電容器的基本定義電容器通常簡稱其為電容,用字母 C 表示。定義 1:電容器,顧名思義電容的定義,是‘裝 電的容器’,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。電容是電子設(shè)備 中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于隔直,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制電路等方面。定義 2:電容器,任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的 導(dǎo)體(包括導(dǎo)線)間都構(gòu)成一個(gè)電容器。電容器在電路中的作用: 在直流電路中, 電容器是相當(dāng)于斷路的。 電容器是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件, 也是最常用的電子元件之一。 這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。最簡單的電容器是由兩端的極板和中間的 絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差), 但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)電的。不過,這樣的情況 是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道, 任何物質(zhì)都是相對絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都 可以導(dǎo)電的電容的定義,我們稱這個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后, 就不是絕緣體了。不過在中學(xué)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(dāng)做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。 而電容器充放電的過程是有時(shí)間的,這個(gè)時(shí)候,在極板間形成變化的電場, 而這個(gè)電場也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上,電流是通過場的形式在電容器 間通過的。 在中學(xué)階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個(gè)性質(zhì)。電容的作用: 1)旁路 旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻 化,降低負(fù)載需求。 就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向 器件進(jìn)行放電。 為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源 管腳和地管腳。 這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。 地電位是地連接處在通過大電流毛刺時(shí)的電壓降。 2)去耦 去耦,又稱解耦。 從電路來說, 總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和 被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大, 驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電, 才 能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候, 電流比較大, 這樣驅(qū)動(dòng)的 電流就會(huì)吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳 上的電感,會(huì)產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪 聲,會(huì)影響前級的正常工作,這就是所謂的“耦合”。
去耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用,滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化,避 免相互間的耦合干擾。 將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去耦 合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條 低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般取 0.1μF、 0.01μF 等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是 10μF 或者更大,依據(jù) 電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的 干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信 號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。 3)濾波 從理論上(即假設(shè)電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻 率也越高。但實(shí)際上超過 1μF 的電容大多為電解電容,有很大的電感成份, 所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián) 了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻 低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容 (1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比 作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會(huì)突變,由此可知,信號頻率越高則衰 減越大,可很形象的說電容像個(gè)水塘,不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水 量的變化。
它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大, 從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程。 4)儲(chǔ)能 儲(chǔ)能型電容器通過整流器收集電荷,并將存儲(chǔ)的能量通過變換器引線傳 送至電源的輸出端。 電壓額定值為 40~450VDC、電容值在 220~150 000μF 之間的鋁電解電容器(如 EPCOS 公司的 B43504 或 B43505)是較為常用的。 根據(jù)不同的電源要求,器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式, 對于功 率級超過 10KW 的電源,通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。
文章由啟和科技編輯
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