在電路設(shè)計(jì)過程中,要用電容來進(jìn)行濾波.有時(shí)要用電解電容,有時(shí)要陶瓷電容.有時(shí)兩種均要用到.我想問一下:用電解電容的作用是什么?用普通陶瓷電容的作用是什么?如何計(jì)算其容量的大小?對(duì)于電解電容的耐壓又該如何選擇確定? 哪些情況用電解電容,哪些情況下用陶瓷電容,哪些情況下兩種均要用? 在老版的模擬電子書上有提到,有個(gè)專門的公式去計(jì)算電容值的大小,不過有些IC之類的如何匹配電容在它的Datasheet里有規(guī)定,希望能幫上你。
電解電容與陶瓷電容一般用在IC的電源與地之間,起濾波作用,陶瓷電容單獨(dú)使用去耦作用,它的使用一般在IC中會(huì)有說明,其電解值的大小與IC所需電流大小有關(guān),陶瓷取0.01uf。
電解電容
陶瓷電容
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如果我要用別的電容替代某個(gè)電容的時(shí)候,是必須容量和耐壓值都要滿足嗎?有的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)很難兩全其美。這時(shí)候能不能舍棄其中之一呢?
濾波電容范圍太廣了,這里簡(jiǎn)單說說電源旁路(去藕)電容。
濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對(duì)局部電源來說就是要起到瞬態(tài)供電的作用。為什么要加電容來供電呢?是因?yàn)槠骷?duì)電流的需求隨著驅(qū)動(dòng)的需求快速變化(比如DDR controller),而在高頻的范圍內(nèi)討論,電路的分布參數(shù)都要進(jìn)行考慮。由于分布電感的存在,阻礙了電流的劇烈變化,使得在芯片電源腳上電壓降低--也就是形成了噪聲。而且,現(xiàn)在的反饋式電源都有一個(gè)反應(yīng)時(shí)間--也就是要等到電壓波動(dòng)發(fā)生了一段時(shí)間(通常是ms或者us級(jí))才會(huì)做出調(diào)整,對(duì)于ns級(jí)的電流需求變化來說,這種延遲,也形成了實(shí)際的噪聲。所以,電容的作用就是要提供一個(gè)低感抗(阻抗)的路線,滿足電流需求的快速變化。
基于以上的理論,計(jì)算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計(jì)算。選擇電容的種類,就需要按照它的寄生電感去考慮--也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。
討論問題必須從本質(zhì)上出發(fā)。首先,可能都知道電容對(duì)直流是起隔離作用的,而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時(shí),電容就有了最常見的兩個(gè)作用。一是用于極間隔離直流,有人也叫作耦合電容,因?yàn)樗綦x了直流,但要通過交流信號(hào)。直流的通路局限在幾級(jí)間,這樣可以簡(jiǎn)化工作點(diǎn)很復(fù)雜的計(jì)算,二是濾波。基本上就是這兩種。作為耦合,對(duì)電容的數(shù)值要求不嚴(yán),只要其阻抗不要太大,從而對(duì)信號(hào)衰減過大即可。但對(duì)于后者,就要求從濾波器的角度出發(fā)來考慮,比如輸入端的電源濾波,既要求濾除低頻(如有工頻引起的)噪聲,又要濾除高頻噪聲,故就需要同時(shí)使用大電容和小電容。有人會(huì)說,有了大電容,還要小的干什么?這是因?yàn)榇蟮碾娙荩捎跇O板和引腳端大,導(dǎo)致電感也大,故對(duì)高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細(xì)據(jù)此可以確定電容量。而對(duì)于耐壓,任何時(shí)候都必須滿足,否則,就會(huì)爆炸,即使對(duì)于非電解電容,有時(shí)不爆炸,其性能也有所下降。講起來,太多了,先談這么多。都是濾波的作用,鋁電解電容容量比較大,主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對(duì)應(yīng)2~3μf,如過要求高的時(shí)候可以1mA對(duì)應(yīng)5~6μf。無極性電容用于慮除高頻信號(hào)。單獨(dú)使用的時(shí)候大部分是去藕用的。有時(shí)可以與電解電容并聯(lián)使用。陶瓷電容的高頻特性比較好,但是在某個(gè)頻率(大約是6MHz記不太清了)是容量下降的很快。