电容滤波器在电子电路中扮演着至关重要的角色,其主要功能是隔断直流、连通交流,并阻止低频信号。它在多种电路中都有广泛应用,如耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。
滤波电容通常接在直流电源的正、负极之间,用于滤除直流电源中的交流成分,使直流电变得更加平滑。这类电容一般采用大容量的电解电容器或钽电容,有时还会在电路中并联其他类型的小容量电容,以滤除高频交流电。
去耦电容则是并联在放大电路的电源正、负极之间,用以防止由于电源内阻形成的正反馈引起的寄生震荡。
耦合电容则用于连接信号源和信号处理电路,或者作为两个放大器级间的连接,它能够隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,从而使得前后级放大电路的直流工作点互不影响。
旁路电容则接在交、直流信号的电路中,通过将电容并联在电阻两端或电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号提供一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
调谐电容连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
衬垫电容与谐振电容是主电容串联的辅助性电容,能够调整振荡信号频率范围,并显著提高低频端的振荡频率。
补偿电容则是与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
中和电容则是并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
稳频电容在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
定时电容在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短。
加速电容接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
缩短电容在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串接的电容。
克拉泼电容在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。
锡拉电容在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。
稳幅电容在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。
预加重电容为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失,而设置的RC高频分量提升网络电容。
去加重电容为恢复原伴音信号,要求对音频信号中经预加重所提升的高频分量和噪声一起衰减掉,设置在RC网络中的电容。
移相电容用于改变交流信号相位。
反馈电容跨接于放大器的输入与输出端之间,使输出信号回输到输入端的电容。
降压限流电容串联在交流电回路中,利用电容对交流电的容抗特性,对交流电进行限流,从而构成分压电路。
逆程电容用于行扫描输出电路,并接在行输出管的集电极与发射极之间,以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲。
校正电容串接在偏转线圈回路中,用于校正显像管边缘的延伸线性失真。
自举升压电容利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位。
消亮点电容设置在视放电路中,用于关机时消除显像管上残余亮点的电容。
软启动电容一般接在开关电源的开关管基极上,防止在开启电源时,过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上。
启动电容串接在单相电动机的副绕组上,为电动机提供启动移相交流电压。
运转电容与单相电动机的副绕组串联,为电动机副绕组提供移相交流电流。
电容器在电子线路中的作用一般概括为通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用。用作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域。
1、隔直流:阻止直流而让交流通过。
2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3、耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
4、平滑或滤波:将整流以后的脉状波变为接近直流的平滑波,或将纹波及干扰波滤除。
5、温度补偿:针对其他元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的温度稳定性。
6、计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7、调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐。
8、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。
9、浪涌电压保护:跨接在功率半导体器件两端的浪涌电压保护电容器通过吸收电压脉冲限制了峰值电压。
10、EMI/RFI抑制:这些电容器连接在电源的输入端,以减轻由半导体所产生的电磁或无线电干扰。
11、控制和逻辑电路:各类电容器均可能被应用于电源控制电路中。
整流电路的输出电压不是纯粹的直流,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器。
脉动系数(S)=输出电压交流分量的基波最大值/输出电压的直流分量
RC-π型滤波电路,实质上是在电容滤波的基础上再加一级RC滤波电路组成的。
根据电抗性元件对交、直流阻抗的不同,由电容C及电感L所组成的滤波电路的基本形式如图1所示。
并联的电容器C在输入电压升高时,给电容器充电,可把部分能量存储在电容器中。
利用储能元件电感器L的电流不能突变的特点,在整流电路的负载回路中串联一个电感,使输出电流波形较为平滑。
桥式整流电感滤波电路如图2所示。
电容滤波原理详解
1.空载时的情况
当电路采用电容滤波,输出端空载,如图4(a)所示,设初始时电容电压uC为零。
2.带载时的情况
图5给出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。
以上滤波电路都有一个共性,那就是需要很大的电容容量才能满足要求。
为什么整流后加上滤波电容在不带负载时电压为何升高?这是因为加上滤波测得的电压是含有脉动成分的峰值电压。
有源滤波-电子电路滤波
电阻滤波本身有很多矛盾,电感滤波成本又高,故一般线路常采用有源滤波电路。
电容自谐振频率表
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。
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