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电容最基本的几大作用,你都了解吗?难得的总结!

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作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种:

<strong>1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之:</strong>

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。

2)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,这就是所谓的“耦合”。

【视频】电场中的导体、电容、电场屏蔽(课时3)

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电磁干扰问题是电力电子功率变换器的关键技术之一,它与电磁技术密切相关,其本质是电磁场问题,与磁性元件关系密切,从电磁场观点可以更深入更本质地理解电磁干扰问题。本章将介绍电场基本概念,电磁干扰基本概念,传导电磁干扰模型,滤波器感性元件,以及与电磁干扰相关的磁技术基础。

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高频电路设计中,如何应对“不理想”的电容与电感?

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<strong>正确理解AC耦合电容</strong>

在高频电路设计中,经常会用到AC耦合电容,要么在芯片之间加两颗直连,要么在芯片与连接器之间加两颗。看似简单,但一切都因为信号的高速而不同。信号的高速传输使这颗电容变得不“理想”,这颗电容没有设计好,就可能会导致整个项目的失败。因此,对高速电路而言,这颗AC耦合电容没有优化好将是“致命”的。

下面笔者依据之前的项目经验,盘点分析一下我在这颗电容的使用上遇到的一些问题。

最开始要先明白AC耦合电容的作用。一般来讲,我们用AC耦合电容来提供直流偏压,就是滤出信号的直流分量,使信号关于0轴对称。既然是这个作用,那么这颗电容是不是可以放在通道的任何位置呢?这就是笔者最初做高频电路时,在这颗电容使用上遇到的第一个问题——AC耦合电容到底该放在哪。

这里拿一个项目中常遇到的典型通路来分析。

【直播课堂】最可靠的电容选择,与我们来一场揭秘之旅

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Panasonic 高分子电容在竞争激烈的国际电容市场一直保持着市占率领先的地位,以高可靠性、低 ESR 、长寿命及稳定的温度特性而闻名于世。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-08/wen_zhang_/100012439-44271-r1.j…; alt=“” width="600"></center>

<strong>究竟为何 Panasonic 的高分子电容备受全球硬件工程师的青睐?让我们在直播介绍里来一场刨根问底的探寻。</strong>

<strong>直播时间</strong>

2018年8月2日 14:00~16:00

<strong>直播亮点</strong>

使用电容时,如何获得稳定的电气特性?如何避免短路烧板?如何解决电压降额?

【视频】电源设计小贴士21:请注意电容RMS纹波额定电流

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本视频将为大家讲解一个设计人员经常犯的从错误---那就是让过多的纹波电流流入电容器。

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浅谈为什么大电容滤低频,小电容滤高频 ?

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一直有个疑惑:电容感抗是1/jwC,大电容C大,高频时 w也大,阻抗应该很小,不是更适合滤除高频信号?然而事实却是:大电容滤除低频信号。

<strong>今天找到解答如下:</strong>

一般的10PF左右的电容用来滤除高频的干扰信号,0.1UF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用。

滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率,可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件,根据具体的需要选择。至于个数就不一定了,看你的具体需要了,多加一两个也挺好的,暂时没用的可以先不贴,根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话,加两个电容就可以了,一个虑除纹波,一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流,建议再加一个比较大的钽电容。

其实滤波应该也包含两个方面,也就是各位所说的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。原理我就不说了,实用点的,一般数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10个uF,去除高频噪声好些,大概按C=1/f 。旁路一般就比较的小了,一般根据谐振频率一般为0.1或0.01uF。

无源元件并非真的“无源”(电容篇)

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晶体管、集成电路等有源器件利用来自电源的能量对信号进行转换,而电阻、电容、电感以及连接器等无源元件则不消耗电能——或许是我们的假设。由于无源元件均具有寄生参数,它们实际上会以不可预知的方式改变信号。

<strong>引言</strong>

有源元件和无源元件——在工程设计领域真的是非白即黑吗?

晶体管和集成电路由于利用来自电源的能量改变信号,所以被认为是有源元件。基于这个依据,我们将电容、电阻、电感、连接器,甚至是印刷电路板(PCB)称为无源元件,因为它们看起来不耗电。然而,由于无源元件均具有寄生参数,它们实际上也会以不可预知的方式改变信号。所以,许多所谓的无源元件并非真的“无源”。本文分为3部分,这里为第1部分,专注于讨论电容的有源特性。

<strong>并非完全无源的电容</strong>

无源可定义为惰性和/或不活跃,但无源电子元件会以不可预知的方式成为有源电路的一部分。所以,纯容性电容实际上是不存在的。所有电容在本质上都存在一定的寄生成分(图1)。

消灭EMC的三大利器:电感、磁珠、电容

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滤波电容器、共模电感、磁珠在EMC设计电路中是常见的身影,也是消灭电磁干扰的三大利器。对于这这三者在电路中的作用,相信还有很多工程师搞不清楚。本文从设计中,详细分析了消灭EMC三大利器的原理。

<strong>三大利器之滤波电容器</strong>

尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。

在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz,甚至超过1GHz。对这样高频的电磁噪声必须使用穿心电容才能有效地滤除。普通电容之所以不能有效地滤除高频噪声,是因为两个原因:一个原因是电容引线电感造成电容谐振,对高频信号呈现较大的阻抗,削弱了对高频信号的旁路作用;另一个原因是导线之间的寄生电容使高频信号发生耦合,降低了滤波效果。

穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。但是在使用穿心电容时,要注意的问题是安装问题。

你必须知道的电源技巧:小小的疏忽就能毁掉EMI性能

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在您的电源中很容易找到作为寄生元件的100fF电容器。您必须明白,只有处理好它们才能获得符合EMI标准的电源。

从开关节点到输入引线的少量寄生电容(100毫微微法拉)会让您无法满足电磁干扰(EMI)需求。那100fF电容器是什么样子的呢?在Digi-Key中,这种电容器不多。即使有,它们也会因寄生问题而提供宽泛的容差。

不过,在您的电源中很容易找到作为寄生元件的100fF电容器。只有处理好它们才能获得符合EMI标准的电源。

图1是这些非计划中电容的一个实例。图中的右侧是一个垂直安装的FET,所带的开关节点与钳位电路延伸至了图片的顶部。输入连接从左侧进入,到达距漏极连接1cm以内的位置。这就是故障点,在这里FET的开关电压波形可以绕过EMI滤波器耦合至输入。

电容放电时间应该如何计算?

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电容充放电时间计算公式

设,V0 为电容上的初始电压值;V1 为电容最终可充到或放到的电压值;Vt 为t时刻电容上的电压值。则:

<center>Vt=V0 +(V1-V0)× [1-exp(-t/RC)] </center><center>t = RC × Ln[(V1 - V0)/(V1 - Vt)]</center>

例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电 , V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为:

<center>Vt=E × [1-exp(-t/RC)]</center>

再如,初始电压为E的电容C通过R放电 , V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:

<center>Vt=E × exp(-t/RC)</center>

又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?

<center>V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 </center>

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