應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去耦、濾波和儲(chǔ)能作用的電容

隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如電容。電容(Capacitance)亦稱作“電容量”，是指在給定電位差下自由電荷的儲(chǔ)藏量，記為C，國際單位是法拉(F)。

一般來說，電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上，造成電荷的累積儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的電荷量則稱為電容。電容是指容納電荷的能力。任何靜電場(chǎng)都是由許多個(gè)電容組成，有靜電場(chǎng)就有電容，電容是用靜電場(chǎng)描述的。一般認(rèn)為：孤立導(dǎo)體與無窮遠(yuǎn)處構(gòu)成電容，導(dǎo)體接地等效于接到無窮遠(yuǎn)處，并與大地連接成整體。

應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去耦、濾波和儲(chǔ)能的作用。下面分類詳述之：

1)旁路

旁路電容器是為本地設(shè)備提供能量的能量存儲(chǔ)設(shè)備。 它可以使調(diào)節(jié)器的輸出均勻化，并減少負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容器可以充電和放電至設(shè)備。為了使阻抗最小，旁路電容器應(yīng)盡可能靠近負(fù)載設(shè)備的電源引腳和接地引腳。這樣可以很好地防止由于輸入值太大而引起的地電位上升和噪聲。接地反彈是指大電流干擾通過時(shí)接地連接處的電壓降。

2)去耦

去耦，也稱為去耦。從電路的角度來看，它總是可以分為驅(qū)動(dòng)源和被驅(qū)動(dòng)負(fù)載。如果負(fù)載電容相對(duì)較大，則驅(qū)動(dòng)電路必須對(duì)電容進(jìn)行充電和放電以完成信號(hào)跳躍。當(dāng)上升沿相對(duì)陡峭時(shí)，電流相對(duì)較大，因此驅(qū)動(dòng)電流將吸收較大的電源電流。電感和電阻(尤其是芯片引腳上的電感會(huì)反彈)。與正常情況相比，該電流實(shí)際上是一種噪聲，會(huì)影響上一級(jí)的正常運(yùn)行。這就是所謂的“耦合”。去耦電容器充當(dāng)“電池”，以滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化并避免相互耦合的干擾。結(jié)合使用旁路電容器和去耦電容器將使其更易于理解。

旁路電容器實(shí)際上是去耦的，但是旁路電容器通常是指高頻旁路，也就是說，是為了改善針對(duì)高頻開關(guān)噪聲的低阻抗泄漏防止方法。高頻旁路電容器通常很小，根據(jù)諧振頻率通常為0.1μF，0.01μF等。而去耦電容器的容量通常更大，可能會(huì)達(dá)到10μF或更大，這取決于電路中的分布參數(shù)和確定的驅(qū)動(dòng)電流。旁路將輸入信號(hào)中的干擾作為濾波對(duì)象，而去耦將輸出信號(hào)中的干擾作為濾波對(duì)象，以防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是它們的本質(zhì)區(qū)別。

3)濾波

從理論上講(假設(shè)電容器是純電容器)，電容器越大，阻抗越小，通過頻率越高。但是實(shí)際上，大多數(shù)1μF以上的電容器都是電解電容器，其電感成分很大，因此，當(dāng)頻率較高時(shí)，阻抗會(huì)增加。有時(shí)您會(huì)看到一個(gè)大電解電容與一個(gè)并聯(lián)的小電容。此時(shí)，大電容器連接到低頻，小電容器連接到高頻。電容器的功能是通過高阻抗和低阻抗，并通過高頻阻止低頻。電容越大，越容易通過低頻，而電容越小，越容易通過高頻。專門用于濾波的大電容(1000μF)可以過濾低頻，而小電容(20pF)可以過濾高頻。

一些網(wǎng)友生動(dòng)地將濾波電容器與“池塘”進(jìn)行了比較。由于電容器兩端的電壓不會(huì)突然變化，因此可以看出信號(hào)頻率越高，衰減越大?？梢哉f，電容器就像一個(gè)池塘，不會(huì)因添加或蒸發(fā)幾滴水而改變水量。它將電壓的變化轉(zhuǎn)換為電流的變化。頻率越高，峰值電流越大，從而緩沖電壓。過濾是充電和放電的過程。

4)儲(chǔ)能

儲(chǔ)能電容器通過整流器收集電荷，并通過轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)線將存儲(chǔ)的能量傳輸?shù)诫娫吹妮敵龆俗印ｄX電解電容器的額定電壓為40至450 VDC，電容為220至150,000 μF。 根據(jù)不同的電源要求，設(shè)備有時(shí)會(huì)使用串聯(lián)，并聯(lián)或它們的組合。 對(duì)于功率級(jí)別大于10KW的電源，通常使用較大的罐形螺旋端子電容器。

在研究設(shè)計(jì)過程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。