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电容在电源中的作用

2017-07-20
类别:行业趋势
eye 570
文章创建人 拍明
      电容是电子电路中重要的元器件.在电路中起着重要的作用 (1)滤波: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人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。 (2)耦合:在低频信号的传递与放大过程中,为防止前后两级电路的静态工作点相互影响.常采用电容韧合。为了防止信号中低频分量损失过大,一般总采用容量较大的电解电容。 (3)旁路(去翱〕:为交流电路中某些井联的元件提供低阻抗通路。 (4)隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。 (5)温度补偿:针对其他元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿.改善电路的稳定性。 (6)计时电容器电阻器配合使用.确定电路的时间常数。 (7)调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐比如手机、收音机、电视机。

电容的种类很多,常见的有电解电容,独石电容,钽电容,聚丙烯电容,云母电容,瓷片电容,老式的还有纸介电容等等。不管是什么电容,它都是由两块极板组成的,在电路中的主要作用是滤波和耦合,它的最大特点是阻直流通交流。

在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡 器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的, 比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们 在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。

把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然 会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的 电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。

子电路中,只有在电容器充电过程中,才有电流流过,充电过程结束后,电容器是不能通过直流电的,在电路中起着隔直流的作用。电路中,电容器常被用作耦 合、旁路、滤波等,都是利用它通交流,隔直流的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢?我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变,它的大 小也在按规律变化。电容器接在交流电源上,电容器连续地充电、放电,电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。

电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压,电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V10V16V25V50V等。

下面是一些电容的作用列表:

耦合电容:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。

滤波电容:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

退耦电容,用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

高频消振电容:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。

谐振电容:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

旁路电容:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。

中和电容:用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器,电视机高频放大器中,采用这种中和电容电路,以消除自激。

定时电容:用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路,电容起控制时间常数大小的作用。

积分电容:用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电视场扫描的同步分离级电路中,采用这种积分电容电路,以从行场复合同步信号中取出场同步信号。

微分电容:用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。

补偿电容:用在补偿电路中的电容器称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路。

自举电容:用在自举电路中的电容器称为自举电容,常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

分频电容:在分频电路中的电容器称为分频电容,在音箱的扬声器分频电路中,使用分频电容电路,以使高频扬声器工作在高频段,中频扬声器工作在中频段,低频扬声器工作在低频段。


电解电容极性的判别

不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。

我们知道只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)

测量时,先假定某极为“ + ”极,让其与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),然后将电容器放电(既两根引线碰一下),两只表笔对调,重新进行测量。两次测量中,表针最后停留的位置靠左(阻值大)的那次,黑表笔接的就是电解电容的正极。

测量时最好选用 R*100 R*1K 挡。 用万用表判断电容器质量

用万用表判断电容器质量

视电解电容器容量大小,通常选用万用表的 R×10 R×100 R×1K 挡进行测试判断。红、黑表笔分别接电容器的负极(每次测试前,需将电容器放电),由表针的偏摆来判断电容器质量。若表针迅速向右摆起,然后慢慢向左退回原位,一般来说电容器是好的。如果表针摆起后不再回转,说明电容器已经击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位,则说明电容器已经漏电。如果表针摆不起来,说明电容器电解质已经干涸推失去容量。

有些漏电的电容器,用上述方法不易准确判断出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时,根据电解电容器正向充电时漏电电流小,反向充电时漏电电流大的特点,可采用 R×10K 挡,对电容器进行反向充电,观察表针停留处是否稳定(即反向漏电电流是否恒定),由此判断电容器质量,准确度较高。黑表笔接电容器的负极,红表笔接电容器的正极,表针迅速摆起,然后逐渐退至某处停留不动,则说明电容器是好的,凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电,不能继续使用了。表针一般停留并稳定在 50 - 200K 刻度范围内。

用于旁路电路中的电容叫做旁路电容,用于向本地器件提供能量,使稳压器输出均匀化,降低负载的需求,尽量减少阻抗,滤除输入信号的干扰。如下图所示。

电容在电路中的作用二- -去耦

用于去耦电路中的电容叫做去耦电容,多用于多级放大器的直流电压供给电路中,以消除每级放大器间的耦合干扰,滤除输出信号的干扰。如下图所示。

电容在电路中的作用三- -中和

用于中和电路中的电容叫做中和电容,多用于收音机中高频放大器、电视机高频放大器中,以消除自激振荡现象。

电容在电路中的作用四- -耦合

用于耦合电路中的电容叫做耦合电容,多用于低频信号的传递与放大过程,以防止前后两级电路的静态工作点相互影响,起到的是隔直流通交流的作用。如下图中的C1所示。

电容在电路中的作用五- -定时

用于定时电路中的电容叫做定时电容,用于控制时间常数的大小,从而实现对电容充放电时间的控制。

电容在电路中的作用六- -滤波

用于滤波电路中的电容叫做滤波电容,多用于各类滤波器中,以去除一定频段内的信号。

电容在电路中的作用七- -高频消振

用于高频消振电路中的电容叫做高频消振电容,多用于音频负反馈放大器中,以消除放大器可能出现的高频啸叫现象。

电容在电路中的作用八- -补偿

用于补偿电路中的电容叫做补偿电容,多用于卡座的高低音补偿电路中,以提升放音信号中的高低频信号。

电容在电路中的作用.jpg

电容在电路中的作用九- -积分

用于积分电路中的电容叫做积分电容,多用于电势场扫描的同步分离电路中,以从场复合同步信号中分离出场同步信号。

电容在电路中的作用十- -微分

用于微分电路中的电容叫做微分电容,多用于触发器电路中,以从各类信号中得到尖顶触发信号。

电容在电路中的作用十一- -自举

用于自举电路中的电容叫做自举电容,多用于OTL功率放大器的输出级电路中,以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

电容在电路中的作用十二- -分频

用于分频电路中的电容叫做分频电容,多用于音响的扬声器分频电路中,以使得各频段扬声器工作在各自相应频段。

不要轻视小小电容哦。他的作用很大,你看有没有用过他的电子产品不。。什么地方都有如果用得不好,死得难看的,所以首先介绍电容的作用

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、滤波和储能方面电容的作用,下面分类详述之:

1)滤波

滤波是电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。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。

2)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。

3)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0.1u0.01u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。

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40450VDC、电容值在220150 000uF之间的铝电解电容器(EPCOS公司的 B43504B43505)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RCLC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 RC 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)


责任编辑:Davia

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