电容选择、电路分析
电解电容(有极性):容量大,精度低。可用于储能,或者虑低频波。瓷片电容(无极性):容量小,精度高。多用于滤波电路,震荡电路中。(一般是几pF~几nF)
如下图公式,容抗与频率和容量相反,频率越高容抗越大(高频滤波)
如果图的整流电路,因为二极管的导通电压为0.7V所以,交流电通过时0~0.7V是不通电的,因此他的电压正弦波0~0.7V是没有电压的。
------------------》,这是没有加上电容前的整流电路传出来的波形。
加入电容后,
刚开始全桥整流电路给电容充电,充到一定时间后电压下降,出现截止。之后由电容给负载放电,之后电容电压下降。之后全桥整流又给电容充电。
一般在整流桥中选的二极管耐压值=2.8*输入电压,如输入为24V,则二极管的耐压必须大于67.2V
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整流输出波形会有一个“死区”,在每个周期开始时电压低于0.7V时没有电流输出 在电路设计中,电容的选择和分析直接影响系统的稳定性、效率、噪声等关键性能。 影响:ESR过高会导致电容发热,降低效率,甚至损坏。
选择:低ESR电容适用于高频应用,如陶瓷电容、钽电容。 电解电容和钽电容为极性电容,反向接入会击穿;无极性电容(陶瓷、薄膜)可任意接入。 高频噪声:0.1μF~1μF 陶瓷电容(C0G/X7R),并联 10μF~100μF 电解电容增强低频特性。 电容将高频噪声旁路到地,减少对信号的干扰。 耐压值较低,反向电压可能导致损坏,需注意极性。 ESR较高,寿命受温度影响大,有极性。 纹波电流场景需并联电容或增加散热片 根据电源纹波要求选择合适的电容值,通常为10μF~1000μF。 通常选择0.1μF(100nF)陶瓷电容,靠近芯片电源引脚放置。 观察电源纹波和信号波形,验证滤波效果。 使用仿真软件(如MATLAB、SPICE)进行电路仿真 高频滤波:通常选择0.1μF或更小的电容,如1000pF。
低频滤波:通常选择10μF、47μF或更大的电容。
组合使用:为了覆盖更宽的频率范围,可以将大电容和小电容并联使用。 阻抗-频率曲线:
低频区:阻抗随频率增加而减小。
谐振点:阻抗最小,由ESR决定。
高频区:阻抗随频率增加而增大。 根据应用需求选择合适的电容类型、电容值、耐压值、ESR和ESL。
注意电容的温度系数、寿命和可靠性。 通常选择0.01μF(10nF)陶瓷电容,并联在信号线上。 陶瓷电容:适用于高频电路,具有低ESR和低ESL。
电解电容:适用于低频电路,容量大,但ESR和ESL较高。
钽电容:具有低ESR和高稳定性,适用于高频和低频电路。 低ESR适用于高频滤波(如陶瓷电容),高ESR可能用于LDO反馈补偿