旁路净化直流电源的作用和用途分析-苏州安嘉

电容器的作用和用途一般有很多。 如：其旁路、去耦、滤波、储能等作用； 它在完成振荡、同步和时间常数方面的作用......

我们来详细分析一下：

1、直流隔离：作用是阻止直流通过，允许交流通过。

2.旁路（去耦）：为交流电路中的某些并联元件提供低阻抗路径。

旁路电容：旁路电容又称去耦电容，是一种为某一设备提供能量的储能器件。 它利用电容器的频率阻抗特性（理想电容器的频率特性随着频率的升高而降低），就像一个池塘一样，可以使输出电压输出均匀，减少负载电压波动。 旁路电容应尽可能靠近负载设备的电源引脚和接地引脚。 这是阻抗要求。 绘制PCB时要特别注意。 只有靠近某个元件，才能抑制因​​过大而产生的电压或其他输入信号。 地电位升高和噪声，说白了就是将直流电源中的交流成分通过电容耦合到电源地，起到净化直流电源的作用。 如图所示，C1为旁路电容。 绘图时尽量靠近IC1。

图C1

去耦电容：去耦电容用于滤除输出信号的干扰。 去耦电容相当于电池。 用于充放电，使放大的信号不会受到电流突变的干扰。 其容量由信号的频率和纹波抑制程度决定。 去耦电容充当“电池”，满足驱动电路电流的变化，避免相互耦合干扰。

旁路电容实际上是去耦的，但旁路电容一般指高频旁路，是为高频开关噪声提供低阻抗漏电路径。 高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率通常为0.1F、0.01F等； 而去耦电容的容量一般较大，可能为10F或更大，具体取决于电路中的分布参数和驱动电流的变化。 以确保。如图C3为去耦电容

图C3

它们的区别：旁路以输入信号中的干扰作为过滤对象，而去耦则以输出信号中的干扰作为过滤对象，防止干扰信号返回电源。

3、耦合：作为两个电路之间的连接，让交流信号通过并传输到下一级电路。

使用电容作为耦合元件的目的是将前级的信号传输到下一级，并隔离前级直流电对后级的影响，使电路调试简单、性能稳定。

如果不加电容，交流信号放大不会改变，但各级工作点需要重新设计。 由于前、后级的影响，工作点的调试难度很大，多层次上几乎不可能实现。

4、滤波：这对于电路来说非常重要。 CPU后面的电容基本都有这个功能。

即频率f越大，电容器的阻抗Z越小。 当频率较低时，电容C的阻抗Z较大，有用信号可以顺利通过； 当频率较高时，电容C的阻抗Z已经很小，相当于将高频噪声短路到GND。

滤波效果：理想的电容器，电容越大，阻抗越小，通过频率越高。 电解电容一般超过1uF，电感成分很大，所以频率高时阻抗会增大。 我们经常看到一个大电容的电解电容与一个小电容并联。 事实上，大电容通过低频，小电容通过高频，这样就可以充分滤除高频和低频。 电容器的频率越高，衰减越大。 电容器就像一个池塘。 几滴水不足以引起大的变化。 也就是说，当电压波动不大时，可以对电压进行缓冲，如图C2所示。

图C2

5、温度补偿：补偿其他元件对温度适应性不足的影响，提高电路的稳定性。

分析：由于定时电容的容量决定了水平振荡器的振荡频率，因此要求定时电容的容量非常稳定，不随环境湿度的变化而变化，这样才能保证水平振荡器的振荡频率。稳定的。 因此，采用正、负温度系数的电容释放连接来进行温度补偿。

当工作温度升高时，Cl的容量增加，而C2的容量减少。 并联的两个电容器的总容量为两个电容器的容量之和。 由于一个容量在增加，另一个容量在减少，所以总容量基本保持不变。

同样，当温度降低时，一个电容器的容量减小，而另一个电容器的容量增大。 总容量基本不变，稳定振荡频率，实现温度补偿。

6、时序：电容和电阻一起使用来确定电路的时间常数。

当输入信号由低到高跳变时，经过缓冲1后输入到RC电路。电容充电的特性意味着B点信号不会随着输入信号立即跳变，而是有一个逐渐变大的过程。 当它变得足够大时，缓冲器 2 翻转并在输出处获得延迟的低到高转换。

时间常数：以常见的RC串联组成积分电路为例，当输入信号电压加到输入端时，电容上的电压逐渐上升。充电电流随着电压的上升而减小。 电阻R和电容C串联连接至输入信号VI，电容C输出信号V0。 当RC(τ)的值与输入方波宽度tW满足：τ》》tW时，这种电路称为积分电路

7、调谐：频率相关电路的系统调谐，如手机、收音机、电视等。

变容二极管调谐电路

由于 LC 调谐振荡器电路的谐振频率是 LC 的函数，因此我们发现振荡器电路的最大谐振频率与最小谐振频率之比随电容比的平方根而变化。 这里的电容比是指反向偏压最小时的电容与反向偏压最大时的电容之比。 因此，电路的调谐特性曲线（偏置电压-谐振频率）基本上是一条抛物线。

8、整流：按预定时间接通或关断半封闭导体开关元件。

9、能量储存：储存电能并在需要时释放。

例如相机闪光灯、取暖设备等（现在有些电容的储能水平已经接近锂电池，一个电容存储的能量可以供一部手机使用一天。

储能功能：一般电解电容都具有储能功能。 对于具有特殊储能功能的电容器，其储能机理为双层电容器和法拉第电容器。 其主要形式是超级电容器储能。 超级电容器是一种利用双层原理的电容器。 当外部电压加到超级电容器上时，当电容器的两个极板导通时，与普通电容器一样，极板的正极存储正电荷，负极板存储负电荷。 在超级电容器两块极板上的电荷产生的电场作用下，电解液和电极的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内部电场。 该正电荷和负电荷排列在相反的位置，两个不同相之间的接触表面上的正电荷和负电荷之间的间隙非常短。 这种电荷分布层称为双电层，因此电容非常大。

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