电容器的广泛应用
、电容器通常简称其为电容,用字母C表示。定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制电路等方面。定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体间都构成一个电容器。
第二、电容器的作用:
A.旁路
旁路电容器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,旁路电容器能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容器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。
B.去藕
a)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。如果负载电容器比较大, 驱动电路要把电容器充电、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,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”。
b)去藕电容器就是起到一个“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。
c)将旁路电容器和去藕电容器结合起来将更容易理解。旁路电容器实际也是去藕合的,只是旁路电容器一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容器一般比较小,根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容器的容量一般较大,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。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。
C.滤波
从理论上说,电容器越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容器大多为电解电容器,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器量较大电解电容器并联了一个小电容器,这时大电容器通低频,小电容器通高频。电容器的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容器越大低频越容易通过。具体用在滤波中,大电容器滤低频,小电容器滤高频。曾有网友形象地将滤波电容器比作“水塘”。由于电容器的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容器像个水塘,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。
D.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、电容器值在220~150 000μF 之间的铝电解电容器是较为常用的。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。
第三、电容器的分类
1、按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
2、按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
4、按制造材料的不同可以分为:瓷介电容器、涤纶电容器、电解电容器、钽电容器,还有先进的聚丙烯电容器等等
5、高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
6、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
7、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
8、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
9、低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
10、小型电容器:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
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