两个电容并联的目的是什么?

电器工程 电源 电容器
2022-01-15 01:11:58

在这个电源电路中稳压器每一侧并联的两个电容器的作用是什么

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我在其他类似的电路中看到过类似的设置,并且可以猜测它与一个被极化或一个没有极化有关,但我真的不明白那里发生了什么。

4个回答

概括:

  • 大电容处理低频纹波和电源噪声以及主要输出负载变化。

  • 小电容器处理噪声和快速瞬变。


该电路对该应用程序使用“矫枉过正”,但可以作为一个很好的例子。

这是一个典型的LM7805 数据表

从第 22 页可以看出,在 Vin abd 处有两个电容器,在 Vout 处有两个电容器不一定是标准布置,并且所提供电路中的电容器值相对较大。
下面是数据表中的图 22。

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你的电路:

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像 2200 uF 这样的大电容器充当“储存器”,将来自桥式整流器的粗直流能量储存起来。电容越大,纹波越小,直流越稳定。当出现大电流峰值时,电容器提供的浪涌能量有助于调节器的输出不会下降。

电容器符号上的白色和黑色条表示它是一个“极性”电容器 - 它仅适用于选定端的 + 和 -。

这种电容器通常是“电解电容器”。它们具有良好的滤除低频纹波和响应合理快速负载变化的能力。仅靠它本身是不够的,因为它不擅长过滤高频噪声,因为电解电容往往具有较大的内部电感 + 较大的(相对)内部串联电阻 (ESR)。

小输入电容器(此处显示为 u1 = 0.1 uF)将是无极性的,并且现在通常是具有低 ESR 和低电感的多层陶瓷电容器,从而使其具有出色的高频响应和噪声过滤能力。仅靠它本身是不够的,因为它无法存储足够的能量来处理过滤纹波变化和大负载瞬变所需的能量。

这同样适用于输出电容器。C4 = 10 uF 有助于提供任何总负载变化,从而减轻稳压器的一些负载。通常认为这里不需要多于一个非常小的电容器。出于稳定性原因,一些现代稳压器需要一个较大的电容器,但 LM78xx 不需要。

这里的第二个输出电容为 0.1 uF,用于处理高频噪声。

请注意,在输出端使用大电容可能会导致问题。如果输入短路以致断电,C4 将通过稳压器放电。
根据电压和电容器的大小,这可能会导致损坏。解决这个问题的一种方法是在稳压器输出到稳压器输入之间提供一个通常反向偏置的二极管。如果稳压器输入对地短路,则输出电容器将通过现在正向偏置的二极管放电。


补充:尼尔斯指出:

非常大的储能电容器可能会导致噪声增加。二极管的导通时间会变短,但传输的功率相同。这会导致变压器中的电流尖峰开始辐射出嘈杂的磁场。更大并不总是更好。不过,使用 78xx 系列稳压器的电路不太可能引起问题,它们通常只是不能提供足够的功率。

好点子。在变压器和第一个电容器之间添加一个小型串联电阻用于“扩展”导通角、降低电流峰值、降低噪声并使二极管的使用更轻松。我似乎记得计算出二极管电流可能有点费力(很久以前作为练习做过)。如今,模拟很容易使计算变得异常。

高值极化电容器通常在高频下没有理想的特性(例如显着的电感),因此在需要担心高频稳定性的情况下,并联一个低值电容器是相当常见的,例如 78xx稳压器 IC 之类的。

当您考虑稳压器输出的噪声信号时,您必须使用低ESR额定值(陶瓷)电容器,因为它们具有非常好的噪声抑制能力。但这也取决于您使用的调节器。

您在问题中提到的链接中提到的电路是全波桥式整流器

在此电路中,电容器充当滤波器。它反对交流信号流过或出现在输出端。设计人员使用各种电容器对信号进行滤波以获得所需的直流电平。

在这里,电容器用于调节器 inode 上以获得稳定性。在高频下,电容器的行为不稳定或恒定。因此,为了获得稳定性,设计师在高值电容器上使用了小值电容器。