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[分享] 电源中输入输出电容的作用和选择

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-3-20 10:45 | 显示全部楼层 |阅读模式

电容是由两块导电的平行板所构成,以电场形式储存能量的无源器件,在需要时,会把储存的能量释放出电路。电容又分为旁路电容、去耦电容、滤波电容等几种,经常使用在电源电路之中。

当电容在电路中起到的作用是给交流信号提供低阻抗,称为旁路电容。当电容在电路中起到的作用是增加电源和地的交流耦合及减少交流信号对电源的影响,称为去耦电容。当电容是应用于滤波电路中时,称为滤波电容。对于直流电来说,电容也可以作为电路储能,利用冲放电起到电池的作用。

旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过,是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除。

去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使电路稳定工作。在电源和地之间连接着去耦电容,主要作用是集成电路的蓄能电容,滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路,防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

滤波电容使用在电源整流电路中,是用来滤除交流成分使直流输出更平滑。大电容由于使用多层卷绕的方式制作,其容量大、体积大,电感对高频信号阻抗很大,所以其高频性能不好。而小电容因为容量小、体积小、对低频信号阻抗大。对于经验丰富的人,会采用大中小三种电容来针对不同的滤波,并联大电容为滤频率慢的波,并联小电容为滤频率快的波。

在电源和地之间接电容是为了起到储能和滤波的作用。在应用当中如果没有接电容,当耗电增大时会导致电源电压降低、开始产生噪音、振铃等现象。如果有电容的存在,它会把储存的电能释放出来稳定电路。在电路中的电流很多时候有脉动的,如在数字电路当中同步频率,会造成电源电源脉动,产生噪音。为了提高其稳定性,如果存在电容可以使这些噪音旁路到地。

输入输出电容的选择主要根据电容的额定耐压值、容量值、使用寿命三个方面来选择。从电容的额定耐压值去选择,如在AC-DC的整流滤波中的电容耐压值选择,通过公式计算出整流后的理论直流电压值,一般选择耐压值在1.1-1.3倍理论计算电压值的电容。在DC-DC的应用中,外接输入电容的耐压值一般会选用1.3-1.4倍耐压。

从输入电容的容值选择,根据滤波电容C的选择,根据公式认为滤波电容C越大越好。从理论上讲,增大电路中的滤波电容C容量可以使输出电压波形变得更为平滑、起伏更小,但是在电路接通的瞬间,电路中所产生的冲击电流因素不能被忽略。

外接输出电容的选择一般考虑电源的输出纹波噪音和容性负载,很多人认为外接输出滤波电容越大,减少纹波噪音的干扰效果越好,对系统供电更加稳定。其实是不对的,输出滤波电容的选择不单单是只考虑纹波噪声因数,还需要考虑电源的启动能力和承受输入冲击电流的能力。

来源:EEWorld 电源技术板块,转载请附上链接

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宇宙尘埃

发表于 2019-3-20 12:25 | 显示全部楼层
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