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电源滤波电感电容的选择

电源滤波电容的选取和选择

在整流滤波电路中,滤波电容的选取多是使用公式RC≥(3~5)T/2,且在实际电路设计中,一些人也认为滤波电容越大越好,其实这种想法是片面的,本文将对这一问题进行深入的探讨。文章首先阐述了研究滤波电容选取的必要性,其次对电路进行了理论上的分析和计算,然后,根据理论计算结果编写程序,模拟电路的工作过程。最后,通过举例讨论滤波电容对电路中的电流、电压及对其它元件参数的影响,从而为优化电路设计奠定了基础。

关键词:整流;滤波;滤波电容

一、引言

在大多数电源电路中,整流电路后都要加接滤波电路,以减小整流电压的脉动程度,满足稳压电路的需要。在许多文献中,对于滤波电容C的选取,多是使用经验公式RC≥(3~5)T/2[1,2],并认为滤波电容C越大越好;在一些滤波电路的维修中,技术人员经常用比原电路容量大的电容来代替已坏掉的电容。实践证明,在很多情况下这样做是行不通的,电容的选取是否越大越好?电容的选择对前级器件及整体电源的性能有何影响?电容的选取是否有最佳值?本文将对这些问题进行深入的讨论。

如图1所示的简单整流滤波电路,理论上讲,增大电路中的滤波电容C容量的确可以使输出电压的波形变得更为平滑、起伏更小,但在电路接通瞬间,电路中所产生的冲击电流因素却不能被忽略,这是因为,几乎所有的电子元器件都有其可以通过的最大电流值,所以,在选择电子元器件时,必须考虑冲击电流所带来的流过相关元器件瞬间电流的最大值,冲击电流越大,对电子元器件的要求就越高,电路的成本就会提高。

在一些滤波电路的维修中,对滤波电容的替换也存在冲击电流的问题,用大容量的滤波电容代替原来的电容,会使冲击电流增大,在不更换其他元件的前提下,单纯提高滤波电容的容量是危险的,它将使整个电路的实际使用寿命大大缩短,甚至烧毁整个电路。况且,单纯地提高滤波电容的容量对改善输出电压的作用也是有限的,一味地加大滤波电容的容量,只是徒劳地增加电路的成本。

二、简单滤波电路的计算

图2

如图所示的简单整流滤波电路,以常见的220v50Hz正弦交流电为输入电压。

1.充电电路的计算

在电容的充电过程中,二极管等效电阻为R1,则电路等效为图2

由图2得

将其带入U表达式并整理得:

这是一阶非齐次微分方程,其解为:=

2.放电电路的计算

在电容的放电过程中,电容只和电阻组成回路,其放电方程为:

其中,U为电容充电时达到的最大电压。

三、滤波电路的计算机模拟与讨论

在前面我们已经对滤波电路的工作过程进行了数学推导,而要将滤波电路的工作过程模拟下来,必须进行大量的计算,才能够将电源输出波形逐点描绘下来。通过对波形的观察,选择元件参数,使电路在正常工作的前提下,满足用户对电路在效率、功率、纹波、成本等多方面的要求。下面就程序的构思及应用做简要说明。

图1即为程序所模拟的电路,通过对程序的运行,我们将获得电容C上的一组电压、电流数据,通过大量小间隔时间t(0.00001秒)的代入即可得到电容C的电流及电压波形。程

序电压值的计算由递推法得出,电流值由电压值计算得到。

程序运行的简单流程图如下:

图3

1.计算机程序优化元件选取举例

选取负载电阻R=500Ω,由计算机模拟不同电容情况下的电压和电流波形得如下各图:(1)R=500Ω,C=100uF

图4

(2)R=500Ω,C=200uF

图5

(3)R=500Ω,C=500uF

图6

(4)R=500Ω,C=1000uF

图7

2.整流滤波电路中滤波电容选取的讨论

由上边的图象可以观察到:当负载电阻不变时,随着电容C容量的增大,曲线变得越来越平滑,但这种方法有一定的片面性,由图6、图7可见:单纯靠增大滤波电容对改善波形和提升直流电压值的作用已十分有限,而且随着电容C容量的增大,电路接通后进入稳态的时间也随之增长;同时,随着滤波电容容量的增大,流经电路的冲击电流也不断增大,如果不注意冲击电流的变化,而一味地增大滤波电容的容量,以此来获得更好的电压输出波形,则必然会导致因冲击电流过大,而损坏电流流经的元器件,否则,为保障整个电路的安全,我们不得不提高其他元器件的指标,这样就使电路的成本大幅增加。因此,为使整流滤波电路能达到最高性价比,必须选取一个能和负载电阻R匹配的电容值,这样,既能使电路的输出电压达到要求,又不提高其他元器件的性能指标,使电路达到最佳的性价比。应用此程序可以准确快速地绘制出所示电路在任意给定的参数下的电流波形和输出电压波形,我们可以比较不同参数电路输出电压波形和电流波形,从而确定最佳的滤波电容参数值。

电感值

一般用近似估算就可以了。

要先得到负载的等效阻值R,可以用输出电压与最大负载电流求出。取时间常数

τ=L/R=(3~5)T/2(指全波整流,半波整流时再加倍),T是交流电周期。L即为滤波电感量。

若要纹波小些可取5,要求不高可取3或4。由此计算出所需电感。

电源滤波电感电容的选择

电源滤波电容的选取和选择 在整流滤波电路中,滤波电容的选取多是使用公式RC≥(3~5)T/2,且在实际电路设计中,一些人也认为滤波电容越大越好,其实这种想法是片面的,本文将对这一问题进行深入的探讨。文章首先阐述了研究滤波电容选取的必要性,其次对电路进行了理论上的分析和计算,然后,根据理论计算结果编写程序,模拟电路的工作过程。最后,通过举例讨论滤波电容对电路中的电流、电压及对其它元件参数的影响,从而为优化电路设计奠定了基础。 关键词:整流;滤波;滤波电容 一、引言 在大多数电源电路中,整流电路后都要加接滤波电路,以减小整流电压的脉动程度,满足稳压电路的需要。在许多文献中,对于滤波电容C的选取,多是使用经验公式RC≥(3~5)T/2[1,2],并认为滤波电容C越大越好;在一些滤波电路的维修中,技术人员经常用比原电路容量大的电容来代替已坏掉的电容。实践证明,在很多情况下这样做是行不通的,电容的选取是否越大越好?电容的选择对前级器件及整体电源的性能有何影响?电容的选取是否有最佳值?本文将对这些问题进行深入的讨论。 如图1所示的简单整流滤波电路,理论上讲,增大电路中的滤波电容C容量的确可以使输出电压的波形变得更为平滑、起伏更小,但在电路接通瞬间,电路中所产生的冲击电流因素却不能被忽略,这是因为,几乎所有的电子元器件都有其可以通过的最大电流值,所以,在选择电子元器件时,必须考虑冲击电流所带来的流过相关元器件瞬间电流的最大值,冲击电流越大,对电子元器件的要求就越高,电路的成本就会提高。 在一些滤波电路的维修中,对滤波电容的替换也存在冲击电流的问题,用大容量的滤波电容代替原来的电容,会使冲击电流增大,在不更换其他元件的前提下,单纯提高滤波电容的容量是危险的,它将使整个电路的实际使用寿命大大缩短,甚至烧毁整个电路。况且,单纯地提高滤波电容的容量对改善输出电压的作用也是有限的,一味地加大滤波电容的容量,只是徒劳地增加电路的成本。 二、简单滤波电路的计算 图2 如图所示的简单整流滤波电路,以常见的220v50Hz正弦交流电为输入电压。 1.充电电路的计算 在电容的充电过程中,二极管等效电阻为R1,则电路等效为图2 由图2得 将其带入U表达式并整理得: 这是一阶非齐次微分方程,其解为:= 2.放电电路的计算 在电容的放电过程中,电容只和电阻组成回路,其放电方程为: 其中,U为电容充电时达到的最大电压。 三、滤波电路的计算机模拟与讨论 在前面我们已经对滤波电路的工作过程进行了数学推导,而要将滤波电路的工作过程模拟下来,必须进行大量的计算,才能够将电源输出波形逐点描绘下来。通过对波形的观察,选择元件参数,使电路在正常工作的前提下,满足用户对电路在效率、功率、纹波、成本等多方面的要求。下面就程序的构思及应用做简要说明。 图1即为程序所模拟的电路,通过对程序的运行,我们将获得电容C上的一组电压、电流数据,通过大量小间隔时间t(0.00001秒)的代入即可得到电容C的电流及电压波形。程

滤波电容的选型与计算详解

电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.;电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好; 电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好;电容和电感的很多特性是恰恰相反的; 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级;因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容这里的高频是相对而言; 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz;当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高;因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量;而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂; 电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用,用于滤低频,二级用,用于滤高频, 的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,的电容应该是减小由于负载电流瞬时 变化引起的高频干扰;一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右;电源滤波,开关电源,要看你的ESR电容的等效串联电阻有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上;大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好

详解滤波电容的选择及计算

详解滤波电容的选择及计算

电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可 以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载 上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来 平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz; 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我

们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频, 4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时 变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好! 电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联, 电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功

详解滤波电容的选择及计算

详解滤波电容的选择及 计算 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来 平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为 50Hz; 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我 们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。

电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用,用于滤低频,二级用,用于滤高频, 的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,的电容应该是减小由于负载电流瞬时 变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好! 电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联, 电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C. 因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频 率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率. 采用电容滤波设计需要考虑参数: ESR ESL 耐压值 谐振频率

滤波电容的选择

n-35g的主滤波电容 一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。 滤波电容的选择 经过整流桥以后的是脉动直流,波动范围很大。后面一般用大小两个电容,大电容用来稳定输出,众所周知电容两端电压不能突变,因此可以使输出平滑;小电容是用来滤除高频干扰的,使输出电压纯净。电容越小,谐振频率越高,可滤除的干扰频率越高。 1、容量选择: (1)大电容,负载越重,吸收电流的能力越强,这个大电容的容量就要越大; (2)小电容,凭经验,一般104即可。 别人的经验(来自互联网) 1、电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。 2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。 3、理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波、小电容滤高频波。 4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段。 具体案例: AC220-9V再经过全桥整流后,需加的滤波电容是多大的?再经78LM05后需加的电容又是多大? 前者电容耐压应大于15V,电容容量应大于2000微发以上。后者电容耐压应大于9V,容量应大于220微发以上。

怎样选择合适的电子电路中的电源滤波电容

怎样选择合适的电子电路中的电源滤波电容电源滤波电容(Power Supply Filtering Capacitors)在电子电路中起 着至关重要的作用。它们能够平滑电源信号并降低噪声干扰,确保电 路正常运行。然而,选择合适的电源滤波电容并不是一项容易的任务。本文将介绍一些有关选择合适的电源滤波电容的重要考虑因素,以帮 助读者做出明智的决策。 1. 电源噪声的频率范围: 电源噪声是电子设备中常见的问题之一。为了有效地滤除噪声干扰,我们需要了解噪声的频率范围。根据噪声的频率范围来选择电源滤波 电容是十分重要的。对于低频噪声,我们可以选择具有较高电容值的 电容器。而对于高频噪声,则需要选择具有较低电容值的电容器。因此,在选择电容时,我们需要考虑电源噪声的频率响应。 2. 电容的电压额定值: 电源滤波电容需要能够承受电路中的最大工作电压。因此,在选择 电容时,我们需要确保其电压额定值高于或等于电路的最大工作电压。若电容的电压额定值低于电路的工作电压,电容可能会损坏,导致电 路故障。 3. 电容的电流容量: 电流容量是电容器能够提供的最大电流值。在选择电源滤波电容时,我们需要考虑电路中的最大电流需求。如果电容的电流容量小于电路

所需的最大电流值,电容器可能会受到过载,从而导致电容器损坏。 因此,在选择电容时,需要确保其电流容量能够满足电路的需求。 4. 电容的尺寸和封装: 电容器的尺寸和封装也是选择电源滤波电容时需要考虑的因素之一。电容器的尺寸直接影响整个电路的布局和封装。对于空间有限的电子 电路,我们需要选择较小尺寸的电容器。另外,电容器的封装类型也 需要考虑,如表面贴装(SMD)电容和插件式电容等。根据电路的布局和要求,选择适合的电容器封装类型。 5. 电容的稳定性和寿命: 电容器的稳定性和寿命对于电路的可靠性和长期稳定性至关重要。 我们应该选择具有较高稳定性和较长使用寿命的电容器。无论是铝电 解电容、钽电容还是陶瓷电容,我们需要根据实际需求选择具有良好 性能和长寿命的电容器。 综上所述,选择合适的电源滤波电容需要考虑电源噪声频率范围、 电容的电压额定值、电流容量、尺寸和封装,以及稳定性和寿命等因素。仔细分析电路需求,综合考虑以上因素,可以确保选择到最适合 的电源滤波电容,并提高电路的性能和可靠性。 注意:此文章采用一般议论文格式。

滤波电容大小计算公式与选择

滤波电容大小计算公式与选择 滤波电容大小计算公式 桥式整流电路的滤波电容取值在工程设计中,一般由两个切入 点来计算。 一是根据电容由整流电源充电与对负载电阻放电的周期,再乘 上一个系数来确定的,另一个切入点是根据电源滤波输出的波纹系 数来计算的,无论是采用那个切入点来计算滤波电容都需要依据桥 式整流的最大输出电压和电流这两个数值。通常比较多的是根据电 源滤波输出波纹系数这个公式来计算滤波电容。 C≥0.289/{f×(U/I)×ACv} C,是滤波电容,单位为F。 0.289,是由半波阻性负载整流电路的波纹系数推演来的常数。 f,是整流电路的脉冲频率,如50Hz交流电源输入,半波整流电路 的脉冲频率为50Hz,全波整流电路的脉冲频率为100Hz。单位是Hz。 U,是整流电路最大输出电压,单位是V。 I,是整流电路最大输出电流,单位是A。 ACv,是波纹系数,单位是%。 例如,桥式整流电路,输出12V,电流300mA,波纹系数取8%,滤波电容为: C≥0.289/{100Hz×(12V/0.3A)×0.08} 滤波电容约等于0.0009F,电容取1000uF便能满足基本要求。 电源滤波电容大小的计算方法 C=Q/U----------Q=C*U I=dQ/dt---------I=d(C*U)/dt=C*dU/dt C=I*dt/dU

从上式可以看出,滤波电容大小与电源输出电流和单位时间电容电压变化率有关系,且输出电流越大电容越大,单位时间电压变化越小电容越大 我们可以假设,单位时间电容电压变化1v(dV=1)(可能有人说变化也太大了吧,但想下我们一般做类似lm886的时候用的电压是30v左右,电压下降1v,电压变化率是96.7%,我认为不算小了,那如果您非认为这个值小了,那你可以按照你所希望的值计算一下,或许你发现你所需要的代价是很大的),则上式变为C= I*dt。那么我们就可以按照一个最大的猝发大功率信号时所需要的电流和猝发时间来计算我们所需要的最小电容大小了,以lm3886为例,它的最大输出功率是125W,那么我么可以假设需要电源提供的最大功率是150W,则电源提供的最大电流是I=150/(30+30) =2.5A(正负电源各2.5A),而大功率一般是低频信号,我们可以用100Hz信号代替,则dt=1/100=0.01s,带上上式后得到C=2.5×0.01=0.025=25000uF。 以上计算是按照功放的最大功率计算的,如果我们平时是用小音量听的话,电容不需要这么大的,我认为满足一定的纹波系数就可以了,4700u或许就已经够用了。喜欢大音量的同志那就必须要用大水塘了,10000u也不算大。 ps:如果按照dV=0.1v计算,则C=25万uF,可以想像在电源上你要花多少钱,而且对音质的影响有多大还很难说。而且从上面的计算还可以得出结论,给lm3886供电的变压器的功率必须要大于150W,如果用一个变压器给双路供电必须大于300W。 还有些人可能要问你的计算有问题,因为电容在给电路供电的时候,变压器还在给它充电,应该不需要这么大的电容。我们也可以计算一下,当供电30v时,电流2.5A,相当与电容接了一个12欧姆的负载(这个是瞬时最小电阻),则变压器要给电容充电的时间是T=R×c=12×0.025=0.3s,而在0.01s内变压器给电容充不了多少电,功放电路的能量要全部由电容供给。 滤波电容的大小的选取 印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R 取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF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

滤波电容选取

滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。 我们知道,一般我们所用的电容最重要的一点就是滤波和旁路,我在设计中也正是这么使用的。对于高频杂波,一般我的经验是不要过大的电容,因为我个人认为,过大的电容虽然对于低频的杂波过滤效果也许比较好,但是对于高频的杂波,由于其谐振频率的下降,使得对于高频杂波的过滤效果不很理想。 所以电容的选择不是容量越大越好。 疑问点: 1。以上都是我的经验,没有理论证实,希望哪位可以在理论在帮忙解释一下是否正确。或者推荐一个网页 或者网站。 2。是不是超过了谐振频率,其阻抗将大大增加,所以对高频的过滤信号,其作用就相对减小了呢? 3。理想的滤波点是不是在谐振频率这点上???(没有搞懂中) 4。以前只知道电容的旁路作用是隔直通交,现在具体于PCB设计中,电容的这一旁路作用具体体现在哪里? ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策。出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。实际电容器的电路模型是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络。理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。ESL除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短。 根据LC电路串联谐振的原理,谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低。许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差。表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,电容的引线长度是1.6mm(你使用的电容的引线有这么短吗?)。表1电容值自谐振频率(MHz)电容值自谐振频率(MHz)1m F 1.7 820 pF 38.50.1m F 4 680 pF 42.50.01m F 12.6 560 pF 453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33 330 pF 60 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。 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 从电路来说,总是存在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,

怎样选择合适的电子电路中的电源滤波电感

怎样选择合适的电子电路中的电源滤波电感电源滤波电感(Power Filter Inductor),作为电子电路中的重要组 成部分,用于滤除电源线上的噪声和波动,以保证电路的正常工作和 稳定输出。在选择合适的电源滤波电感时,需要考虑一系列因素,包 括电感值、额定电流、直流电阻、尺寸和工作频率等。本文将详细介 绍如何根据电子电路的需求来选择合适的电源滤波电感。 I. 电感值(Inductance Value) 电源滤波电感的一个关键参数是电感值,通常以亨利(H)为单位。电感值的选择应根据电路的需求和工作频率来决定。对于较低频率的 电路,较大的电感值可以提供较好的滤波效果,一般在几毫亨到数百 亨之间。而对于高频电路,较小的电感值可以更好地滤除高频噪声, 一般在几微亨到数十微亨之间。 II. 额定电流(Rated Current) 电源滤波电感还需要根据电路的额定电流来选择。额定电流是指电 感器可以连续承受的最大电流值。选择电源滤波电感时,应确保其额 定电流大于或等于电路的最大工作电流,以确保电感器不会过载。 III. 直流电阻(DC Resistance) 直流电阻是电源滤波电感内部的电阻值,也是一个重要的参数。较 低的直流电阻可以降低电感器内部损耗和热量产生,有助于提高电路 的效率。因此,选择电源滤波电感时,应尽量选择直流电阻较小的型号。

IV. 尺寸(Size) 电源滤波电感的尺寸也需要考虑。尺寸过大可能会导致电路板空间 占用过多,不利于电路的布局和设计。因此,在选择电源滤波电感时,需综合考虑尺寸、电感值和额定电流等因素,选择能在有限空间内满 足电路需求的合适尺寸。 V. 工作频率(Operating Frequency) 电源滤波电感的性能和选型还与工作频率密切相关。不同的电源滤 波电感在不同频率范围内具有不同的表现。因此,选择电源滤波电感 应考虑其在电路工作频率范围内的频率响应,以确保其能够有效滤波。 综上所述,选择合适的电源滤波电感需要综合考虑电感值、额定电流、直流电阻、尺寸和工作频率等因素。根据具体的电子电路需求, 选择性能稳定、尺寸适当、响应频率范围合理的电源滤波电感,可以 保证电路的正常运行和稳定输出,并提高电路的抗干扰能力和工作效率。

怎样选择合适的电子电路中的电感滤波电容

怎样选择合适的电子电路中的电感滤波电容电感滤波电容在电子电路中起着重要的作用,它能够有效地滤除电 路中的杂散信号,提高电路的稳定性和可靠性。然而,选择合适的电 感滤波电容并不是一件容易的事情。本文将从电感滤波电容的基本原理、电容的选型依据以及常见的电感滤波电容选择方法等方面进行介绍。 一、电感滤波电容的基本原理 电感滤波电容是一种利用电感和电容的组合来滤除电路中干扰信号 的元件。通过电感的感应作用,它可以将高频杂散信号留在电容上, 从而削弱或者消除干扰。基于这种原理,选择合适的电感滤波电容对 于提高电路的抗干扰能力和信号质量至关重要。 二、电容的选型依据 1.容值:电容的容值决定了它对信号的滤波效果。一般来说,容值 越大,滤波效果越好。但是过大的容值也会增加电路的成本和尺寸, 因此需要根据具体的电路要求进行选择。 2.电压等级:根据电路工作的最大电压,选择合适的电容电压等级,确保电容能够正常工作并具有足够的安全裕度。 3.频率特性:电容的频率特性是指它在不同频率下的阻抗变化情况。一般来说,电容的阻抗随着频率的增加而降低,因此在选择电容时需 考虑其频率特性与电路要求的匹配程度。

三、常见的电感滤波电容选择方法 1.阻抗匹配法:根据电路的输入输出阻抗,选择电容的阻抗与之相 匹配,以达到最佳的滤波效果。 2.滤波频段法:根据电路工作频率范围确定所需的滤波频段,然后 选择合适的电容进行滤波。 3.需求匹配法:根据电路的功率需求、容量需求等确定所需的电容 参数,再选择合适的电容。 四、电感滤波电容的应用案例 1.电源滤波电容:在电源电路中,使用电感滤波电容可以有效地滤 除电源中的纹波干扰,提供稳定的电源电压。 2.信号滤波电容:在信号处理电路中,使用电感滤波电容可以滤除 杂散干扰信号,提高信号的质量和准确性。 3.通信电路中的滤波电容:在无线通信电路中,使用电感滤波电容 可以滤除无线电频段的杂散信号,提高通信质量和抗干扰能力。 总结:选择合适的电感滤波电容是电子电路设计中不可忽视的环节。通过对电感滤波电容的基本原理和选型依据的介绍,以及常见的选择 方法和应用案例的阐述,希望读者能够对如何选择合适的电感滤波电 容有所了解,从而在实际应用中能够做出正确的选择。让我们的电子 电路更加稳定可靠,提高工作效率。

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则 电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。作为一款优秀的设计,电源设计应当是很重要的,它很大程度影响了整个系统的性能和成本。电源设计中的电容使用,往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。 一、电源设计中电容的工作原理 在电源设计应用中,电容主要用于滤波(filter)和退耦/旁路(decoupling/bypass)。滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。根据观察某一随机过程的结果,对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。滤波一词起源于通信理论,它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。“接收信号”相当于被观测的随机过程,“有用信号”相当于被估计的随机过程。 滤波主要指滤除外来噪声,而退耦/旁路(一种,以旁路的形式达到退耦效果,以后用“退耦”代替)是减小局部电路对外的噪声干扰。很多人容易把两者搞混。下面我们看一个电路结构: 图中电源为A和B供电。电流经C1后再经过一段PCB走线分开两路分别供给A和B。当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时,如果没有C2和C3,那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低,而B端电压同样受A端电压影响而降低,于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B 的电源电压,从而对B电路的信号产生影响。同样,B的电流变化也会对A形成干扰。这就是“共路耦合干扰”。 增加了C2后,局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候,电容C2可以为A暂时提供电流,即使共路部分电感存在,A端电压不会下降太多。对B的影响也会减小很多。于是通过电流旁路起到了退耦的作用。 一般滤波主要使用大容量电容,对速度要求不是很快,但对电容值要求较大。如果图中的局部电路A是指一个芯片的话,而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话,可以使用瓷片电容,如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容(前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容)。 滤波电容的容量往往都可以从电源芯片的数据手册里找到计算公式。如果滤波电路同时使用电解电容、钽电容和瓷片电容的话,把电解电容放的离开关电源最近,这样能保护钽电容。瓷片电容放在钽电容后面。这样可以获得最好的滤波效果。

开关电源滤波电容选择

经过整流桥以后的是脉动直流,波动范围很大。后面一般用大小两个电容 大电容用来稳定输出,众所周知电容两端电压不能突变,因此可以使输出平滑 小电容是用来滤除高频干扰的,使输出电压纯净 电容越小,谐振频率越高,可滤除的干扰频率越高 容量选择: (1)大电容,负载越重,吸收电流的能力越强,这个大电容的容量就要越大 (2)小电容,凭经验,一般104即可 2.别人的经验(来自互联网) 1、电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。 2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。 3、理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。 4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段. 具体案例: AC220-9V再经过全桥整流后,需加的滤波电容是多大的?再经78LM05后需加的电容又是多大? 前者电容耐压应大于15V,电容容量应大于2000微发以上。后者电容耐压应大于9V,容量应大于220微发以上。 2.有一电容滤波的单相桥式整流电路,输出电压为24V,电流为500mA,要求: (1)选择整流二极管; (2)选择滤波电容; (3)另:电容滤波是降压还是增压? (1)因为桥式是全波,所以每个二极管电流只要达到负载电流的一半就行了,所以二极管最大电流要大于250mA;电容滤波式桥式整流的输出电压等于输入交流电

压有效值的1.2倍,所以你的电路输入的交流电压有效值应是20V,而二极管承受的 最大反压是这个电压的根号2倍,所以,二极管耐压应大于28.2V。 (2)选取滤波电容:1、电压大于28.2V;2、求C的大小:公式RC≥(3--5)×0.1秒,本题中R=24V/0.5A=48欧 所以可得出C≥(0.00625--0.0104)F,即C的值应大于6250μF。 (3)电容滤波是升高电压。 滤波电容的选用原则 在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C≥2.5T/R 其中: C为滤波电容,单位为UF; T为频率, 单位为Hz R为负载电阻,单位为Ω 当然,这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R. 3. 滤波电容的大小的选取 PCB制版电容选择 印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF 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

滤波电容的选型与计算(详解)

电源滤波电容得选择与计算 电感得阻抗与频率成正比,电容得阻抗与频率成反比、所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过、二者适当组合,就可过滤各种频率信号、如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波、。电容滤波属电压滤波,就是直接储存脉动电压来 平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电流滤波,就是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。电容与电感得很多特性就是恰恰相反得。一般情况下,电解电容得作用就是过滤掉电流中得低频信号,但即使就是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容与低频电容(这里得高频就是相对而言)。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后得滤波,其工作频率与市电一致为50Hz; 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后得滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我 们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在使用中会因电解液得频繁极化而产生较大得热量。而较高得温度将使电容内部得电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容得鼓包与爆裂。 电源滤波电容得大小,平时做设计,前级用4、7u,用于滤低频,二级用0、1u,用于滤高频, 4、7uF得电容作用就是减小输出脉动与低频干扰,0、1uF得电容应该就是减小由于负载电流瞬时 变化引起得高频干扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波,开关电源,要瞧您得ESR(电容得等效串联电阻)有多大,而高频电容得选择最好在其自谐振频率上。大电容就是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容得串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!

整流滤波中电容和电感的选择

纸介电容 用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。它的特点是体积较小,容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。 云母电容 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。 陶瓷电容 用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。 铁电陶瓷电容 容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路。 薄膜电容 结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。 聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路。 金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替

金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。 油浸纸介电容 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。 铝电解电容 它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候,正负极不要接反。钽、铌电解电容 它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。 半可变电容 也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。 可变电容 它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。

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