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開關(guān)電源之耦合電容的容量大小應(yīng)如何選擇
來源:東莞市成良智能科技 發(fā)布時間:2019-10-17 點擊量:1855
去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF.這個電容的分布電感的典型值是5μH.0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用.1μF、10μF的電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10μF左右。最好不用電解電容,開關(guān)電源之電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
分布開關(guān)電源之電容是指由非形態(tài)電容形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式,在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。這種電容的容量很小,但可能對電路形成一定的影響。在對印制板進行設(shè)計時一定要充分考慮這種影響,尤其是在工作頻率很高的時候。也成為寄生電容,制造時一定會產(chǎn)生,只是大小的問題。分布電感是指在頻率提高時,因?qū)w自感而造成的阻抗增加。
開關(guān)電源之元器件耦合電容,又稱電場耦合或靜電耦合,是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。開關(guān)電源之耦合電容器是使得強電和弱電兩個系統(tǒng)通過電容器耦合并隔離,提供高頻信號通路,阻止低頻電流進入弱電系統(tǒng),保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的開關(guān)電源之耦合電容器除以上作用外,還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用,起到電壓互感器的作用。
本質(zhì):開關(guān)電源之耦合電容與下一級的輸入電阻構(gòu)成了RC高通濾波器,為了保成輸入信號下限頻率能通過這一“RC高通濾波器”,RC高通濾波器的下限頻率不能高于輸入信號的頻率。
相當(dāng)于選擇適當(dāng)?shù)碾娙輥碓O(shè)計一個高通濾波器,以保證輸入信號通不衰減通過,所以電容C可用公式計算出來。我們來看一個實驗,輸入信號為頻率為1Hz,大小為10mv.可見此輸入信號有兩個特點,頻率很低,幅度又很小。
按照常識,開關(guān)電源之電容容量越大,信號的頻率就可以越低,現(xiàn)在的輸入信號頻率為1Hz,那么耦合電容的容量越大越好嗎?實驗結(jié)果:
1.輸入信號頻率為1Hz,幅度10mV,負載電阻300K,耦合電容先0.4uF測得輸入輸出波形,黃色為輸入,綠色為輸出。可見輸入信號經(jīng)過耦合電容后,幅度被嚴重衰減,由此可知開關(guān)電源之耦合電容選擇過小。耦合電容選擇0.1uF-0.5uF期間,輸入信號衰減比較嚴重。
結(jié)論:如果電路要求信號耦合之后不能衰減,那么耦合電容就不能小于0.5uF。
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