电容工作原理 一文读懂电容的工作原理

一文读懂电容的工作原理、分类选择与应用2017-03-27 电子发烧友网 电容的工作原理及电容的选择应用？什么是电容？电容的单位是什么？本文将详细为您解 答！ 话说电容之一：电容的作用 作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种： 1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之： 1）旁路 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件， 它能使稳压器的输出均匀化， 降低负载需 求。 就像小型可充电电池样， 旁路电容能够被充电， 并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗， 旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而 导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去藕 去藕，又称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为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，由于电路中的电感，电阻 （特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹） ，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种 噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合” 。

去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合 干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁 路电容一般是指高频旁路， 也就是给高频的开关噪声高一条低阻抗泄防途径。 高频旁路电容 一般比较小，根据谐振频率一般取 0.1μ F、0.01μ F 等；而去耦合电容的容量一般较大，可 能是 10μ F 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。 旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象， 防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波 从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实 际上超过 1μ F 的电容大多为电解电容， 有很大的电感成份， 所以频率高后反而阻抗会增大。 有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容， 这时大电容通低频， 小电容通高 频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越小低频越容易通过，电容越大高频越 容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000μ F）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网 友形象地将滤波电容比作“水塘” 。

由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越 高则衰减越大， 可很形象的说电容像个水塘， 不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。 它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就 是充电，放电的过程。 4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷， 并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出 端。 电压额定值为 40～450VDC、 电容值在 220～150 000μ F 之间的铝电解电容器 （如 EPCOS 公司的 B43504 或 B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、 并联或其组合的形式， 对于功率级超过 10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子 电容器。 2、应用于信号电路，主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用： 1）耦合 举个例子来讲， 晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻， 它同时又使信号产生压降反 馈到输入端形成了输入输出信号耦合， 这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻 两端并联一个电容， 由于适当容量的电容器对交流信号 较小的阻抗， 这样就减小了电阻产 生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。