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  • 电源两端并联一个电容的作用

    万次阅读 2015-06-30 14:31:53
     一般的都是起滤波的作用,消除干扰,总得来说,电容的作用都是利用了电容两端的电压不能突变的性质,通交流隔直流。    电路中关键部位要配置适当的高频退耦电容,如在电源的输入端应接一个10μF~100 μF

    http://blog.sina.com.cn/s/blog_62dc34180100fko7.html

     

    平缓电压突变,滤除高频噪声,电源断电后维持一段反应时间。

     

       一般的都是起滤波的作用,消除干扰,总得来说,电容的作用都是利用了电容两端的电压不能突变的性质,通交流隔直流。

     

        电路中关键部位要配置适当的高频退耦电容,如在电源的输入端应接一个10μF~100 μF的电解电容,在集成电路的电源引脚附近都应接一个0.01 pF左右的瓷片电容。有些电路还要配置适当的高频或低频扼流圈,以减小高低频电路之间的影响。
    一、电容的分类和作用
    电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同。
    按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
    按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
    按极性分为:有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。
    电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
    二、电容的单位
    电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(纳法),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。
    他们之间的具体换算如下:
    1F=1000000μF
    1μF=1000nF=1000000pF
    三、电容的耐压 单位:V(伏特)
    每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
    四、电容的种类
    电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。
    五、特点
    无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感,高频特性好,体积较小不适合做大容量,价格比较高,耐热性能较差。
    电解电容 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠,转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。 容量大。 高频特性不好。

    电解电容其作用是:
    隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
    旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
    耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
    滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
    储能:储存电能,用于必须要的时候释放。
    1uF/100V,0.1uF/100V,0.01uF/100V,0.0033uF/100V。以上为无感CCB电容。作用如下:
    隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
    旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
    耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
    滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
    作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种:

    1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用,下面分类详述之:


    1)旁路

    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一样,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。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。


    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。这就是耦合。


    去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。

    将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10uF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。


    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1uF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(1000uF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。
    曾有网友将滤波电容比作“水塘”。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 000uF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。


    2、应用于信号电路,主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用:


    1)耦合

    举个例子来讲,晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻,它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合,这个电阻就是产生了耦合的元件,如果在这个电阻两端并联一个电容,由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗,这样就减小了电阻产生的耦合效应,故称此电容为去耦电容。


    2)振荡/同步

    包括RC、LC振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。


    3)时间常数

    这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性通过下面的公式描述:

        i = (V/R)e-(t/CR)

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  • 它们的作用大着呢。 一般的开关电源交流电源输入分为3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和零线抑制之间并联电容,一般称之为X电容。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y...

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    一个正规电脑电源厂家生产的电源必定有整流桥、主控模块、主电容、变压器、各种MOS管等,其中EMI模块中包含着X电容和Y电容,为什么电源上会有安规X和Y电容呢?它们的作用大着呢。
    一般的开关电源交流电源输入分为3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。
    EMI设计是电路中非常重要的一部分,而X电容与Y电容是重要的元器件。一般的正规电源都有一EMI和二级EMI。电源的EMI电路是利用电感性元件和电容性元件的一些特性来滤除在电力或者电子工程中有害的电磁干扰。再说简单点,它就是起到了过滤杂质的作用,就像过滤器一样。有了这两级EMI滤波电路,就以很好地滤除来自电网的高频杂波和同相干扰电流,同时也把电源中产生的电磁辐射削弱到很低的限度,使外泄的电磁辐射不会对人体或另外一些设备造成影响。
    X电容是安规电容的一种,电容器分为X电容及Y电容,火线零线间的是X电容。X电容用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,对差模干扰起滤波作用。Y电容用来消掉共模干扰。也是分别跨接在电力线两线和地之间(L-E,N-E)的电容,一般是成对出现。基于漏电流的限流,Y电容值不能太大。X电容Y电容都是有保障的电容,区别是X电容接在输入线两端用来消掉差模干扰,Y电容接在输入线和地线之间,用来消掉共模干扰。
    曾经有人做过实验,将电源上的X电源取下来再进行测试,发现取下X电容,主要影响电源的MEI电路,特别是+5V和+3.3V的纹波影响非常大,+5V和+3.3V由于X电容的缺失,纹波突破了标准上限,容易硬盘、内存、键盘鼠标这一类的硬件造成损失,很多山寨小厂家为了节省成本往往会在这些地方偷工减料,一开始可能不会有什么异常,但时间长了将会对电脑造成毁灭性打击。

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  • 首先我们来说并联作用是为高频信号提供通路,减小电源内阻,去除电源和地线在敷...旁路:电路电流很多时候有脉动,例如数字电路同步频率,会造成电源电压脉动,这是一种交流噪声,小容量无极电容可以把这...

     

    首先我们来说并联:

    •  作用是为高频信号提供通路,减小电源内阻,去除电源和地线在敷铜板上“走长线”的影响,防止公用电源的各部分电路之间的“有害交连”等等。常见作用如下:

     

    • 储能:电路的耗电有时候大,有时候小,当耗电突然增大的时候如果没有电容,电源电压会被拉低,产生噪声,振铃,严重会导致CPU重启,这时候大容量的电容可以暂时把储存的电能释放出来,稳定电源电压,就像河流和水库的关系。

     

    • 旁路:电路电流很多时候有脉动,例如数字电路的同步频率,会造成电源电压的脉动,这是一种交流噪声,小容量的无极电容可以把这种噪声旁路到地(电容可以通交流,阻直流,小容量电容通频带比大电容高得多),也是为了提高稳定性。

     

    如图所示:

     

    其主要功能还是为了稳定电源电压。

     

     

     

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  • 电容的作用:  滤波作用,在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中,为了防止...
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    电容的作用

    1.滤波

    利用电容对直流电表现出的阻抗极大,相当于不通。对交流电,频率越高阻抗越小的特点,把混杂在直流电里的交流成分过滤出来,所以叫“滤波”

    以1uF为分界(超过1uF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),大电容通低频,小电容通高频
    ,常将一个电容量较大电解电容并联了一个小电容

    电路实例:

    这里写图片描述

    这里写图片描述

    2.旁路电容和去耦电容

    2.1说明

    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

    旁路电容把输入信号的高频噪声作为滤除对象

    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

    在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压
    。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法

    2.2选择

    旁路电容:
    容量一般为0.001~0.1uf的电容,陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路

    耦合电容:
    容量为uF级的电容,像电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去

    电路实例:
    这里写图片描述

    3.其他电容作用

    例1:
    这里写图片描述

    片机的复位电路在刚接通电时,刚开始电容是没有电的,
    电容内的电阻很低,通电后,3.3V的电通过电阻给电解电容进行充电,
    电容两端的电会由0V慢慢上升
    复位脚的电由低电位升到高电位,引起了内部电路的复位工作
    [初始化复位]
    当按下复位键时,电容两端放电,电容又回到0V了,
    于是又进行了一次复位工作

    例2:

    这里写图片描述
    不能使引脚悬空所以连接个电容再接地
    滤除谐波(交流电信号),
    所以通过电容后接地,
    可有效防止谐波干扰。

    4.附-滤波电路中电感的作用

    电感在电路最常见的作用就是与电容一起,组成LC滤波电路
    LC π型滤波。一般用屏蔽贴片功率电感,比如:封装4D28,4D16,3D18.一般10UH,22UH,47UH,68UH,100UH,220UH,330UH,470UH.当然,最主要还是要看你实际电路上的要求
    这里写图片描述

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空空如也

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交流电并联电容的作用