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電容的作用:電容是電路中另一種重要的元件,它的主要作用是存儲電荷和儲存能量。電容由兩人導體板和個(gè)質(zhì)組成,當電壓施加在電容上時(shí),會(huì )在兩個(gè)導體板之間產(chǎn)生電場(chǎng),導致電荷的積累。電容的大小可以通過(guò)電容的結構和個(gè)質(zhì)的性質(zhì)來(lái)決定。
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濾波電容阻抗隨頻率變化特性分析
高速電路設計需要考慮高頻和低頻兩種噪聲,針對這兩種噪聲,應選取不同的濾波電容。其中有一個(gè)共識“ 低頻噪聲選用大電容,高頻噪聲選用小電容“。對電容器件而言,由于電容分量的存在,電容器件的阻抗隨著(zhù)頻率的升高而逐漸降低,這是電容器件的本體屬性;ESL分量則使阻抗隨著(zhù)頻率的升高而逐漸增加。在電容分量和ESL 分量的共同作用下,電容器件的整體阻抗表現為,隨著(zhù)頻率的升高,是電容分量起主導作用,使阻抗逐步變小,器件表現為電容的阻抗特性,濾波效果漸強; 當達到某一頻點(diǎn)時(shí)發(fā)生諧振,此時(shí)電容分量和ESL 分量對阻抗的效果正好抵消,在諧振點(diǎn)上,電容器件阻抗小,等于ESR 分量;此后,隨著(zhù)頻率繼續升高, ESL 分量起主導作用,使阻抗逐步增大,器件表現為電感的阻抗特性,濾波效果漸弱。其阻抗-頻率變化曲線(xiàn)
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常用電容及應用
常用的電容有陶瓷電容、鉭電容和鋁電解電容,以及OSCON電容。其中,只有陶瓷電容是非極性電容,其他三種均是極性電容。
陶瓷電容:以陶瓷作為介質(zhì),在陶瓷的兩面噴涂金屬作為極板構成的,其優(yōu)勢是體積小、價(jià)格低、穩定性好,但容量小。
鉅電容使用金屬鉅作為介質(zhì),基千鉭的固態(tài)特質(zhì),具有溫度特性好、ESL 值小、高頻濾波性能好、體積小、節省PCB 面積、容值較大等特點(diǎn)。因此鉅電容一般被應用在需要大容量電容濾波的場(chǎng)合,如為CPU 等高耗能器件濾波。鉅電容的缺點(diǎn)是耐電壓和耐電流的能力較弱。一般要求鉅電容的工作電壓相對額定電壓降額50% 以上。
鋁電解電容使用電解液作為介質(zhì),外殼的鋁制圓筒作為負極,內部插入一塊金屬板作為正極。鋁電容容量大、耐壓高,但溫度穩定性差、精度差、高頻濾波性能差,僅適用于低頻濾波。
OSCON 電容外形酷似鋁電解電容,其優(yōu)點(diǎn)在千, OSCON 電容ESR 較小、溫度穩定性相對鋁電解電容較好、價(jià)格相對鉅電容較低。缺點(diǎn)在于對絕大多數OSCON 電容而言,引腳都是插裝形式,并且體積比較大。
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去耦電容,其作用是為器件穩定工作而給器件電源提供的本地“小池塘”。在高速運行的器件上,會(huì )不斷產(chǎn)生快速變化的電荷需求,對于這種快速的需求,電源模塊無(wú)法及時(shí)給器件提供電流以補充,只能依靠器件附近的電容給予解決。
旁路電容,其作用是為前級(如電源產(chǎn)生的高頻噪聲等干擾)提供一條流到地平面的低阻抗路徑,以避免這些干擾影響正在高速工作的器件。
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