两个电容器并联的目的是什么?


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此电源电路中,调节器的每一侧并联两个电容器的目的是什么

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我在其他类似的电路中也看到过类似的设置,并且可以猜测,这与一个极化而不是一个极化有关,但是我真的不了解那里发生了什么。


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我认为这是一个非常好的问题……我可以看到该电路中每个电容的电容值都节省了10uF。在10uF上几乎相同的旁边有10uF的意义何在?他们是否打算滤除特定频率?对我来说,将10uF与1nF或类似的电容组合会更有意义。
伦丁

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寻求最短的答案:“不同的频率响应”
JustJeff

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@Lundin:这可能是一个古老的原理图,从那时起即使在5V电压下10uF都需要电解,而电解时具有很大的ESR。如今,在稳压器的输出端接一个单个的0805 1uF陶瓷就可以了。
奥林·拉斯罗普

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请注意,“ µ1”为100nF,而不是1µF。
JimmyB

Answers:


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摘要:

  • 大电容可应对低频纹波,电源噪声和主要输出负载变化。

  • 小型电容器可处理噪声和快速瞬变。


该电路在该应用程序中使用了“过大杀伤力”,但可以作为一个很好的例子。

这是典型的LM7805数据表

在第22页上可以看出,在Vin处有两个电容器,在Vout处有两个电容器不一定是标准配置,并且所提供电路中的电容器值相对较大。
以下是数据表中的fig22。

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您的电路:

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像2200 uF这样的大电容器充当“储存器”,用于将来自粗略DC的能量存储到桥式整流器之外。电容器越大,纹波越小,DC越恒定。当汲取大的电流峰值时,电容器提供的浪涌能量有助于调节器不会在输出中下垂。

电容器符号上的白色和黑色条形表示它是“极性”电容器-它仅在选定的端与+和-一起使用。

这样的电容器通常是“电解电容器”。它们具有很好的滤除低频纹波和对合理快速负载变化做出响应的能力。仅靠电解本身往往具有较大的内部电感+较大的(相对)内部串联电阻(ESR),不足以滤除高频噪声,这不足以完成整个工作。

小型输入电容器(此处显示为u1 = 0.1 uF)将是非极化的,如今通常将成为具有低ESR和低电感的多层陶瓷电容器,从而使其具有出色的高频响应和噪声过滤能力。仅靠它本身并不能完成全部工作,因为它不能存储足够的能量来应对过滤掉纹波变化和大负载瞬变所需的能量。

一般而言,这同样适用于输出电容器。C4 = 10 uF有助于提供任何总负载变化,从而减轻稳压器的负载。通常不需要在这里拥有一个非常小的电容器。出于稳定性的原因,一些现代稳压器此处需要一个较大的电容器,而LM78xx则不需要。

在这里,第二个输出电容器为0.1 uF,可以用来处理高频噪声。

请注意,在输出端使用大电容会引起问题。如果输入短路,则电源断开,C4将通过调节器放电回去。
根据电压和电容器的尺寸,这可能会导致损坏。解决这个问题的一种方法是提供一个通常的从稳压器输出到稳压器输入的反向偏置二极管。如果稳压器输入短路接地,则输出电容器将通过现在正向偏置的二极管放电。


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好答案。我想补充一点,非常大的储能电容器可能会导致噪声增加。二极管的导通时间将变短,但传递相同的功率。这会导致变压器中的电流尖峰,并开始散发出有噪声的磁场。在这里,更大并不总是更好。使用78xx系列稳压器的电路不太可能引起问题,因为它们通常不会移动足够的功率。
Nils Pipenbrinck

@NilsPipenbrinck好点。在变压器和第一个电容器之间增加一个小串联电阻,可以“扩大”导通角,减小电流峰值,降低噪声,并使二极管的使用寿命更短。我似乎记得,算出二极管电流可能会有些令人费解(很久以前就已经进行了练习)。如今,仿真已经足够容易,可以使计算变得异常。
罗素·麦克马洪


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高值极化电容器通常在高频下没有理想的特性(例如,较大的电感),因此在需要担心高频稳定性的情况下(例如78xx),并联增加一个低值电容器是很常见的这样的稳压器IC。


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考虑稳压器输出端的噪声信号时,必须使用低ESR额定电容(电容或陶瓷电容),因为它们具有很好的噪声抑制能力。但这还取决于您使用的是哪个调节器。


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您在问题中提到的链接中提到的电路是全波桥式整流器

在此电路中,电容器充当滤波器。反对交流信号流过或出现在输出端子上。设计人员使用了各种电容器,以便对信号进行滤波,以获得所需的直流电平。

在这里,电容器用于稳压器的跨接器以获得稳定性。在高频下,电容器的性能不稳定或恒定。因此,为了获得稳定性,设计人员将小容量电容器与高容量电容器一起使用。


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我认为也许您错过了问题的要点-OP想知道为什么在稳压器的每一侧都并联有一个高值电容器和一个低值电容器。
Paul R
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