在大部分的電源濾波電路中,濾波電容通常是一大一小兩個不同容值的電容并聯組成,那么原因在哪里呢?能否用一個電容代替呢?下面我們就來簡單探討一下這些問題。
在解決上面的問題之前,我們必須要了解一下電容的高頻等效模型。
隨著半導體工藝的發展,我們大家都“被高頻”或者“被高速”了,這使得按理想條件處理的器件,在實際使用中變得不再理想了。對于電容來說,在高頻的條件下,它就不僅僅再是一顆電容了,而是一個由電阻、電容和電感組成的復合體,如下圖所示,圖中的電阻為等效串聯電阻(ESR),電感為等效串聯電感(ESL)。可以看出,C與ESL、ESR恰好組成了一個RLC串聯諧振回路。
在這樣的情況下,這一回路的阻抗可以表示為:
易知該諧振回路的諧振頻率
這個頻率稱為該電容的自諧振頻率。
若信號頻率w
若信號頻率w>w0,此時電路的電抗大于0,電壓超前于電流,電路呈感性。
分析到這里,我們要清楚一點,上面所分析的電路是電容的高頻等效模型,也就是說,大家所看到的只是一顆電容。所以,現在我們就可以解釋文章開頭所提出的問題了。
在電容濾波電路中,一旦噪聲頻率過高,超出了電容的自諧振頻率,那么此時的電容就不再是一顆電容了,而是相當于一顆電感,此時就不再具備我們想要的濾波能力了,因此我們需要一個小電容,其自諧振頻率大于該噪聲頻率,這樣才能濾去該噪聲。這就是為何濾波電容通常由一大一小兩個電容并聯組成,而且通過上面的分析我們也應該明白,這兩個電容是不能用一個電容代替的。
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