濾波電容的選擇

發(fā)布時(shí)間:2023-12-01
經(jīng)過整流橋以后的是脈動(dòng)直流,波動(dòng)范圍很大。后面一般用大小兩個(gè)電容大電容用來穩(wěn)定輸出,眾所周知電容兩端電壓不能突變,因此可以使輸出平滑
小電容是用來濾除高頻干擾的,使輸出電壓純凈電容越小,諧振頻率越高,可濾除的干擾頻率越高
1、容量選擇:
(1)大電容,負(fù)載越重,吸收電流的能力越強(qiáng),這個(gè)大電容的容量就要越大
(2)小電容,憑經(jīng)驗(yàn),一般104即可
**別人的經(jīng)驗(yàn)**
1)電容對(duì)地濾波,需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地,對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。
2)電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地。
3)理論上說電源濾波用電容越大越好,一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。
4)可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián),一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,以獲得更大的濾波頻段.
具體案例: ac220-9v再經(jīng)過全橋整流后,需加的濾波電容是多大的? 再經(jīng)78lm05后需加的電容又是多大?
前者電容耐壓應(yīng)大于15v,電容容量應(yīng)大于2000微發(fā)以上。 后者電容耐壓應(yīng)大于9v,容量應(yīng)大于220微發(fā)以上。
2、有一電容濾波的單相橋式整流電路,輸出電壓為24v,電流為500ma,要求:
(1)選擇整流二極管;
(2)選擇濾波電容;
(3)另:電容濾波是降壓還是增壓?
(1)因?yàn)闃蚴绞侨ǎ悦總€(gè)二極管電流只要達(dá)到負(fù)載電流的一半就行了,所以二極管最大電流要大于250ma;電容濾波式橋式整流的輸出電壓等于輸入交流電壓有效值的1.2倍,所以你的電路輸入的交流電壓有效值應(yīng)是20v,而二極管承受的最大反壓是這個(gè)電壓的根號(hào)2倍,所以,二極管耐壓應(yīng)大于28.2v。
(2)選取濾波電容:1、電壓大于28.2v;2、求c的大?。汗絩c≥(3--5)×0.1秒,本題中r=24v/0.5a=48歐
所以可得出c≥(0.00625--0.0104)f,即c的值應(yīng)大于6250μf。
(3)電容濾波是升高電壓。
濾波電容的選用原則
在電源設(shè)計(jì)中,濾波電容的選取原則是:
c≥2.5t/r其中: c為濾波電容,單位為uf;t為頻率, 單位為hz
r為負(fù)載電阻,單位為ω
當(dāng)然,這只是一般的選用原則,在實(shí)際的應(yīng)用中,如條件(空間和成本)允許,都選取c≥5t/r
3、濾波電容的大小的選
pcb制版電容選擇
印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí).操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電,必須采用rc吸收電路來吸收放電電流。一般r取1~2kω,c取2.2~4.7μf
一般的10pf左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào),0.1uf左右的用來濾除低頻的紋波干擾,還可以起到穩(wěn)壓的作用。濾波電容具體選擇什么容值要取決于你pcb上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)造成影響的諧波頻率,可以查一下相關(guān)廠商的電容資料或者參考廠商提供的資料庫軟件,根據(jù)具體的需要選擇。至于個(gè)數(shù)就不一定了,看你的具體需要了,多加一兩個(gè)也挺好的,暫時(shí)沒用的可以
先不貼,根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。如果你pcb上主要工作頻率比較低的話,加兩個(gè)電容就可以了,一個(gè)慮除紋波,一個(gè)慮除高頻信號(hào)。如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流,建議再加一個(gè)比較大的鉭電容。
其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面,也就是各位所說的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。原理我就不說了,實(shí)用點(diǎn)的,一般數(shù)字電路去耦0.1uf即可,用于10m以下;20m以上用1到10個(gè)uf,去除高頻噪聲好些,大概按c=1/f 。旁路一般就比較的小了,一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uf。
說到電容,各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?,旁路電容,去耦電容,濾波電容等等,其實(shí)無論如何稱呼,它的原理都是一樣的,即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性,這一點(diǎn)可以通過電容的等效阻抗公式看出來:xcap=1/2лfc,工作頻率越高,電容值越大則電容的阻抗越小.。在電路中,如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路,就稱為旁路電容;如果主要是為了增加電源和地的交流耦合,減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響,就可以稱為去耦電容;如果用于濾波電路中,那么又可以稱為濾波電容;除此以外,對(duì)于直流電壓,電容器還可作為電路儲(chǔ)能,利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中,往往電容的作用是多方面的,我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文里,我們統(tǒng)一把這些應(yīng)
用于高速pcb設(shè)計(jì)中的電容都稱為旁路電容.
電容的本質(zhì)是通交流,隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好。
但由于引線和pcb布線原因,實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路,(還有電容本身的電阻,有時(shí)也不可忽略)這就引入了諧振頻率的概念:ω=1/(lc)1/2
在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性。
因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。
這也能解釋為什么同樣容值的stm封裝的電容濾波頻率比dip封裝更高。
至于到底用多大的電容,這是一個(gè)參考
電容諧振頻率
電容值 dip (mhz) stm (mhz)
1.0μf 2.5 5
0.1μf 8 16
0.01μf 25 50
1000pf 80 160
100 pf 250 500
10 pf 800 1.6(ghz)
不過僅僅是參考而已,用老工程師的話說——主要靠經(jīng)驗(yàn)。
更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián),一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,以獲得更大的濾波頻段。
一般來講,大電容濾除低頻波,小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比。具體電容的選擇可以用公式c=4pi*pi /(r * f * f )
電源濾波電容如何選取,掌握其精髓與方法,其實(shí)也不難。
1)理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc),但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng)
,這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)lc串連諧振電路,自諧振頻率即器件的fsr參數(shù),這表示頻率大于fsr值時(shí),電容變成了一個(gè)電感,如果電容對(duì)地濾波,當(dāng)頻率超出fsr后,對(duì)干擾的抑制就大打折扣,所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地,可以想想為什么?原因在于小電容,sfr值大,對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路,所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大電容慮低頻,小電容慮高頻,根本的原因在于sfr(自諧振頻率)值不同,當(dāng)然也可以想想為什么?如果從這個(gè)角度想,也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了.
2)那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,我們常常會(huì)有疑問,我怎么知道電容的sfr是多少?就算我知道sfr值,我如何選取不同sfr值的電容值呢?是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容?電容的sfr值和電容值有關(guān),和電容的引腳電感有關(guān),所以相同容值的0402,0603,或直插式電容的sfr值也不會(huì)相同,當(dāng)然獲取sfr值的途徑有兩個(gè),1)器件data sheet,如22pf0402電容的sfr值在2g左右, 2)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率,想想如何量測(cè)?s21?知道了電容的sfr值后,用軟件仿真,如rfsim99,選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比.仿真完后,那就是實(shí)際電路試驗(yàn),如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí),lna的電源濾波是關(guān)鍵,好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)db.
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