电源滤波电路计算中后面的电容器有用吗

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有关电源滤波器大家给我讲讲各个电容和电感的作用和原理.不是说电容通交流截直流吗?那么在此交流电路中电容器不是相当于短路了吗?小弟初学,希望大家多多指教!
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这种电路一般用在开关电源的电路输入端,因为开关电源工作中会产生高频的干扰信号,会污染市电中的其它设备.图中的电容能够旁路电源中的高频干扰,共模电感能够隔离电源中的高频干扰.一般电容和电感取值不大,即不会对工频50HZ产生任何影响,因此,不存在你想象中的短路问题.
那为什么最右边的串联了两个电容,然后在中间接地,而它左边的两个就只用一个电容?
市电电路中,零线不能作保护地用,即零线与地线是二个概念。零线在发电机处接入大地,保护是在用电设备处将外壳接入大地;当然,事实上存在很多住户或工厂可能没有保护地可接的情况。不过,多数设备不接保护地也是没有问题。
再来看本例:我们常把零线作电源的参考地(注:也可以把火线当作参考地),C1 C2 是将电源线(火线)上的高频干扰信号旁路到参考地上;C3 C4 是将零线和火线上的高频干扰信号旁路到保护地上。
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摘要: 我们在数字电路电源滤波电路上可以看到各种各样的电容,100uF,10uF,100nF,10nF不同的容值,那么这些参数是如何确定的?
  数字电路要运行稳定可靠,一定要”干净“,并且能量补充一定要及时,也就是滤波去耦一定要好。什么是滤波去耦,简单的说就是在芯片不需要电流的时候存储能量,在你需要电流的时候我又能及时的补充能量。不要跟我说这个职责不是DCDC、LDO的吗,对,在低频的时候它们可以搞定,但高速的数字系统就不一样了。
  先来看看,电容的作用简单的说就是存储电荷。我们都知道在电源中要加电容滤波,在每个芯片的电源脚放置一个0.1uF的电容去耦。等等,怎么我看到要些板子芯片的电源脚旁边的电容是0.1uF的或者0.01uF的,有什么讲究吗。要搞懂这个道道就要了解电容的实际特性。理想的电容它只是一个电荷的存储器,即C。而实际制造出来的电容却不是那么简单,分析电源完整性的时候我们常用的电容模型如下图所示。
  图中ESR是电容的串联等效电阻,ESL是电容的串联等效电感,C才是真正的理想电容。ESR和ESL是由电容的制造工艺和材料决定的,没法消除。那这两个东西对电路有什么影响。ESR影响电源的纹波,ESL影响电容的滤波频率特性。
  我们知道电容的容抗Zc=1/ωC,电感的感抗Zl=ωL,( ω=2πf),实际电容的复阻抗为Z=ESR+jωL-1/jωC= ESR+j2πf L-1/j2πf C。可见当频率很低的时候是电容起作用,而频率高到一定的时候电感的作用就不可忽视了,再高的时候电感就起主导作用了。电容就失去滤波的作用了。所以记住,高频的时候电容就不是单纯的电容了。实际电容的滤波曲线如下图所示。
  上面说了电容的等效串联电感是电容的制造工艺和材料决定的,实际的贴片陶瓷电容的ESL从零点几nH到几个nH,封装越小ESL就越小。
  从上面电容的滤波曲线上我们还看出并不是平坦的,它像一个’V’,也就是说有选频特性,在时候我们希望它是越平越好(前级的板级滤波),而有时候希望它越越尖越好(滤波或陷波)。影响这个特性的是电容的品质因素Q, Q=1/ωCESR,ESR越大,Q就越小,曲线就越平坦,反之ESR越小,Q就越大,曲线就越尖。通常钽电容和铝电解有比较小的ESL,而ESR大,所以钽电容和铝电解具有很宽的有效频率范围,非常适合前级的板级滤波。也就是在DCDC或者LDO的输入级常常用较大容量的钽电容来滤波。而在靠近芯片的地方放一些10uF和0.1uF的电容来去耦,陶瓷电容有很低的ESR。
  说了那么多,那到底我们在靠近芯片的管脚处放置0.1uF还是0.01uF,下面列出来给大家参考。
  所以,以后不要见到什么都放0.1uF的电容,有些高速系统中这些0.1uF的电容根本就起不了作用。
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滤波电容用在电源整流电路中
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电容器在电路中都有哪些作用?
& & &电容器在电子电路中有着极其广泛的用途,伴随着它的用途和在电路中的作用,都有一个相应的名称,如用来作电源滤波的电容器称为&滤波电容&,用来传递信号的电容器称为&耦合电容&。下面介绍几个在电路最常使用的电容及其相应的名称。
& & 图1-5是一例晶体管收音机的电路图,在这里我们并不是要介绍这个收音机,而是通过一例收音机的原理图来介绍电容器。我们先从电源开始逐个介绍。
& (1)电源退耦电容
& 图1-5中的C40、C37及C31、C8的作用是为防止因电池即将耗尽时内阻增大而对电路形成的噪声和失真。
& & 当电池能量即将耗尽时,由于内阻增大,输出电流减小,使输出信号在应到达峰值时得不到足够的电流供给而产生削顶失真。又会因连续不断的电流供给不足而出现信号中断,当信号连续发生中断时,就会形成输出信号&扑、扑&的噪声。
& & 当加入退耦电容后,利用电容器的充放电原理,在信号幅度较小的阶段,电容进行充电;在信号幅度较大时,电池输出的电流加上电容的放电,补充电池输出电流的不足,使输出信号不会因电池输出电流不足而产生失真和噪声。
& (2)电源滤波电容
& 如果本电路采用市电经交流电源降压、桥式整流后作为工作电源,即用交流电源整流后的电源接到图1-5中电池的位置上。这时,C40、C37及C31、C8称为滤波电容,作用是利用电容器的充放电作用,将整流后的带有纹波的直流电源变为平滑的直流电源。
& & 电源滤波电容和退耦电容一般采用容量较大的电解电容。
& & 在滤波电路中,两只电容之间还加有一只电阻,如R28、R17及R3。它们的作用是提高滤波效果,在滤波电路中称为&兀形&滤波电路。
& & 在本电路中,检波二极管VD2的输出端还接有一组由C32、R15和C33组成的兀形滤波电路,这种电路又称为&信号滤波电路&。它的作用是将检波后的音频信号中混入的噪声和尖脉冲滤除掉,使音质变得纯正。
& & 信号滤波电容一般采用容量较小的电容,其容量应满足滤除某一频率以上的噪声和尖脉冲。容量取大了反而会因充放电时间太长而造成对信号的损失。
& & (3)耦合电容
& & 耦合电容的作用是将交流信号、音频信号、高频信号或脉冲信号传递到下级电路。
& & 在本电路中如C34、C35,它将经过检波、滤波后的音频信号传送到信号预放管VT4的基极。C38将预放后的信号传送到推动管VT5的基极,经VT5将信号放大后又通过推动变压器将信号传送到推挽功放管VT6、VT7。
& & 耦合电容的容量应根据通过电容的信号的频率范围来选取,容量太小了会造成对低频信号的损失。
& & (4)反馈电容
& & 反馈电容一般连接在电路的信号输出端与输入端之间。反馈有正反馈和负反馈,在放大电路中多用负反馈。它的作用:一是通过负反馈抑制某一信号频率,相对提升某一信号频率,达到改善输出信号质量的目的;二是通过负反馈稳压电路的工作点,保证电路正常工作。
& & 在本电路中,有几处具有负反馈功能的反馈电容。这些电容又按照其在电路中的不同作用,有自己的名称。
& & ①低音提升电容:电路中,功放推挽输出管VT6、VT7的集电极与基极间的电容C42、C43为负反馈电容,是通过电容衰减信号中的高频部分,相对地达到提升低音的目的。由于该电容是为了衰减高频,所以容量较小。
& & ②中和电容:中和电容是接在中频放大管VT2、VT3的输出端与输入端之间的负反馈电容,目的是消除中放自激。由于中放电路实际上是一个谐振电路,很容易产生自激,所以必须加入&中和电容&。
& & 在本电路中,C20、C27就是中和电容。
& & (5)谐振电容
& & 谐振电容一般与电感线圈相配合,使电路谐振在某一频率上,利用谐振电路的峰值特性,取得最大的电路增益。在本电路中有两处采用了谐振电容,一是调谐接收电路,二是中频放大电路。
& & 在调谐接收电路中,双联可变电容中的C2a和调谐线圈L2(中波)、L2(短波I)、L3(短波n)各组成一个波段的调谐回路。当调节可变电容的容量到某一值时,使电容C和电感L组成的谐振回路的谐振频率值与所接收电台的频率一致时,电路谐振,输出信号的最大值,这时收音机就能接收到某一电台的信号了。
& & 在中频放大电路中,C16与Tl、C19与T2,C22与T3、C26与T4各组成一组谐振电路。由于中频放大电路频率设计为固定的465kHz,当变频电路输出的465kHz中频信号进入中频放大电路后,中频电路谐振取得最大的信号电压。
& & 此外,在各调谐电感线圈中还并联了一只半可变的小容量电容,称为&微调电容&,如C3、C4、C6,振荡电路电感并联的Cll、C14等。其中C3、C4、C6与调谐电容C2a并联,用来调节(增大)C2a的容量。C11、C14与振荡电容C2b并联,用来调节(增大)C2b的容量。& & 在短波段,为了在不改变双联电容的条件下取得良好的波段复盖,在调谐回路和振荡回路中分别串入了相应的电容。这些电容是与双联电容串联的,用来降低双联的容量,提高电路的谐振和振荡频频率,取得高频段的频率复盖。其中与C2a串联的C5称为&展宽电容&,和C2b串联的C12、C15称为&垫整电容&。
& (6)旁路电容
& &旁路电容&是让信号通过电路的电容。图1-5中,与R8并联的C21、与R13并联的C28、与R22并联的C36都是旁路电路。这里的旁路指的是对与它并联的电阻而言。旁路电容的作用是让信号通过并尽量减少对信号的损耗。
& & 我们知道,上述电阻R8、R13与R22分别是放大管VT2、VT3与VT4的发射极电阻。这几只电阻是为3只放大管设置的负反馈电阻,是为稳定工作点而设的。对于发射极来说,这几只电阻的阻值是很大的,因此对电路的反馈量也是很大的,相应地对信号的损耗也大,这是我们所不希望的。加了电容后,有用的交流信号可以顺利通过,不受反馈的影响。而电路的稳定性是靠直流反馈来稳定的,这时也不会受到影响。这样既可稳定电路的工作点,也不会造成信号的损耗。
& (7)移相电容
& 有一种晶体管振荡电路称为&RC移相式振荡电路&,如图1-6所示。这种振荡电路利用RC移相作用,将晶体管电路的集电极输出信号通过移相180。后反馈到基极后,电路产生振荡。
& (8)定时电容
& 电容的充电需要一定的时间,将一只电阻串接在电容充电的回路中,控制着充电电流的大小。这时,电容的充电时间就和电容C的容量的大小以及充电电流的大小,或者说与充电电阻R的大小有关。利用这一原理可以组成各种定时控制电路。
& & (9)降压电容
& & 将交流电源通过一只电容后,可以使它的电压降低,将这一电压通过整流、滤波后就可以输出直流电压供工作电路使用。这种供电方式常用来代替降压变压器,它可以减化工作电路。图1-7 (a)中的Cl即为降压电容(从本质上讲,降压电容是一种向负载定量供电的电容)。
& & 除上述用途外,电容器在各种不同的电路中还有更多不同的用途,如:在积分电路中的&积分电容&,如图1-7 (c)所示;微分电电路中的&微分电容&,如图I-7 (b)所示。还有倍压升压电路中的&升压电容&,微电机控制电路中的电机&启动电容&等。
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如图为一个电源的滤波电路,加个106的带极性电容作用?
如图为一个电源的滤波电路,加个106的带极性电容作用?
带极性的一般为钽电容 或 电解 或固态电容,带极性的电容和无极性的(如瓷片电容),在特性上有何区别?
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个人觉得,之所以106的选有极性电容,是因为有极性的容量可以做的很大
在一般情况下,也用不着考虑特性什么的
楼上正解&&一般同样的封装 钽电容容量可以做比较大,但是耐压比陶瓷的要小
非极性的容量要小,对用于滤波,极性的容量大,多用予储能。个人见解
好像UF以上的无极性电容很难买到
保证电源供电的稳定。其中电解电容一般容值较大,容抗较小,滤去低频干扰,不过大容值的电解电容其在一定程度上呈感性,无法滤去高频干扰,所以搭配一个104的小电容,滤除高频干扰,达到好的滤波去耦效果& && && && && && && && &&&
六楼正解!
深海烟花 发表于
好像UF以上的无极性电容很难买到
看到 村田瓷片电容有 uf以上的
zkf0100007 发表于
个人觉得,之所以106的选有极性电容,是因为有极性的容量可以做的很大
在一般情况下,也用不着考虑特性什么 ...
电容1uf以上的 陶瓷电容,村田有
german010 发表于
电容1uf以上的 陶瓷电容,村田有
是有的,22uF的陶瓷我也用过
10UF的陶瓷电容 很常见的&&22uf的话 比较贵了
LDO加瓷片的106有可能自激,仔细看datasheet,有些LDO会特别声明输出可以接低ESR的电容。
学习了,同意6楼的说法
阿莫电子论坛, 原"中国电子开发网"

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