電源中電容充放電時間是怎樣計算和選取的呢?
發布時間:2018-05-09 責任編輯:lina
【導讀】L、C元件稱為“慣性元件”,即電感中的電流、電容器兩端的電壓,都有一定的“電慣性”,不能突然變化。充放電時間,不光與L、C的容量有關,還與充/放電電路中的電阻R有關。“1UF電容它的充放電時間是多長?”,不講電阻,就不能回答。
一、電容充放電時間計算
1.L、C元件稱為“慣性元件”,即電感中的電流、電容器兩端的電壓,都有一定的“電慣性”,不能突然變化。充放電時間,不光與L、C的容量有關,還與充/放電電路中的電阻R有關。“1UF電容它的充放電時間是多長?”,不講電阻,就不能回答。
RC電路的時間常數:τ=RC 充電時,uc=U×[1-e^(-t/τ)]
U是電源電壓 ;放電時,uc=Uo×e^(-t/τ)
Uo是放電前電容上電壓
RL電路的時間常數:τ=L/R LC電路接直流,i=Io[1-e^(-t/τ)]
Io是最終穩定電流 ;LC電路的短路,
Io是短路前L中電流
2. 設V0 為電容上的初始電壓值; V1 為電容最終可充到或放到的電壓值; Vt 為t時刻電容上的電壓值。則: Vt=V0 +(V1-V0)× [1-exp(-t/RC)] 或 t = RC × Ln[(V1 - V0)/(V1 - Vt)] 例如,電壓為E的電池通過R向初值為0的電容C充電,V0=0,V1=E,故充到t時刻電容上的電壓為: Vt=E × [1-exp(-t/RC)] 再如,初始電壓為E的電容C通過R放電 , V0=E,V1=0,故放到t時刻電容上的電壓為: Vt=E × exp(-t/RC) 又如,初值為1/3Vcc的電容C通過R充電,充電終值為Vcc,問充到2/3Vcc需要的時間是多少? V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 t=RC × Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC × Ln2 =0.693RC 注:以上exp()表示以e為底的指數函數;Ln()是e為底的對數函數
3. 提供一個恒流充放電的常用公式:?Vc=I*?t/C.再提供一個電容充電的常用公式:Vc=E(1-e-(t/R*C))。RC電路充電公式Vc=E(1-e-(t/R*C))中的:-(t/R*C)是e的負指數項 。 guanyuyongyuyanshidedianrongyongzenmeyangdedianrongbijiaohao,bunengyigaierlun,jutiqingkuangjutifenxi。shijidianrongfujiayoubinglianjueyuandianzu,chuanlianyinxiandianganheyinxiandianzu。haiyougengfuzademoshi--引起吸附效應等等。供參考。
E是一個電壓源的幅度,通過一個開關的閉合,形成一個階躍信號並通過電阻R對電容C進行充電。E也可以是一個幅度從0V低電平變化到高電平幅度的連續脈衝信號的高電平幅度。電容兩端電壓Vc隨時間的變化規律為充電公式Vc=E(1-e-(t/R*C))。其中的:-(t/R*C)是e的負指數項,這裏沒能表現出來,需要特別注意。式中的t是時間變量,小e是自然指數項。舉例來說:當t=0時,e的0次方為1,算出Vc等於0V。符合電容兩端電壓不能突變的規律。
對於恒流充放電的常用公式:?Vc=I*?t/C,其出自公式:Vc=Q/C=I*t/C。舉例來說:設C=1000uF,I為1A電流幅度的恒流源(即:其輸出幅度不隨輸出電壓變化)給gei電dian容rong充chong電dian或huo放fang電dian,根gen據ju公gong式shi可ke看kan出chu,電dian容rong電dian壓ya隨sui時shi間jian線xian性xing增zeng加jia或huo減jian少shao,很hen多duo三san角jiao波bo或huo鋸ju齒chi波bo就jiu是shi這zhe樣yang產chan生sheng的de。根gen據ju所suo設she數shu值zhi與yu公gong式shi可ke以yi算suan出chu,電dian容rong電dian壓ya的de變bian化hua速su率lv為wei1V/mS。這表示可以用5mS的時間獲得5V的電容電壓變化;換句話說,已知Vc變化了2V,可推算出,經曆了2mS的時間曆程。當然在這個關係式中的C和I也都可以是變量或參考量。詳細情況可參考相關的教材看看。供參考
對於恒流充放電的常用公式:?Vc=I*?t/C,其出自公式:Vc=Q/C=I*t/C。舉例來說:設C=1000uF,I為1A電流幅度的恒流源(即:其輸出幅度不隨輸出電壓變化)給gei電dian容rong充chong電dian或huo放fang電dian,根gen據ju公gong式shi可ke看kan出chu,電dian容rong電dian壓ya隨sui時shi間jian線xian性xing增zeng加jia或huo減jian少shao,很hen多duo三san角jiao波bo或huo鋸ju齒chi波bo就jiu是shi這zhe樣yang產chan生sheng的de。根gen據ju所suo設she數shu值zhi與yu公gong式shi可ke以yi算suan出chu,電dian容rong電dian壓ya的de變bian化hua速su率lv為wei1V/mS。這表示可以用5mS的時間獲得5V的電容電壓變化;換句話說,已知Vc變化了2V,可推算出,經曆了2mS的時間曆程。當然在這個關係式中的C和I也都可以是變量或參考量。詳細情況可參考相關的教材看看。供參考

4. 首先設電容器極板在t時刻的電荷量為q,極板間的電壓為u.,根據回路電壓方程可得:U-u=IR(I表示電流),又因為u=q/C,I=dq/dt(這兒的d表示微分),代入後得到:U-q/C=R*dq/dt,也就是Rdq/(U-q/C)=dt,然後兩邊求不定積分,並利用初始條件:t=0,q=0就得到q=CU【1-e^ -t/(RC)】這就是電容器極板上的電荷隨時間t的變化關係函數。順便指出,電工學上常把RC稱為時間常數。相應地,利用u=q/C,立即得到極板電壓隨時間變化的函數,u=U【1-e^ -t/(RC)】。
從得到的公式看,隻有當時間t趨向無窮大時,極板上的電荷和電壓才達到穩定,充電才算結束。但在實際問題中,由於1-e ^-t/(RC)很快趨向1,故經過很短的一段時間後,電容器極板間電荷和電壓的變化已經微乎其微,即使我們用靈敏度很高的電學儀器也察覺不出來q和u在微小地變化,所以這時可以認為已達到平衡,充電結束。舉個實際例子吧,假定U=10伏,C=1皮法,R=100歐,利用我們推導的公式可以算出,經過t=4.6*10^(-10)秒後,極板電壓已經達到了9.9伏。真可謂是風馳電掣的一刹那。
從得到的公式看,隻有當時間t趨向無窮大時,極板上的電荷和電壓才達到穩定,充電才算結束。但在實際問題中,由於1-e ^-t/(RC)很快趨向1,故經過很短的一段時間後,電容器極板間電荷和電壓的變化已經微乎其微,即使我們用靈敏度很高的電學儀器也察覺不出來q和u在微小地變化,所以這時可以認為已達到平衡,充電結束。舉個實際例子吧,假定U=10伏,C=1皮法,R=100歐,利用我們推導的公式可以算出,經過t=4.6*10^(-10)秒後,極板電壓已經達到了9.9伏。真可謂是風馳電掣的一刹那。
二、電容的選取
一般電解電容在使用時,若無很大的紋波,耐壓隻要比實際值大20%即可,即7805的輸出用10V已非常夠,6V也行;7809用16V足夠,用10V不會有大問題,三端穩壓器的輸出端不用接很大的電容,視實際負載而論,一般100mA接47-100uF就可,1A接470-1000uF,最好再接一隻0.01-0.1uF的小瓷片或獨石電容.
zhulvbodianrongyibanqingkuangxia,dianjiedianrongdezuoyongshiguolvdiaodianliuzhongdedipinxinhao,danjishishidipinxinhao,qipinlvyefenweilehaojigeshuliangji。yinciweileshihezaibutongpinlvxiashiyong,dianjiedianrongyefenweigaopindianronghedipindianrong(這裏的高頻是相對而言)。低頻濾波電容主要用於市電濾波或變壓器整流後的濾波,其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流後的濾波,其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。
dangwomenjiangdipinlvbodianrongyongyugaopindianlushi,youyudipinlvbodianronggaopintexingbuhao,tazaigaopinchongfangdianshineizujiaoda,dengxiaodianganjiaogao。yincizaishiyongzhonghuiyindianjieyedepinfanjihuaerchanshengjiaodadereliang。erjiaogaodewendujiangshidianrongneibudedianjieyeqihua,dianrongneiyalishenggao,zuizhongdaozhidianrongdegubaohebaolie。
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濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)的(de)選(xuan)擇(ze)經(jing)過(guo)整(zheng)流(liu)橋(qiao)以(yi)後(hou)的(de)是(shi)脈(mai)動(dong)直(zhi)流(liu),波(bo)動(dong)範(fan)圍(wei)很(hen)大(da)。後(hou)麵(mian)一(yi)般(ban)用(yong)大(da)小(xiao)兩(liang)個(ge)電(dian)容(rong),大(da)電(dian)容(rong)用(yong)來(lai)穩(wen)定(ding)輸(shu)出(chu),眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)電(dian)容(rong)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)不(bu)能(neng)突(tu)變(bian),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)使(shi)輸(shu)出(chu)平(ping)滑(hua);小電容是用來濾除高頻幹擾的,使輸出電壓純淨。電容越小,諧振頻率越高,可濾除的幹擾頻率越高。
1、容量選擇:(1)大電容,負載越重,吸收電流的能力越強,這個大電容的容量就要越大;(2)小電容,憑經驗,一般104即可。
別人的經驗
1、電容對地濾波,需要一個較小的電容並聯對地,對高頻信號提供了一個對地通路。
2、電源濾波中電容對地腳要盡可能靠近地。
3、理論上說電源濾波用電容越大越好,一般大電容濾低頻波、小電容濾高頻波。
4、可靠的做法是將一大一小兩個電容並聯,一般要求相差兩個數量級以上,以獲得更大的濾波頻段。具體案例: AC220-9V再經過全橋整流後,需加的濾波電容是多大的? 再經78LM05後需加的電容又是多大?前者電容耐壓應大於15V,電容容量應大於2000微發以上。 後者電容耐壓應大於9V,容量應大於220微發以上。
2、有一電容濾波的單相橋式整流電路,輸出電壓為24V,電流為500mA,
要求:(1)選擇整流二極管;(2)選擇濾波電容;(3)另:電容濾波是降壓還是增壓?
(1)因為橋式是全波,所以每個二極管電流隻要達到負載電流的一半就行了,所以二極管最大電流要大於250mA;電容濾波式橋式整流的輸出電壓等於輸入交流電壓有效值的1.2倍,所以你的電路輸入的交流電壓有效值應是20V,而二極管承受的最大反壓是這個電壓的根號2倍,所以,二極管耐壓應大於28.2V。
(2)選取濾波電容:1、電壓大於28.2V;2、求C的大小:公式RC≥(3--5)×0.1秒,本題中R=24V/0.5A=48歐,所以可得出C≥(0.00625--0.0104)F,即C的值應大於6250μF。
(3)電容濾波是升高電壓。濾波電容的選用原則在電源設計中,濾波電容的選取原則是: C≥2.5T/R;其中: C為濾波電容,單位為UF; T為頻率, 單位為Hz; R為負載電阻,單位為Ω。 當然,這隻是一般的選用原則,在實際的應用中,如條件(空間和成本)允許,都選取C≥5T/R。
3.濾波電容的大小的選取PCB製版電容選擇
印製板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時.操作它們時均會產生較大火花放電,必須采用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF,一般的10PF左右的電容用來濾除高頻的幹擾信號,0.1UF左右的用來濾除低頻的紋波幹擾,還可以起到穩壓的作用。濾波電容具體選擇什麼容值要取決於你PCB上(shang)主(zhu)要(yao)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)和(he)可(ke)能(neng)對(dui)係(xi)統(tong)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)的(de)諧(xie)波(bo)頻(pin)率(lv),可(ke)以(yi)查(zha)一(yi)下(xia)相(xiang)關(guan)廠(chang)商(shang)的(de)電(dian)容(rong)資(zi)料(liao)或(huo)者(zhe)參(can)考(kao)廠(chang)商(shang)提(ti)供(gong)的(de)資(zi)料(liao)庫(ku)軟(ruan)件(jian),根(gen)據(ju)具(ju)體(ti)的(de)需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)。至(zhi)於(yu)個(ge)數(shu)就(jiu)不(bu)一(yi)定(ding)了(le),看(kan)你(ni)的(de)具(ju)體(ti)需(xu)要(yao)了(le),多(duo)加(jia)一(yi)兩(liang)個(ge)也(ye)挺(ting)好(hao)的(de),暫(zan)時(shi)沒(mei)用(yong)的(de)可(ke)以(yi)先(xian)不(bu)貼(tie),根(gen)據(ju)實(shi)際(ji)的(de)調(tiao)試(shi)情(qing)況(kuang)再(zai)選(xuan)擇(ze)容(rong)值(zhi)。
如果你PCB上(shang)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)比(bi)較(jiao)低(di)的(de)話(hua),加(jia)兩(liang)個(ge)電(dian)容(rong)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le),一(yi)個(ge)慮(lv)除(chu)紋(wen)波(bo),一(yi)個(ge)慮(lv)除(chu)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)。如(ru)果(guo)會(hui)出(chu)現(xian)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)瞬(shun)時(shi)電(dian)流(liu),建(jian)議(yi)再(zai)加(jia)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong)。其(qi)實(shi)濾(lv)波(bo)應(ying)該(gai)也(ye)包(bao)含(han)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian),也(ye)就(jiu)是(shi)各(ge)位(wei)所(suo)說(shuo)的(de)大(da)容(rong)值(zhi)和(he)小(xiao)容(rong)值(zhi)的(de),就(jiu)是(shi)去(qu)耦(ou)和(he)旁(pang)路(lu)。原(yuan)理(li)我(wo)就(jiu)不(bu)說(shuo)了(le),實(shi)用(yong)點(dian)的(de),一(yi)般(ban)數(shu)字(zi)電(dian)路(lu)去(qu)耦(ou)0.1uF即可,用於10M以下;20M以上用1到10個uF,去除高頻噪聲好些,大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了,一般根據諧振頻率一般為0.1或0.01uF。
說shuo到dao電dian容rong,各ge種zhong各ge樣yang的de叫jiao法fa就jiu會hui讓rang人ren頭tou暈yun目mu眩xuan,旁pang路lu電dian容rong,去qu耦ou電dian容rong,濾lv波bo電dian容rong等deng等deng,其qi實shi無wu論lun如ru何he稱cheng呼hu,它ta的de原yuan理li都dou是shi一yi樣yang的de,即ji利li用yong對dui交jiao流liu信xin號hao呈cheng現xian低di阻zu抗kang的de特te性xing,這zhe一yi點dian可ke以yi通tong過guo電dian容rong的de等deng效xiao阻zu抗kang公gong式shi看kan出chu來lai:Xcap=1/2лfC,工作頻率越高,電容值越大則電容的阻抗越小.。在電路中,如果電容起的主要作用是給交流信號提供低阻抗的通路,就稱為旁路電容;如果主要是為了增加電源和地的交流耦合,減少交流信號對電源的影響,就可以稱為去耦電容;如果用於濾波電路中,那麼又可以稱為濾波電容;除chu此ci以yi外wai,對dui於yu直zhi流liu電dian壓ya,電dian容rong器qi還hai可ke作zuo為wei電dian路lu儲chu能neng,利li用yong衝chong放fang電dian起qi到dao電dian池chi的de作zuo用yong。而er實shi際ji情qing況kuang中zhong,往wang往wang電dian容rong的de作zuo用yong是shi多duo方fang麵mian的de,我wo們men大da可ke不bu必bi花hua太tai多duo的de心xin思si考kao慮lv如ru何he定ding義yi。
本文裏,我們統一把這些應用於高速PCB設計中的電容都稱為旁路電容。電容的本質是通交流,隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好。但由於引線和PCB布線原因,實際上電容是電感和電容的並聯電路,(還有電容本身的電阻,有時也不可忽略),這就引入了諧振頻率的概念:ω=1/(LC)1/2在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性。因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。這也能解釋為什麼同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。
更(geng)可(ke)靠(kao)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)將(jiang)一(yi)大(da)一(yi)小(xiao)兩(liang)個(ge)電(dian)容(rong)並(bing)聯(lian),一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)相(xiang)差(cha)兩(liang)個(ge)數(shu)量(liang)級(ji)以(yi)上(shang),以(yi)獲(huo)得(de)更(geng)大(da)的(de)濾(lv)波(bo)頻(pin)段(duan)。一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang),大(da)電(dian)容(rong)濾(lv)除(chu)低(di)頻(pin)波(bo),小(xiao)電(dian)容(rong)濾(lv)除(chu)高(gao)頻(pin)波(bo)。電(dian)容(rong)值(zhi)和(he)你(ni)要(yao)濾(lv)除(chu)頻(pin)率(lv)的(de)平(ping)方(fang)成(cheng)反(fan)比(bi)。具(ju)體(ti)電(dian)容(rong)的(de)選(xuan)擇(ze)可(ke)以(yi)用(yong)公(gong)式(shi)C=4Pi*Pi /(R * f * f )電源濾波電容如何選取,掌握其精髓與方法,其實也不難。
1)理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc),但由於電容兩端引腳的電感效應,這時電容應該看成是一個LC串連諧振電路,自諧振頻率即器件的FSR參數,這表示頻率大於FSR值時,電容變成了一個電感,如果電容對地濾波,當頻率超出FSR後,對幹擾的抑製就大打折扣,所以需要一個較小的電容並聯對地,可以想想為什麼?原因在於小電容,SFR值大,對高頻信號提供了一個對地通路,所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大電容慮低頻,小電容慮高頻,根本的原因在於SFR(自諧振頻率)值不同,當然也可以想想為什麼?如果從這個角度想,也就可以理解為什麼電源濾波中電容對地腳為什麼要盡可能靠近地了。
2)那麼在實際的設計中,我們常常會有疑問,我怎麼知道電容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何選取不同SFR值的電容值呢?是選取一個電容還是兩個電容?電容的SFR值和電容值有關,和電容的引腳電感有關,所以相同容值的0402,0603,或直插式電容的SFR值也不會相同,當然獲取SFR值的途徑有兩個,
1)器件Data sheet,如22pf0402電容的SFR值在2G左右,
2)通過網絡分析儀直接量測其自諧振頻率,想想如何量測?S21?知道了電容的SFR值後,用軟件仿真,如RFsim99,選一個或兩個電路在於你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑製比.仿真完後,那就是實際電路試驗,如調試手機接收靈敏度時,LNA的電源濾波是關鍵,好的電源濾波往往可以改善幾個dB.電感的阻抗與頻率成正比,電容的阻抗與頻率成反比。
所以,電感可以阻扼高頻通過,電容可以阻扼低頻通過.二者適當組合,就可過濾各種頻率信號.如在整流電路中,將電容並在負載上或將電感串聯在負載上,可濾去交流紋波。電感濾波屬電流濾波,是靠通過電流產生電磁感應來平滑輸出電流,輸出電壓低,低於交流電壓有效值;適用於大電流,電流越大濾波效果越好。
所以,電感可以阻扼高頻通過,電容可以阻扼低頻通過.二者適當組合,就可過濾各種頻率信號.如在整流電路中,將電容並在負載上或將電感串聯在負載上,可濾去交流紋波。電感濾波屬電流濾波,是靠通過電流產生電磁感應來平滑輸出電流,輸出電壓低,低於交流電壓有效值;適用於大電流,電流越大濾波效果越好。
電容和電感的很多特性是恰恰相反的。 一yi般ban情qing況kuang下xia,電dian解jie電dian容rong的de作zuo用yong是shi過guo濾lv掉diao電dian流liu中zhong的de低di頻pin信xin號hao,但dan即ji使shi是shi低di頻pin信xin號hao,其qi頻pin率lv也ye分fen為wei了le好hao幾ji個ge數shu量liang級ji。因yin此ci為wei了le適shi合he在zai不bu同tong頻pin率lv下xia使shi用yong,電dian解jie電dian容rong也ye分fen為wei高gao頻pin電dian容rong和he低di頻pin電dian容rong(這裏的高頻是相對而言)。
低頻濾波電容主要用於市電濾波或變壓器整流後的濾波,其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流後的濾波,其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。當我們將低頻濾波電容用於高頻電路時,由於低頻濾波電容高頻特性不好,它在高頻充放電時內阻較大,等效電感較高。
低頻濾波電容主要用於市電濾波或變壓器整流後的濾波,其工作頻率與市電一致為50Hz;而高頻濾波電容主要工作在開關電源整流後的濾波,其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。當我們將低頻濾波電容用於高頻電路時,由於低頻濾波電容高頻特性不好,它在高頻充放電時內阻較大,等效電感較高。
yincizaishiyongzhonghuiyindianjieyedepinfanjihuaerchanshengjiaodadereliang。erjiaogaodewendujiangshidianrongneibudedianjieyeqihua,dianrongneiyalishenggao,zuizhongdaozhidianrongdegubaohebaolie。 電源濾波電容的大小,平時做設計,前級用4.7u,用於濾低頻,二級用0.1u,用於濾高頻,4.7uF的電容作用是減小輸出脈動和低頻幹擾,0.1uF的電容應該是減小由於負載電流瞬時變化引起的高頻幹擾。一般前麵那個越大越好,兩個電容值相差大概100倍左右。電源濾波,開關電源,要看你的ESR(電容的等效串聯電阻)有多大,而高頻電容的選擇最好在其自諧振頻率上。
大電容是防止浪湧,機理就好比大水庫防洪能力更強一樣;小電容濾高頻幹擾,任何器件都可以等效成一個電阻、電感、電容的串並聯電路,也就有了自諧振,隻有在這個自諧振頻率上,等效電阻最小,所以濾波最好!電容的等效模型為一電感L,一電阻R和電容C的串聯,電感L為電容引線所至,電阻R代表電容的有功功率損耗,電容C.因而可等效為串聯LC回路求其諧振頻率,串聯諧振的條件為L=1/WC,W=2*PI*f,從而得到此式子f = 1/(2pi* LC).,串聯LC回路中心頻率處電抗最小表現為純電阻,所以中心頻率處起到濾波效果.引線電感的大小因其粗細長短而不同,接地電容的電感一般是1MM為10nH左右,取決於需要接地的頻率。
采用電容濾波設計需要考慮參數:ESR ESL 耐壓值 諧振頻率濾波電容範圍太廣了,這裏簡單說說電源旁路(去藕)電容。濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。
對局部電源來說就是要起到瞬態供電的作用。為什麼要加電容來供電呢?是因為器件對電流的需求隨著驅動的需求快速變化(比如DDR controller),而在高頻的範圍內討論,電路的分布參數都要進行考慮。由於分布電感的存在,阻礙了電流的劇烈變化,使得在芯片電源腳上電壓降低--也就是形成了噪聲。而且,現在的反饋式電源都有一個反應時間--也就是要等到電壓波動發生了一段時間(通常是ms或者us級)才會做出調整,對於ns級的電流需求變化來說,這種延遲,也形成了實際的噪聲。
對局部電源來說就是要起到瞬態供電的作用。為什麼要加電容來供電呢?是因為器件對電流的需求隨著驅動的需求快速變化(比如DDR controller),而在高頻的範圍內討論,電路的分布參數都要進行考慮。由於分布電感的存在,阻礙了電流的劇烈變化,使得在芯片電源腳上電壓降低--也就是形成了噪聲。而且,現在的反饋式電源都有一個反應時間--也就是要等到電壓波動發生了一段時間(通常是ms或者us級)才會做出調整,對於ns級的電流需求變化來說,這種延遲,也形成了實際的噪聲。
所以,電容的作用就是要提供一個低感抗(阻抗)的路線,滿足電流需求的快速變化。 基於以上的理論,計算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計算。選擇電容的種類,就需要按照它的寄生電感去考慮--也ye就jiu是shi寄ji生sheng電dian感gan要yao小xiao於yu電dian源yuan路lu徑jing的de分fen布bu電dian感gan。討tao論lun問wen題ti必bi須xu從cong本ben質zhi上shang出chu發fa。首shou先xian,可ke能neng都dou知zhi道dao電dian容rong對dui直zhi流liu是shi起qi隔ge離li作zuo用yong的de,而er電dian感gan器qi的de作zuo用yong則ze相xiang反fan。所suo有you的de都dou是shi基ji於yu基ji本ben原yuan理li的de。
那na這zhe時shi,電dian容rong就jiu有you了le最zui常chang見jian的de兩liang個ge作zuo用yong。一yi是shi用yong於yu極ji間jian隔ge離li直zhi流liu,有you人ren也ye叫jiao作zuo耦ou合he電dian容rong,因yin為wei它ta隔ge離li了le直zhi流liu,但dan要yao通tong過guo交jiao流liu信xin號hao。直zhi流liu的de通tong路lu局ju限xian在zai幾ji級ji間jian,這zhe樣yang可ke以yi簡jian化hua工gong作zuo點dian很hen複fu雜za的de計ji算suan,二er是shi濾lv波bo。基ji本ben上shang就jiu是shi這zhe兩liang種zhong。作zuo為wei耦ou合he,對dui電dian容rong的de數shu值zhi要yao求qiu不bu嚴yan,隻zhi要yao其qi阻zu抗kang不bu要yao太tai大da,從cong而er對dui信xin號hao衰shuai減jian過guo大da即ji可ke。
那na這zhe時shi,電dian容rong就jiu有you了le最zui常chang見jian的de兩liang個ge作zuo用yong。一yi是shi用yong於yu極ji間jian隔ge離li直zhi流liu,有you人ren也ye叫jiao作zuo耦ou合he電dian容rong,因yin為wei它ta隔ge離li了le直zhi流liu,但dan要yao通tong過guo交jiao流liu信xin號hao。直zhi流liu的de通tong路lu局ju限xian在zai幾ji級ji間jian,這zhe樣yang可ke以yi簡jian化hua工gong作zuo點dian很hen複fu雜za的de計ji算suan,二er是shi濾lv波bo。基ji本ben上shang就jiu是shi這zhe兩liang種zhong。作zuo為wei耦ou合he,對dui電dian容rong的de數shu值zhi要yao求qiu不bu嚴yan,隻zhi要yao其qi阻zu抗kang不bu要yao太tai大da,從cong而er對dui信xin號hao衰shuai減jian過guo大da即ji可ke。
但對於後者,就要求從濾波器的角度出發來考慮,比如輸入端的電源濾波,既要求濾除低頻(如有工頻引起的)噪(zao)聲(sheng),又(you)要(yao)濾(lv)除(chu)高(gao)頻(pin)噪(zao)聲(sheng),故(gu)就(jiu)需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)使(shi)用(yong)大(da)電(dian)容(rong)和(he)小(xiao)電(dian)容(rong)。有(you)人(ren)會(hui)說(shuo),有(you)了(le)大(da)電(dian)容(rong),還(hai)要(yao)小(xiao)的(de)幹(gan)什(shen)麼(me)?這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)大(da)的(de)電(dian)容(rong),由(you)於(yu)極(ji)板(ban)和(he)引(yin)腳(jiao)端(duan)大(da),導(dao)致(zhi)電(dian)感(gan)也(ye)大(da),故(gu)對(dui)高(gao)頻(pin)不(bu)起(qi)作(zuo)用(yong)。而(er)小(xiao)電(dian)容(rong)則(ze)剛(gang)好(hao)相(xiang)反(fan)。巨(ju)細(xi)據(ju)此(ci)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)電(dian)容(rong)量(liang)。而(er)對(dui)於(yu)耐(nai)壓(ya),任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu),否(fou)則(ze),就(jiu)會(hui)爆(bao)炸(zha),即(ji)使(shi)對(dui)於(yu)非(fei)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong),有(you)時(shi)不(bu)爆(bao)炸(zha),其(qi)性(xing)能(neng)也(ye)有(you)所(suo)下(xia)降(jiang)。
都是濾波的作用,鋁電解電容容量比較大,主要用於慮除低頻幹擾。容量大約為1mA電流對應2~3μf,如過要求高的時候可以1mA對應5~6μf。無極性電容用於慮除高頻信號。單獨使用的時候大部分是去藕用的。有時可以與電解電容並聯使用。
陶瓷電容的高頻特性比較好,但是在某個頻率(大約是6MHz記不太清了)是shi容rong量liang下xia降jiang的de很hen快kuai電dian容rong的de寄ji生sheng電dian感gan主zhu要yao包bao括kuo內nei部bu結jie構gou決jue定ding的de電dian感gan和he引yin線xian電dian感gan。電dian解jie電dian容rong的de寄ji生sheng電dian感gan主zhu要yao由you內nei部bu結jie構gou決jue定ding。印yin象xiang中zhong鋁lv電dian解jie電dian容rong在zai20~30k以上就表現除明顯的電感特性。鉭電容在1MHz左右。陶瓷電容的高頻特性就好很多。但是陶瓷電容有壓電效應,不適於音頻放大電路的輸入和輸出。
陶瓷電容的高頻特性比較好,但是在某個頻率(大約是6MHz記不太清了)是shi容rong量liang下xia降jiang的de很hen快kuai電dian容rong的de寄ji生sheng電dian感gan主zhu要yao包bao括kuo內nei部bu結jie構gou決jue定ding的de電dian感gan和he引yin線xian電dian感gan。電dian解jie電dian容rong的de寄ji生sheng電dian感gan主zhu要yao由you內nei部bu結jie構gou決jue定ding。印yin象xiang中zhong鋁lv電dian解jie電dian容rong在zai20~30k以上就表現除明顯的電感特性。鉭電容在1MHz左右。陶瓷電容的高頻特性就好很多。但是陶瓷電容有壓電效應,不適於音頻放大電路的輸入和輸出。
這zhe是shi因yin為wei大da的de電dian容rong,由you於yu極ji板ban和he引yin腳jiao端duan大da,導dao致zhi電dian感gan也ye大da,故gu對dui高gao頻pin不bu起qi作zuo用yong。而er小xiao電dian容rong則ze剛gang好hao相xiang反fan。巨ju細xi據ju此ci可ke以yi確que定ding電dian容rong量liang。而er對dui於yu耐nai壓ya,任ren何he時shi候hou都dou必bi須xu滿man足zu,否fou則ze,就jiu會hui爆bao炸zha,即ji使shi對dui於yu非fei電dian解jie電dian容rong,有you時shi不bu爆bao炸zha,其qi性xing能neng也ye有you所suo下xia降jiang。
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