电容的分析资料.ppt

四、电路分析 4.1在单向桥式电容滤波整流电路 当v2到达90°时，v2开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载ＲL放电。指数放电起始点的放电速率很大。 在刚过90°时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过90°时二极管仍然导通。在超过90°后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，二极管关断。 所以，在t1到t2时刻，二极管导电，Ｃ充电，vC=vL按正弦规律变化；t2到t3时刻二极管关断，vC=vL按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。 第四章 电路分析 第一节 在单向桥式电容滤波整流电路 需要指出的是，当放电时间常数RLC增加时，t1点要右移， t2点要左移，二极管关断时间加长，导通角减小，见曲线3；反之，RLC减少时，导通角增加。显然，当ＲL很小，即IL很大时，电容滤波的效果不好，见滤波曲线中的2。反之，当ＲL很大，即IL很小时，尽管C较小, RLC仍很大,电容滤波的效果也很好,见滤波曲线中的3。所以电容滤波适合输出电流较小的场合。 第四章 电路分析 第一节 在单向桥式电容滤波整流电路 4.2 滤波应用电路 对于频率比较高的交流信号来说，电容相当于短路。 于直流，电容开路。 像图中的0.1u的电容一般是用来高频滤波的,因为容量大的电解电容在频率高的时候表现为电感，所以电解电容只适合做低频的交流滤波。 通常MCU系统中电源的滤波部分电容是由一个容量比较大的电解电容，加上一个容量比较小的非电解电容(习惯上取104)组成。 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 4.2.1 分析 图17：两只电容并联的交流等效电路。 其中R0为信号源内阻，R1为电容C1的等效串联电阻，R2为电容C2的等效串联电阻。传输函数可以表示成下式， 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 从上式不难看出，系统包括两个极点，两个零点。 ，当满足条件C1C2，R1R2时，极点可以表达成下式， 以上面50V/10uF电解电容，和16V/1uF陶瓷电容的数据作为依据，对上述器件进行如下赋值，ESR取f=100kHz的值。R0 = 1Ω，C1 = 8.21uF，C2 = 0.997uF，R1 = 774mΩ，R2 = 190mΩ，从图18看出，在紧接着第一个极点P1之后，出现了第一个零点Z1，它是由R1、C1形成的，如果没有电容C2，AC曲线将保持水平，不再有衰减。正是由于C2的存在，使得增益在通过第二个极点P2之后继续衰减，直至第二个零点Z2。因此要使两只电容并联的增益衰减更多，可以将Z2外移，也就是使电容C2以及R2远小于C1、R1。 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路  图18：两只电容并联的幅度/相位频率特性。 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 当三只电容并联的情况如图19所示，传输函数可以表示成 图19：三只电容并联的交流等效电路。 从上式不难看出，系统包括三个极点，三个零点。 假定上述器件给出值如下，R0 = 1Ω、C1 = 10uF、C2 = 1uF、C3=0.1uF、R1 = 2Ω、R2 = 100mΩ、R3=50mΩ，网络的频率特性如图20， 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 衰减是第一个极点P1开始，到最后一个零点Z3结束。P1是由C1、R0+R1引起的，Z3是由C3、R3引起的。同样类似的情况，当满足R1×C1 = R2×C2 = R3×C3时，仍可以等效成一只电容，其容值为三个电容的并联Ce = C1//C2//C3，ESR为三个电阻并联Re = R1//R2//R3。  图20：三只电容并联计算出的频率响应。 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 为了实现更好的噪声衰减，当使用多只电容并联时，应选择ESR与C各不相同的电容，这样可以使衰减曲线从第一个极点开始，一直到最后一个零点结束，容值最大的那只电容决定了衰减的起始频率，容值最小的那只电容决定了衰减的终止频率，并且务必减小引线长度，防止出现ESL。 4.2.2 总结 第四章 电路分析 第二节 滤波应用电路 4.3 RC滤波： 在模拟电路，由RC组成的无源滤波电路中，根据电容的接法及大小主要可分为低通滤波电路（如图21）和高通滤波电路（如图22）。  图21 低通滤波电路 图22 高通滤波电路 第四章 电路分析 第三节 RC滤波 (1)在图21 的低通滤波电路中，他跟积分电路有些相似（电容C都是并在输出端），但 他们是应用在不同的电路功能上，积分电路主要是利用电容C充电时的积分作用，在输入方波情形下 ，来产生周期性的锯齿波（三角波），因此电容C及电阻R是根据方波的tW