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电子电路学习笔记(9)——电容的作用

一、隔直流

电容器两端电压恒定后,电容器不能继续充电或放电。因此,电压恒定的直流不能通过电容器。这就是电容器隔离直流的作用。

二、滤波

它连接到直流电源的正负极之间,以过滤直流电源中不必要的交流成分,使直流电平稳。通常使用大容量电解电容器,其他类型的小容量电容器也可以同时连接到电路中,以过滤高频交流电。

在会产生峰值电压的附近(电源的输出端),应增加大电解电容和小瓷片电容作为储能滤波。瓷片电容一般选择104电容。

电解电容一般超过 1uF ,电感成分很大,所以频率高后阻抗会很大。 我们经常看到,有时我们会看到一个电容量大的电解电容器并联一个小电容器。事实上,大电容器通过低频和小电容器通过高频,从而充分过滤高频和低频。

电容器频率越高,衰减越大。电容器就像一个池塘。几滴水不足以引起很大的变化。换句话说,当电压波动不大时,电压可以缓冲,如图所示C2:

三、旁路

它利用了电容器的频率阻抗特性。理想电容器的频率特性随着频率的增加而降低,就像一个池塘,可以均匀输出输出电压,减少负载电压的波动。

旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这是阻抗要求。 在画PCB特别要注意的是,只有靠近某个组件时,才能抑制电压或其它输电信号过大引起的地电位升高和噪声。

说白了就是通过电容将直流电源中的交流重量耦合到电源地,净化直流电源。如图所示C1是旁路电容,画画时尽量靠近IC1。

高频旁路电容,高频旁路电容器一般较小 0.1uF0.01uF 等。

四、去耦

去耦电容器是将输出信号的干扰作为过滤对象,去耦电容器相当于电池,利用其充放电,使放大信号不受电流突变的干扰。 其容量取决于信号的频率和抑制波纹的程度。去耦电容起到电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互耦合干扰。 ,只有旁路电容器一般是指高频旁路,即提高高频开关噪声的低阻抗泄漏途径。如图所示C三是去耦电容。

去耦电容的容量一般较大,可能是 10F 或更大,根据电路中的分布参数和驱动电流的变化来确定。

五、耦合

用电容做耦合的元件,是为了将前级信号传递到后一级,并且隔断前一级的直流对后一级的影响,使电路调试简单,性能稳定。

如果不放大电容交流信号,就不会改变,但各级工作点需要重新设计。由于前后级的影响,调试工作点非常困难,几乎无法在多级实现。

六、温度补偿

由于定时电容的容量决定了振荡器的振荡频率,因此要求定时电容的容量非常稳定,不会随着环境湿度的变化而变化,从而稳定振荡器的振荡频率。

因此,采用正负温度系数的电容释联来补充温度。

当工作温度升高时,Cl容量在增加,而C2的容量在减小,两个电容并联后的总容量是两个电容之和,因为一个容量在增加,另一个容量在减少,所以总容量基本不变。

同样,当温度下降时,一个电容器的容量在下降,另一个电容器的容量在增加,总容量基本保持不变,稳定振荡频率,达到温度补偿的目的。

七、计时

电阻器一起使用,以确定电路的时间常数。 当输入信号从低到高跳转时,在缓冲1后输入RC电路。

电容充电的特性使得B点信号不会随着输入信号立即跳转,而是有一个逐渐扩大的过程。

当变大到一定程度时,缓冲2翻转,在输出端从低到高得到延迟。

八、时间常数

以常见的 RC 以输入信号电压加在输入端时,电容器上的电压逐渐升高。

随着电压的升高,电阻R和电容C串联连接到输入信号VI,由电容C输出信号V0,当RC (τ)输入方波的数值和宽度tW之间满足:τ》》tW,这种电路称为积分电路。

九、调谐

因为lc调谐振荡电路的谐振频率是lc在函数中,我们发现振荡电路的最大和最小谐振频率比随电容比的平方根而变化。

这里的电容比是指反偏电压最小时的电容与反偏电压最大时的电容比。

因此,电路的调谐特征曲线(偏压一谐振频率)基本上是抛物线。

十、整流

十一、储能

比如相机闪光灯、加热设备等。(现在有些电容器的储能水平接近锂电池的水平,一个电容器储存的电能可以供手机使用一天。 一般来说,电解电容具有储能功能。对于具有特殊储能功能的电容,电容储能机制为双层电容和法拉第电容。

其主要形式是超级电容储能,其中超级电容是采用双层原理的电容。

当外加电压加到超级电容器的两个极板上时,正电荷和负电荷储存在普通电容器上。

在超级电容器两极板上电荷产生的电场作用下,在电解质与电极之间的界面上形成相反的电荷,以平衡电解质的内电场。

这种正负电荷在两个不同相之间的接触面上以正负电荷之间的短间隙排列在相反的位置。这种电荷分布层称为双层,因此电容量非常大。


? 由 Leung 写于 2021 年 9 月 24 日

? 参考:硬件基础知识(9)-电容、尺寸和功能 看到这篇巧文,还有人敢说不懂电容吗?

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