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電容器在電路中的作用

文章出处:新聞中心 責任編輯:東莞市BG大游(中国)唯一官方网站電子科技有限公司 發表時間:2016-06-22
  
 在直流电路中,电容器是相当于断路的。 电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是常用的电子元件之一。
  這得從電容器的結構上說起。簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(包括空氣)[1]構成的。通電後,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質,所以整個電容器是不導電的。不過,這樣的情況是在沒有過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,物質都是相對絕緣的,當物質兩端的電壓加大到程度後,物質是都可以導電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿後,就不是絕緣體了。不過在中學階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因爲電流的方向是隨時間成的函數關系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的,這個時候,在極板間形成變化的電場,而這個電場也是隨時間變化的函數。實際上,電流是通過場的形式在電容器間通過的。
  在中學階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個性質。
  電容的作用:
  1)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。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
  2)去耦
  去耦,又称解耦。 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(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,这就是所谓的“耦合”。
  去耦電容就是起到一個“電池”的作用,滿驅動電路電流的變化,避相互間的耦合幹擾。
  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耦合的,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。菪痴衿德室话闳0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF 或者大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来定。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,防干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
  3)濾波
  从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越。ü钠德室苍礁。但实际上过1μF 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。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“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。
  4)儲能
  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、电容值在220~150 000μF 之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)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,对于功率过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

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