常数为

    电容电感滤波原理 - dhl1983 - dhl1983博客

        电容滤波一般负载电流较小,可以满足td较大的条件,所以输出电压波形的放电段比较平缓,纹波较小,输出脉动系数S小,输出平均电压UO(AV)大,具有较好的滤波特性。

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                           (a)电路图                               (b)波形图

                                     图5带载时桥式整流滤波电路

            以上滤波电路都有一个共性,那就是需要很大的电容容量才能满足要求,这样一来大容量电容在加电瞬间很有很大的短路电流,这个电流对整流二极管,变压器冲击很大,所以现在一般的做法是在整流前加一的 功率型NTC热敏电阻来维持平衡,因NTC热敏电阻在常温下电阻很大,加电后随着温度升高,电阻阻值迅速减小,这个电路叫软起动电路。这种电路缺点是:断电后,在热时间常数内, NTC热敏电阻没有恢复到零功率电阻值,所以不宜频繁的开启。

             为什么整流后加上滤波电容在不带负载时电压为何升高?这是因为加上滤波测得的电压是含有脉动成分的峰值电压,加上负载后就是平均值,计算:峰值电压=1.414×理论输出电压

    有源滤波-电子电路滤波

    电阻滤波本身有很多矛盾,电感滤波成本又高,故一般线路常采用有源滤波电路,电路如图6。它是由C1、R、C2组成的π型RC滤波电路与有源器件晶体管T组成的射极输出器连接而成的电路。由图6可知,流过R的电流IR=IE/(1+β)=IRL/(1+β)。流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1+β).所以可以采用较大的R,与C2配合以获得较好的滤波效果,以使C2两端的电压的脉动成分减小,输出电压和C2两端的电压基本相等,因此输出电压的脉动成分也得到了削减。

      从RL负载电阻两端看,基极回路的滤波元件R、C2折合到射极回路,相当于R减小了(1+β)倍,而C2增大了(1+β)倍。这样所需的电容C2只是一般RCπ型滤波器所需电容的1/β,比如晶体管的直流放大系数β=50,如果用一般RCπ型滤波器所需电容容量为1000μF,如采用电子滤波器,那么电容只需要20μF就满足要求了。采用此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波效果,因此被广泛地用于一些小型电子设备的电源之中。

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  • 本文介绍了大小电容并联做电源滤波的原因。
  • 大小电容并联滤波

    千次阅读 2019-07-29 15:41:56
    详情请戳 https://blog.csdn.net/qq_36914987/article/details/80904859
  • 本文介绍了大小电容并联做电源滤波的原因。
  • 整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分...无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。有
  • 本文主要讲述了滤波电容为何大小电容并联
  • 大小电容滤波

    2019-03-05 13:23:36
    电容用于滤波电路,首先,我们得了解电容的自谐振频率以及它的实际等效模型。一个电容的实际模型是ESR(等效串联电阻)串联一个ESL(等效串联电感),再串联一个电容。下图是实际旁路电容的模型。 电容由于其自身...
  • 电容模型分析: ESR是电容的串联等效电阻,ESL是电容的串联等效电感,C是真正的理想电容。 容抗Zc=1/ωC、感抗Zl=ωL 实际电容的复阻抗为Z=ESR+jωL-1/jωC...电容就失去滤波的作用了。 电容的等效串联电感是电容...
  • 一、电容的滤波作用 ...二、电容滤波在何时会失效 整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波,往往有“大电容滤低频,小电容滤高频” 的说法。 以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例,进行等效模型如下...
  • 浅谈电源滤波用电解电容 滤波、反交连、高频补偿、直流回授
  • 电容 去耦电容 滤波电容 旁路电容

    千次阅读 2007-12-03 20:05:00
     (在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。) 2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供   一 个局部的直流电源给有源器件,以...
  • RC无源滤波原理分析

    2018-09-04 15:29:43
    常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。若滤波电路元件仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为无源滤波电路。
  • 电源滤波电路整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动...无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ...
  • 旁路电容的作用与应用原理详解 关键字:bypass电容(3)滤波电容(18)旁路电容(4)  在基本电路里面,我想讨论一下旁路电容。本文将讲述旁路电容的作用,讲述该在什么时候使用它们,以及你应该注意什么\以及旁路电容...
  • RC低通滤波原理(笔记)

    千次阅读 2020-07-22 16:19:53
    如图二所示,电阻R和电容C并联后接入输入信号,当RC数值与输入方波宽度tW之间满足:RC >> tW,这种电路就称为积分电路。积分电路的原理如图一。反之为微分电路。 t=t1 时, Vi由0->Vm,因为电容两端的电压...
  • 电容种类繁杂,但无论再怎么分类,其基本原理都是利用电容对交变信号呈低阻状态。交变电流的频率f越高,电容的阻抗就越低。旁路电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路;去耦电容的主要功能是提供一个局部的...
  • 谐振电容滤波电容

    千次阅读 2014-10-28 16:48:24
    1、对信号的旁路一般指高频和尖峰干扰旁路,因此电容一般都不大,一般...2、因此电容的选择要使信号通过(低通滤波),高频(旁路)滤除,因此频率越高用的电容容量越小。 3、不论用于整流还是旁路,其实原理都可以认
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  • 高频开关电源输出滤波电路中电解电容与金膜电容并联的特性分析研究
  • 滤波电容

    2016-07-25 09:42:00
    滤波电容:  安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件,通常把这种器件称其为滤波电容滤波电容具有电极性,亦称其为电解电容。电解电容的一端为正极,另一端为负极,正...
  • 去耦电容、旁路电容滤波电容(资料整合) 热1已有 894 次阅读 2009-10-29 09:03 标签: 电容 旁路 去耦 滤波 资料 定义  可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...

空空如也

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并联电容滤波原理