电容滤波电路的设计与计算
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电源滤波电容大小的计算方法滤波电容工程粗略计算公式:按RC时间常数近似等于3~5倍电源半周期估算。
给出一例:负载情况:直流1A,12V。
其等效负载电阻12欧姆。
桥式整流(半波整流时,时间常数加倍):RC = 3 (T/2)C = 3 (T/2) / R = 3 x (0.02 / 2 ) /12 = 2500 (μF)工程中可取2200 μF,因为没有2500 μF这一规格。
若希望纹波小些,按5倍取。
这里,T是电源的周期,50HZ时,T = 0.02 秒。
时间的国际单位是S。
仅供参考C=Q/U----------Q=C*UI=dQ/dt---------I=d(C*U)/dt=C*dU/dtC=I*dt/dU从上式可以看出,滤波电容大小与电源输出电流和单位时间电容电压变化率有关系,且输出电流越大电容越大,单位时间电压变化越小电容越大我们可以假设,单位时间电容电压变化1v(dV=1)(可能有人说变化也太大了吧,但想下我们一般做类似lm886的时候用的电压是30v左右,电压下降1v,电压变化率是96.7%,我认为不算小了,那如果您非认为这个值小了,那你可以按照你所希望的值计算一下,或许你发现你所需要的代价是很大的),则上式变为C=I*dt。
那么我们就可以按照一个最大的猝发大功率信号时所需要的电流和猝发时间来计算我们所需要的最小电容大小了,以lm3886为例,它的最大输出功率是125W,那么我么可以假设需要电源提供的最大功率是150W,则电源提供的最大电流是I=150/(30+30)=2.5A(正负电源各2.5A),而大功率一般是低频信号,我们可以用100Hz信号代替,则dt=1/100=0.01s,带上上式后得到C=2.5×0.01=0.025=25000uF。
以上计算是按照功放的最大功率计算的,如果我们平时是用小音量听的话,电容不需要这么大的,我认为满足一定的纹波系数就可以了,4700u或许就已经够用了。
LC与RC滤波电路设计原理1.LC滤波电路设计原理:LC滤波电路是由电感器(L)和电容器(C)组成的电路。
它主要通过利用电感和电容的特性来实现对不同频率的信号的滤波。
根据电感和电容的特性,我们知道电感对于高频信号有较大的阻抗,而电容对于低频信号有较大的阻抗。
因此,在LC滤波电路中,当输入信号的频率比较高时,电感器的阻抗较大,电容器的阻抗较小,所以电流主要通过电感器,而不会随着频率的增加而改变。
当输入信号的频率比较低时,电感器的阻抗较小,电容器的阻抗较大,所以电流主要通过电容器,而不会随着频率的减小而改变。
根据以上原理,我们可以设计出不同类型的LC滤波电路。
例如,如果我们希望滤除高频信号,可以设计一个电感器和电容器并联的LC滤波电路,这样在高频信号通过时,电感器的阻抗较大,电容器的阻抗较小,从而滤除高频信号;如果我们希望滤除低频信号,可以设计一个电感器和电容器串联的LC滤波电路,这样在低频信号通过时,电感器的阻抗较小,电容器的阻抗较大,从而滤除低频信号。
2.RC滤波电路设计原理:RC滤波电路是由电阻器(R)和电容器(C)组成的电路。
它主要通过利用电阻和电容的特性来实现对不同频率的信号的滤波。
与LC滤波电路不同,RC滤波电路实际上是通过电容器的充电和放电过程来对电信号进行滤波。
当输入信号的频率比较高时,电容器没有足够的时间来充电,所以输入信号基本上不会通过电容器。
而当输入信号的频率比较低时,电容器有足够的时间来充电,所以输入信号可以通过电容器。
根据以上原理,我们可以设计出不同类型的RC滤波电路。
例如,如果我们希望滤除高频信号,可以将电容器连接在输出端,这样在高频信号通过时,电容器没有足够的时间来充电,所以高频信号被滤除;而如果我们希望滤除低频信号,可以将电容器连接在输入端,这样在低频信号通过时,电容器有足够的时间来充电,所以低频信号被滤除。
综上所述,LC和RC滤波电路都是通过利用电感、电容、电阻等元件的特性来实现对不同频率的信号的滤波。
电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧
本文主要是关于电容滤波的相关介绍,并着重对电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧进行了详尽的阐述。
电容滤波安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件,通常把这种器件称其为滤波电容。
由于滤波电路要求储能电容有较大电容量。
所以,绝大多数滤波电路使用电解电容。
电解电容由于其使用电解质作为电极(负极)而得名。
电解电容的一端为正极,另一端为负极,不能接反。
正极端连接在整流输出电路的正端,负极连接在电路的负端。
在所有需要将交流电转换为直流电的电路中,设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定,同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。
滤波电容在电路中的符号一般用“C“表示,电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。
当滤波电容达到一定容量后,加大电容容量反而会对其他一些指标产生有害影响。
滤波电容的特点
1、温升低
谐波滤波器回路由电容器串联电抗器组成,在某一谐波阶次形成最低阻抗,用以吸收大量谐波电流,电容器的质量会影响谐波滤波器的稳定吸收效果,电容器的使用寿命跟温度有很大的关系,温度越高寿命越低,滤波全膜电容器具有温升低等特点,可以保证其使用寿命。
2、损耗低
介质损耗角正切值(tgδ):≤0.0003
3、安全性
符合GB、IEC标准,内部单体电容器均附装保护装置;当线路或单体电容器发生异常时,该保护装置将会立即动作,自动切断电源,以防二次灾害的发生。
附装放电电阻,可确保用电及维护保养之安全。
外壳采用钢板冲压而成,内外部涂上耐候性良好之高温烤漆安全性特高。
电源滤波电容大小的计算方法(总2页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--问题: 请问电源的滤波电容的通常是一个大的并联一个小的,两个相差100倍,但是那个大的电容有的用10u,有的用47u,还有的用,这是怎么回事,应该怎么选择啊大的是电解电容,滤波用的,选择的话,我感觉是看输入的电压质量的,如果本身纹波很大,或者对纹波要求很严格,那就用大的电容。
小一些的是去耦电容,我感觉和滤波差不多意思,就是防止电压波动的。
容值要小一些,高频时候作用大。
电源滤波电容大小的计算方法电源滤波电容大小的计算方法(有人说:没有仔细看,但结论似乎不正确)C=Q/U----------Q=C*UI=dQ/dt---------I=d(C*U)/dt=C*dU/dtC=I*dt/dU从上式可以看出,滤波电容大小与电源输出电流和单位时间电容电压变化率有关系,且输出电流越大电容越大,单位时间电压变化越小电容越大我们可以假设,单位时间电容电压变化1v(dV=1)(可能有人说变化也太大了吧,但想下我们一般做类似lm886的时候用的电压是30v左右,电压下降1v,电压变化率是%,我认为不算小了,那如果您非认为这个值小了,那你可以按照你所希望的值计算一下,或许你发现你所需要的代价是很大的),则上式变为C=I*dt。
那么我们就可以按照一个最大的猝发大功率信号时所需要的电流和猝发时间来计算我们所需要的最小电容大小了,以lm3886为例,它的最大输出功率是125W,那么我么可以假设需要电源提供的最大功率是150W,则电源提供的最大电流是I=150/(30+30)=(正负电源各),而大功率一般是低频信号,我们可以用100Hz信号代替,则dt=1/100=,带上上式后得到C=×==25000uF。
以上计算是按照功放的最大功率计算的,如果我们平时是用小音量听的话,电容不需要这么大的,我认为满足一定的纹波系数就可以了,4700u或许就已经够用了。
电源滤波电容的采用与估计之阳早格格创做电感的阻抗与频次成正比,电容的阻抗与频次成反比.所以,电感不妨阻扼下频通过,电容可以阻扼矮频通过.二者符合拉拢,便可过滤百般频次旗号.如正在整流电路中,将电容并正在背载上大概将电感串联正在背载上,可滤去接流纹波..电容滤波属电压滤波,是间接储藏脉动电压去仄滑输出电压,输出电压下,靠近接流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效验越佳.电感滤波属电流滤波,是靠通过电流爆收电磁感触去仄滑输出电流,输出电压矮,矮于接流电压灵验值;适用于大电流,电流越大滤波效验越佳.电容战电感的很多个性是恰恰好异的.普遍情况下,电解电容的效率是过滤掉电流中的矮频旗号,但是纵然是矮频旗号,其频次也分为了佳几个数量级.果此为了符合正在分歧频次下使用,电解电容也分为下频电容战矮频电容(那里的下频是相对付而止).矮频滤波电容主要用于市电滤波大概变压器整流后的滤波,其处事频次与市电普遍为50Hz;而下频滤波电容主要处事正在启闭电源整流后的滤波,其处事频次为几千Hz到几万Hz.当尔们将矮频滤波电容用于下频电路时,由于矮频滤波电容下频个性短佳,它正在下频充搁电时内阻较大,等效电感较下.果此正在使用中会果电解液的一再极化而爆收较大的热量.而较下的温度将使电容里里的电解液气化,电容内压力降下,最后引导电容的饱包战爆裂.电源滤波电容的大小,通常搞安排,前级用4.7u,用于滤矮频,二级用0.1u,用于滤下频,变更引起的下频搞扰.普遍前里那个越大越佳,二个电容值出进大概100倍安排.电源滤波,启闭电源,要瞅您的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而下频电容的采用最佳正在其自谐振频次上.大电容是预防浪涌,机理便佳比大火库防洪本领更强一般;小电容滤下频搞扰,所有器件皆不妨等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也便有了自谐振,惟有正在那个自谐振频次上,等效电阻最小,所以滤波最佳!电容的等效模型为一电感L,一电阻R战电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率耗费,电容C.果而可等效为串联LC回路供其谐振频次,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,进而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路核心频次处电抗最小表示为杂电阻,所以核心频率处起到滤波效验.引线电感的大小果其细细少短而分歧,接天电容的电感普遍是1MM为10nH安排,与决于需要接天的频次.采与电容滤波安排需要思量参数:ESRESL耐压值谐振频次那么怎么样采用电源滤波电容呢?电源滤波电容怎么样采用,掌握其细髓与要领,本去也不易1) 表里上理念的电容其阻抗随频次的减少而缩小(1/jwc),但是由于电容二端引足的电感效力,那时电容该当瞅成是一个LC勾通谐振电路,自谐振频次即器件的FSR参数,那表示频次大于FSR值时,电容形成了一个电感,如果电容对付天滤波,当频次超出FSR后,对付搞扰的压制便大挨合扣,所以需要一个较小的电容并联对付天.本果正在于小电容,SFR值大,对付下频旗号提供了一个对付天通路,所以正在电源滤波电路中咱们时常那样明白:大电容滤矮频,小电容滤下频,基础的本果正在于SFR(自谐振频次)值分歧,念念为什么?如果从那个角度念,也便不妨明白为什么电源滤波中电容对付天足为什么要尽大概靠拢天了.2)那么正在本量的安排中,咱们时常会有疑问,尔怎么了解电容的SFR是几? 便算尔了解SFR值,尔怎么样采用分歧SFR值的电容值呢? 是采用一个电容仍旧二个电容?电容的SFR值战电容值有闭,战电容的引足电感有闭,所以相共容值的0402,0603,大概曲插式电容的SFR值也不会相共,天然获与SFR值的道路有二个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值正在2G安排,2)通过搜集分解仪间接量测其自谐振频次,念念怎么样丈量S21?了解了电容的SFR值后,用硬件仿真,如RFsim99,选一个大概二个电路正在于您所供电电路的工做频戴是可有足够的噪声压制比.仿真完后,那便是本量电路考查,如调试脚机接支敏捷度时,LNA的电源滤波是闭键,佳的电源滤波往往不妨革新几个dB.果,本量上电容是电感战电容的并联电路,(另有电容自己的电阻,偶尔也不可忽略)那便引进了谐振频次的观念:ω=1/(LC)1/2正在谐振频次以下电容呈容性,谐振频次以上电容呈感性.果而普遍大电容滤矮频波,小电容滤下频波.那也能阐明为什么共样容值的STM启拆的电容滤波频次比DIP启拆更下.至于到底用多大的电容,那是一个参照电容谐振频次不过只是是参照而已,老工程师道主要靠体味.更稳当的搞法是将一大一小二个电容并联,普遍央供出进二个数量级以上,以赢得更大的滤波频段.尔瞅了那篇文章,也搞个大略的归纳吧:1.电容对付天滤波,需要一个较小的电容并联对付天,对付下频旗号提供了一个对付天通路.2.电源滤波中电容对付天足要尽大概靠拢天.3.表里上道电源滤波用电容越大越佳,普遍大电容滤矮频波,小电容滤下频波.4.稳当的搞法是将一大一小二个电容并联,普遍央供出进二个数量级以上,以赢得更大的滤波频段.(类似1)滤波电容的采用准则通过整流桥以去的是脉动曲流,动摇范畴很大.后里普遍用大小二个电容大电容用去宁静输出,寡所周知电容二端电压不克不迭突变,果此不妨使输出仄滑小电容是用去滤除下频搞扰的,使输出电压杂洁电容越小,谐振频次越下,可滤除的搞扰频次越下容量采用:(1)大电容,背载越沉,吸支电流的本领越强,那个大电容的容量便要越大(2)小电容,凭体味,普遍104即可2.他人的体味(去自互联网)1、电容对付天滤波,需要一个较小的电容并联对付天,对付下频旗号提供了一个对付天通路.2、电源滤波中电容对付天足要尽大概靠拢天.3、表里上道电源滤波用电容越大越佳,普遍大电容滤矮频波,小电容滤下频波.4、稳当的搞法是将一大一小二个电容并联,普遍央供出进二个数量级以上,以赢得更大的滤波频段.简曲案例:AC220-9V再通过齐桥整流后,需加的滤波电容是多大的?再经78LM05后需加的电容又是多大?前者电容耐压应大于15V,电容容量应大于2000微收以上.后者电容耐压应大于9V,容量应大于220微收以上.2.有一电容滤波的单相桥式整流电路,输出电压为24V,电流为500mA,央供:(1)采用整流二极管;(2)采用滤波电容;(3)另:电容滤波是落压仍旧删压?(1)果为桥式是齐波,所以每个二极管电流只消达到背载电流的一半便止了,所以二极管最大电流要大于250mA;电容滤波式桥式整流的输出电压等于输进接流电压灵验值的1.2倍,所以您的电路输进的接流电压灵验值应是20V,而二极管启受的最大反压是那个电压的根号2倍,所以,二极管耐压应大于28.2V.(2)采用滤波电容:1、电压大于28.2V;2、供C的大小:公式RC≥(3--5)×0.1秒,本题中R=24V/0.5A=48欧所以可得出C≥(0.00625--0.0104)F,即C的值应大于6250μF.(3)电容滤波是降下电压.滤波电容的采用准则其中:C为滤波电容,单位为UF;T为频次,单位为HzR为背载电阻,单位为Ω天然,那不过普遍的采用准则,正在本量的应用中,如条件(空间战成本)允许,皆采用C≥5T/R.PCB制版电容采用印制板中有交战器、继电器、按钮等元件时.支配它们时均会爆收较大火花搁电,必须采普遍的10PF安排的电容用去滤除下频的搞扰旗号,0.1UF安排的用去滤除矮频的纹波搞扰,还不妨起到稳压的效率滤波电容简曲采用什么容值要与决于您PCB上主要的处事频次战大概对付系统制成效率的谐波频次,不妨查一下相闭厂商的电容资料大概者参照厂商提供的资料库硬件,根据简曲的需要采用.至于个数便纷歧定了,瞅您的简曲需要了,多加一二个也挺佳的,姑且出用的不妨先不揭,根据本量的调试情况再采用容值.如果您PCB上主要处事频次比较矮的话,加二个电容便不妨了,一个滤除纹波,一个滤除下频旗号.如果会出现比较大的瞬时电流,修议再加一个比较大的钽电容.本去滤波该当也包罗二个圆里,也便是诸位所道的大容值战小容值的,便是去耦战旁路.本理尔便不道了,真用面的,普遍数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10个uF,去除下频噪声佳些,大概按C=1/f.旁路普遍便比较的小了,普遍根据谐振频次普遍为0.1大概0.01uF道到电容,百般百般的喊法便会让人头晕目眩,旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,本去无论怎么样称呼,它的本理皆是一般的,即利用对付接流旗号浮现矮阻抗的个性,那一面不妨通过电容的等效阻抗公式瞅出去:Xcap=1/2лfC,处事频次越下,电容值越大则电容的阻抗越小..正在电路中,如果电容起的主要效率是给接流旗号提供矮阻抗的通路,便称为旁路电容;如果主假如为了减少电源战天的接流耦合,缩小接流旗号对付电源的效率,便不妨称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又不妨称为滤波电容;除此以中,对付于曲流电压,电容器还可动做电路储能,利用冲搁电起到电池的效率.而本量情况中,往往电容的效率是多圆里的,咱们大可不必花太多的心情索虑怎么样定义.本文里,咱们统一把那些应用于下速PCB安排中的电容皆称为旁路电容.电容的真量是通接流,隔曲流,表里上道电源滤波用电容越大越佳.但是由于引线战PCB布线本果,本量上电容是电感战电容的并联电路,(另有电容自己的电阻,偶尔也不可忽略)那便引进了谐振频次的观念:ω=1/(LC)1/2正在谐振频次以下电容呈容性,谐振频次以上电容呈感性.果而普遍大电容滤矮频波,小电容滤下频波.那也能阐明为什么共样容值的STM启拆的电容滤波频次比DIP启拆更下.至于到底用多大的电容,那是一个参照不过只是是参照而已,用老工程师的话道——主要靠体味.更稳当的搞法是将一大一小二个电容并联,普遍央供出进二个数量级以上,以赢得更大的滤波频段.普遍去道,大电容滤除矮频波,小电容滤除下频波.电容值战您要滤除频次的仄圆成反比.简曲电容的采用不妨用公式C=4Pi*Pi/(R*f*f)电源滤波电容怎么样采用,掌握其细髓与要领,本去也不易.1)表里上理念的电容其阻抗随频次的减少而缩小(1/jwc),但是由于电容二端引足的电感效力,那时电容该当瞅成是一个LC勾通谐振电路,自谐振频次即器件的FSR参数,那表示频次大于FSR值时,电容形成了一个电感,如果电容对付天滤波,当频次超出FSR后,对付搞扰的压制便大挨合扣,所以需要一个较小的电容并联对付天,不妨念念为什么?本果正在于小电容,SFR值大,对付下频旗号提供了一个对付天通路,所以正在电源滤波电路中咱们常常那样明白:大电容滤矮频,小电容滤下频,基础的本果正在于SFR(自谐振频次)值分歧,天然也不妨念念为什么?如果从那个角度念,也便不妨明白为什么电源滤波中电容对付天足为什么要尽大概靠拢天了.2)那么正在本量的安排中,咱们时常会有疑问,尔怎么了解电容的SFR是几?便算尔了解SFR值,尔怎么样采用分歧SFR值的电容值呢?是采用一个电容仍旧二个电容?电容的SFR值战电容值有闭,战电容的引足电感有闭,所以相共容值的0402,0603,大概曲插式电容的SFR值也不会相共,天然获与SFR值的道路有二个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值正在2G安排2)通过搜集分解仪间接量测其自谐振频次,念念怎么样量测?S21?了解了电容的SFR值后,用硬件仿真,如RFsim99,选一个大概二个电路正在于您所供电电路的工做频戴是可有足够的噪声压制比.仿真完后,那便是本量电路考查,如调试脚机接支敏捷度时,LNA的电源滤波是闭键,佳的电源滤波往往不妨革新几个dB.滤波电容的采用与估计从网上瞅有二种工程时常使用的估计要领:(参照,感觉有些原理)一、当央供不是很透彻的话,不妨根据背载估计,每mA,2uf.二、按RC时间常数近似等于3~5倍电源半周期估算.给出一例:背载情况:曲流1A,12V.其等效背载电阻12欧姆.桥式整流:RC=3(T/2)C=3(T/2)/R=3x(0.02/2)/12=2500(μF)工程中可与2200μF,果为不2500μF那一规格.若期视纹波小些,按5倍与.那里,T是电源的周期,50HZ时,T=0.02秒.齐波整流截止一般,但是半波整流时,时间常数更加.根据齐波整流波形,不妨瞅出,输出电压的仄滑与电容充搁电时间战旗号的频次有闭系,当疑号的频次删大时,输出电压的动摇便分变大,不妨改变滤波电容的大小去改变充搁电时间,使动摇减小.那也反应了上述滤波电容的估计闭系.表里上滤波电容越大滤波效验越佳,输出电压便越仄滑,但是正在电路接通的瞬间,电路中所爆收的冲打电流果素却不克不迭被忽略,那是果为,险些所有的电子元器件皆有其不妨通过的最大电流值,所以,正在采用电子元器件时,必须思量冲打电流所戴去的流过相闭元器件瞬间电流的最大值,冲打电流越大,对付电子元器件的央供便越下,电路的成本便会普及。
详解滤波电容的选择及计算电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10n H左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢?电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难1) 理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地.原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容滤低频,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了.2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少? 就算我知道SFR 值,我如何选取不同SFR值的电容值呢? 是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好.但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性.因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波.这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高.至于到底用多大的电容,这是一个参考电容谐振频率电容值DIP(MHz) STM(MHz)1.0μF2.5 50.1μF8 160.01μF25 501000pF 80 160100pF 250 50010pF 800 1.6(GHz) 不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验. 更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.文章来源:/s/blog_545edca401 000ax6.html我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。
0.1uf电容和4.7k电阻是一种常见的滤波组合,在电子电路中起着重要的作用。
下面将从电容和电阻滤波的原理、滤波器的分类以及该组合在电路设计中的应用等方面进行介绍。
一、电容和电阻滤波的原理1. 电容滤波电容是一种存储电荷的器件,其电压-电荷关系为V=Q/C,即电压与电荷成反比。
在交流电路中,电容可以对电压进行平滑处理,使得输出端的电压波动减小。
2. 电阻滤波电阻是一种阻碍电流流动的器件,其电压-电流关系为V=IR,即电压与电流成正比。
在交流电路中,电阻可以降低电流的幅值和频率,实现对信号的衰减和滤波的目的。
二、滤波器的分类根据滤波器的频率特性和传输函数,可以将滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
其中,0.1uf电容和4.7k电阻组合常用于低通滤波器和带通滤波器中。
三、0.1uf和4.7k在电路设计中的应用1. 低通滤波器低通滤波器是一种能够通过低频信号而阻止高频信号的电路。
0.1uf电容和4.7k电阻可以组成一个简单的一阶RC低通滤波器,将高频成分从输入信号中滤除,适用于在音频放大电路、电源稳压电路和传感器信号处理电路中。
2. 带通滤波器带通滤波器是一种能够通过一定频率范围内的信号而阻止其他频率信号的电路。
0.1uf电容和4.7k电阻可以与其他元件组合成二阶或更高阶的带通滤波器,用于对特定频率范围内的信号进行处理,常见于通信系统、音频处理和振动传感器等领域。
以上是对0.1uf电容和4.7k电阻滤波组合的介绍,其在电路设计中具有广泛的应用价值。
通过合理的搭配和设计,可以实现对不同频率范围的信号进行精确的滤波和处理,为电子设备的正常运行和性能优化提供了重要的支持。
四、电容和电阻滤波器在实际电路中的特点和设计要点1. 特点0.1uf电容和4.7k电阻作为滤波器组合,在实际电路中具有以下特点:- 简单易用:这种滤波器组合结构简单,成本低廉,适用于各种电子电路的滤波需求。
- 可调性强:通过调整电容和电阻的数值,可以实现对滤波器的截止频率进行精确控制,满足不同频率信号的处理要求。
电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比 ,电容的阻抗与频率成反比 .所以 ,电感可以阻扼高频通过 ,电容可以阻扼低频通过 . 二者适当组合 ,就可过滤各种频率信号 .如在整流电路中 ,将电容并在负载上或将电感串联在负载上 ,可滤去交流纹波 . 。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来平滑输出电压,输出电压高,接近交流电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波效果越好。
电感滤波属电流滤波,是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流,输出电压低,低于交流电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波效果越好。
电容和电感的很多特性是恰恰相反的。
一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言)。
低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千 Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
电源滤波电容的大小,平时做设计,前级用 4.7u,用于滤低频,二级用 0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰,O.luF的电容应该是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。
一般前面那个越大越好,两个电容值相差大概100 倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L, 一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM 为10n H左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢?电源滤波电容如何选取 ,掌握其精髓与方法 ,其实也不难1)理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc), 但由于电容两端引脚的电感效应 , 这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地•原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容滤低频,小电容滤高频,根本的原因在于SFR自谐振频率)值不同,想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了 .2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的 SFR是多少?就算我知道SFR 值,我如何选取不同 SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关所以相同容值的 0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量 S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如 RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比 .仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时丄NA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好•但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)这就引入了谐振频率的概念:3 =1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性 .因而一般大电容滤低频波,小电容滤至于到底用多大的电容,这是一个参考电容谐振频率不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验更可靠的做法是将一大一小两个电容并联, 一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段文章来源:我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1•电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。
LC滤波电路之杨若古兰创作LC滤波器也称为无源滤波器,是传统的谐波抵偿安装.LC滤波器之所以称为无源滤波器,顾名思义,就是该安装不须要额外提供电源.LC滤波器普通是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成,与谐波源并联,除起滤波感化外,还兼顾无功抵偿的须要;无源滤波器,又称LC滤波器,是利用电感、电容和电阻的组合设计构成的滤波电路,可滤除某一次或多次谐波,最普通易于采取的无源滤波器结构是将电感与电容串联,可对次要次谐波(3、5、7)构成低阻抗旁路;单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器都属于无源滤波器.LC滤波器的适用处合无源LC电路不容易集成,通常电源中整流后的滤波电路均采取无源电路,且在大电流负载时应采取LC电路.有源滤波器适用处合有源滤波器电路不适于高压大电流的负载,只适用于旌旗灯号处理,滤波是旌旗灯号处理中的一个次要概念.滤波分经典滤波和古代滤波.经典滤波的概念,是根据富立叶分析和变换提出的一个工程概念.根据高等数学理论,任何一个满足必定条件的旌旗灯号,都可以被看成是由无穷个正弦波叠加而成.换句话说,就是工程旌旗灯号是分歧频率的正弦波线性叠加而成的,构成旌旗灯号的分歧频率的正弦波叫做旌旗灯号的频率成分或叫做谐波成分.只答应必定频率范围内的旌旗灯号成分正常通过,而禁止另一部分频率成分通过的电路,叫做经典滤波器或滤波电路电容滤波电路电感滤波电路感化道理整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波.为获得比较理想的直流电压,须要利器具有储能感化的电抗性元件(如电容、电感)构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.经常使用的滤波电路有没有源滤波和有源滤波两大类.无源滤波的次要方式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包含倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等).有源滤波的次要方式是有源RC滤波,也被称作电子滤波器.直流电中的脉动成分的大小用脉动系数来暗示,此值越大,则滤波器的滤波后果越差.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半波整流输出电压的脉动系数为S=1.57,全波整流和桥式整流的输出电压的脉动系数S≈O.67.对于全波和桥式整流电路采取C型滤波电路后,其脉动系数S=1/(4(RLC/T-1).(T为整流输出的直流脉动电压的周期.)电阻滤波电路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滤波电路构成的.如图1(B)RC滤波电路.若用S暗示C1两端电压的脉动系数,则输出电压两端的脉动系数S=(1/ωC2R)S.由分析可知,电阻R的感化是将残存的纹波电压降落在电阻两端,最初由C2再旁路掉.在ω值必定的情况下,R愈大,C2愈大,则脉动系数愈小,也就是滤波后果就越好.而R值增大时,电阻上的直流压降会增大,如许就增大了直流电源的内部损耗;若增大C2的电容量,又会增大电容器的体积和分量,实现起来也不理想.这类电路普通用于负载电流比较小的场合.电感滤波电路根据电抗性元件对交、直流阻抗的分歧,由电容C及电感L所构成的滤波电路的基本方式如图1所示.因为电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C并联在负载两端.电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,是以L应与负载串联.(A)电容滤波(B)C-R-C或RC-π型电阻滤波脉动系数S=(1/ωC2R')S'(C) L-C电感滤波(D)π型滤波或叫C-L-C滤波图1 无源滤波电路的基本方式并联的电容器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.而当输入电压降低时,电容两端电压以指数规律放电,就可以把存储的能量释放出来.经过滤波电路向负载放电,负载上得到的输出电压就比较平滑,起到了平波感化.若采取电感滤波,当输入电压增高时,与负载串联的电感L中的电流添加,是以电感L将存储部分磁场能量,当电流减小时,又将能量释放出来,使负载电流变得平滑,是以,电感L也有平波感化.利用储能元件电感器L的电流不克不及突变的特点,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.因为电感对直流的阻抗小,交流的阻抗大,是以能够得到较好的滤波后果而直流损失小.电感滤波缺点是体积大,成本高.桥式整流电感滤波电路如图2所示.电感滤波的波形图如图2所示.根据电感的特点,当输出电流发生变更时,L中将感应出一个反电势,使整流管的导电角增大,其方向将禁止电流发生变更.图2电感滤波电路在桥式整流电路中,当u2正半周时,D1、D3导电,电感中的电流将滞后u2不到90°.当u2超出90°后开始降低,电感上的反电势有助于D1、D3继续导电.当u2处于负半周时,D2、D4导电,变压器副边电压全部加到D1、D3两端,导致D1、D3反偏而截止,此时,电感中的电流将经由D2、D4提供.因为桥式电路的对称性和电感中电流的连续性,四个二极管D1、D3;D2、D4的导电角θ都是180°,这一点与电容滤波电路分歧.图3电感滤波电路波形图已知桥式整流电路二极管的导通角是180°,整流输出电压是半个半个正弦波,其平均值约为 .电感滤波电路,二极管的导通角也是180°,当忽略电感器L的电阻时,负载上输出的电压平均值也是 .如果考虑滤波电感的直流电阻R,则电感滤波电路输出的电压平均值为要留意电感滤波电路的电流必必要足够大,即RL不克不及太大,应满足wL>>RL,此时IO(AV)可用下式计算因为电感的直流电阻小,交流阻抗很大,是以直流分量经过电感后的损失很小,但是对于交流分量,在wL和上分压后,很大一部分交流分量降落在电感上,因此降低了输出电压中的脉动成分.电感L愈大,RL愈小,则滤波后果愈好,所以电感滤波适用于负载电流比较大且变更比较大的场合.采取电感滤波当前,耽误了整流管的导电角,从而防止了过大的冲击电流.电容滤波道理详解1.空载时的情况当电路采取电容滤波,输出端空载,如图4(a)所示,设初始时电容电压uC为零.接入电源后,当u2在正半周时,通过D1、D3向电容器C充电;当在u2的负半周时,通过D2、D4向电容器C充电,充电时间常数为(a)电路图(b)波形图图4 空载时桥式整流电容滤波电路式中包含变压器副边绕组的直流电阻和二极管的正导游通电阻.因为普通很小,电容器很快就充到交流电压u2的最大值,如波形图2(b)的时刻.此后,u2开始降低,因为电路输出端没接负载,电容器没有放电回路,所以电容电压值uC不变,此时,uC>u2,二极管两端承受反向电压,处于截止形态,电路的输出电压,电路输出保持一个恒定值.实际上电路总要带必定的负载,有负载的情况如下.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.接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形.在时刻,即达到u2 90°峰值时,u2开始以正弦规律降低,此时二极管是否关断,取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压.先设达到90°后,二极管关断,那么只要滤波电容以指数规律向负载放电,从而保持必定的负载电流.但是90°后指数规律降低的速率快,而正弦波降低的速率小,所以超出90°当前有一段时间二极管仍然承受正向电压,二极管导通.随着u2的降低,正弦波的降低速率愈来愈快,uC 的降低速率愈来愈慢.所以在超出90°后的某一点,例如图5(b)中的t2时刻,二极管开始承受反向电压,二极管关断.此后只要电容器C向负载以指数规律放电的方式提供电流,直至下一个半周的正弦波来到,u2再次超出uC,如图5(b)中的t3时刻,二极管重又导电.以上过程电容器的放电时间常数为电容滤波普通负载电流较小,可以满足td较大的条件,所以输出电压波形的放电段比较平缓,纹波较小,输出脉动系数S小,输出平均电压UO(AV)大,具有较好的滤波特性.(a)电路图(b)波形图图5带载时桥式整流滤波电路以上滤波电路都有一个共性,那就是须要很大的电容容量才干满足请求,如许一来大容量电容在加电瞬间很有很大的短路电流,这个电流对整流二极管,变压器冲击很大,所以此刻普通的做法是在整流前加一的功率型NTC热敏电阻来保持平衡,因NTC热敏电阻在常温下电阻很大,加电后随着温度升高,电阻阻值敏捷减小,这个电路叫软起动电路.这类电路缺点是:断电后,在热时间常数内, NTC热敏电阻没有恢复到零功率电阻值,所以不宜频繁的开启.×理论输出电压有源滤波-电子电路滤波电阻滤波本人有很多矛盾,电感滤波成本又高,故普通线路常采取有源滤波电路,电路如图6.它是由C1、R、C2构成的π型RC滤波电路与有源器件晶体管T构成的射极输出器连接而成的电路.由图6可知,流过R的电流IR=IE/(1+β)=IRL/(1+β).流过电阻R的电流仅为负载电流的1/(1+β).所以可以采取较大的R,与C2配合以获得较好的滤波后果,以使C2两端的电压的脉动成分减小,输出电压和C2两端的电压基底细等,是以输出电压的脉动成分也得到了增添.从RL负载电阻两端看,基极回路的滤波元件R、C2折合到射极回路,相当于R减小了(1+β)倍,而C2增大了(1+β)倍.如许所需的电容C2只是普通RC π型滤波器所需电容的1/β,比方晶体管的直流放大系数β=50,如果用普通RCπ型滤波器所需电容容量为1000μF,如采取电子滤波器,那么电容只须要20μF就满足请求了.采取此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波后果,是以被广泛地用于一些小型电子设备的电源当中.。
滤波电容计算
滤波电容计算
一、滤波电容的作用
滤波电容是电子产品设计中保护电子元件免受外部干扰和感应
干扰的关键部件之一,其主要作用是将抗干扰的直流电源与负载相隔离。
通常,电容可以将直流电源与负载之间的干扰滤除,并可以稳定直流电源、增强电源电容补偿电容,以及减少电源电压的漂移等。
同时,滤波电容还可以减少电路所产生的噪声,消除对设备造成的不良影响,保护电子元件免受外界现象。
二、滤波电容的选取
1、计算滤波电容的计算公式
滤波电容的计算公式:
C=R*I/V
其中,C为滤波电容值,R为电路的衰减系数,I为电路中的电流,V为电路的电压变化率。
2、滤波电容的选取原则
(1)电压的要求:电容最低电压应大于电路最大工作电压,以满足电路功能要求;
(2)电流的要求:滤波电容的电流大小要求不高,其最大工作电流不建议超过电容额定电流90%;
3、滤波电容的常用参数
滤波电容的常用参数主要包括电容值、最大工作电压、损耗因数、
最大工作电流、温度范围等。
在三相桥整流电路中,滤波电容器对于使输出电压平滑至关重要。
滤
波电容器的价值在决定电压的上下多少,以及整条整流电路的工作效
果方面确实很重要。
但找出过滤器电容器的最佳值可能是一个回转过程
在对滤波电容器值进行迭代测定时,必须先进行初步评估,其基础是
预期的负载电流,以及期望的波纹电压和输入AC电压的频率。
这一
初步估算是迭代计算过程的基础,旨在细化滤波器电容器的值。
这种
方法符合外地既定的原则和政策,确保采用系统和务实的方法,实现
电子过滤系统的最佳电容值。
在计算之舞中,我们从一个微妙的估计,一个数字和潜力的微声开始。
通过这个,我们编织通过电流,寻找难以捉摸的波纹电压,调整电
容器仿佛调谐了竖琴的弦。
每一次调整,温柔的抽动,通过电路反射,激发空气的可能性。
我们跳着这支舞周而复始直到我们终于达
到理想的波纹电压就像在交响乐中找到完美的音符然而,让大家知道,这种迭代的舞蹈并不是草率的,而是耐心的华尔兹,在滤波器找到它
的和谐位置之前,它可能要经过许多轮回。
LC滤波电路分析,LC滤波电路原理及其时间常数的计算LC滤波器具有结构简单、设备投资少、运⾏可靠性较⾼、运⾏费⽤较低等优点,应⽤很⼴泛。
LC滤波器⼜分为单调谐滤波器、滤波器、双调谐滤波器及三调谐滤波器等⼏种。
LC滤波主要是电感的电阻⼩,直流损耗⼩。
对交流电的感抗⼤,滤波效果好。
缺点是体积⼤,笨重。
成本⾼。
⽤在要求⾼的电源电路中。
RC滤波中的电阻要消耗⼀部分直流电压,R不能取得很⼤,⽤在电流⼩要求不⾼的电路中.RC体积⼩,成本低。
滤波效果不如LC电路 常⽤的滤波电路有⽆源滤波和有源滤波两⼤类。
若滤波电路元件仅由⽆源元件(电阻、电容、电感)组成,则称为⽆源滤波电路。
⽆源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。
若滤波电路不仅由⽆源元件,还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成,则称为有源滤波电路。
有源滤波的主要形式是有源RC滤波,也被称作电⼦滤波器。
⽆源滤波电路的结构简单,易于设计,但它的通带放⼤倍数及其截⽌频率都随负载⽽变化,因⽽不适⽤于信号处理要求⾼的场合。
⽆源滤波电路通常⽤在功率电路中,⽐如直流电源整流后的滤波,或者⼤电流负载时采⽤LC(电感、电容)电路滤波。
有源滤波电路的负载不影响滤波特性,因此常⽤于信号处理要求⾼的场合。
有源滤波电路⼀般由RC⽹络和集成运放组成,因⽽必须在合适的直流电源供电的情况下才能使⽤,同时还可以进⾏放⼤。
但电路的组成和设计也较复杂。
有源滤波电路不适⽤于⾼电压⼤电流的场合,只适⽤于信号处理。
根据滤波器的特点可知,它的电压放⼤倍数的幅频特性可以准确地描述该电路属于低通、⾼通、带通还是带阻滤波器,因⽽如果能定性分析出通带和阻带在哪⼀个频段,就可以确定滤波器的类型。
识别滤波器的⽅法是:若信号频率趋于零时有确定的电压放⼤倍数,且信号频率趋于⽆穷⼤时电压放⼤倍数趋于零,则为低通滤波器;反之,若信号频率趋于⽆穷⼤时有确定的电压放⼤倍数,且信号频率趋于零时电压放⼤倍数趋于零,则为⾼通滤波器;若信号频率趋于零和⽆穷⼤时电压放⼤倍数均趋于零,则为带通滤波器;反之,若信号频率趋于零和⽆穷⼤时电压放⼤倍数具有相同的确定值,且在某⼀频率范围内电压放⼤倍数趋于零,则为带阻滤波器。
电容滤波电路原理及设计计算方法1、电容滤波电路:滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同,实现滤波。
电容器C对直流开路,对交流阻抗小,所以C应该并联在负载两端。
电感器L对直流阻抗小,对交流阻抗大,因此L应与负载串联。
经过滤波电路后,既可保留直流分量,又可滤掉一部分交流分量,改变了交直流成分的比例,减小了电路的脉动系数,改善了直流电压的质量。
现以单相桥式整流电容滤波电路为例来说明。
电容滤波电路如图15.06所示,在负载电阻上并联了一个滤波电容C。
2、滤波原理:若V2处于正半周,二极管D1、D3导通,变压器次端电压V2给电容器C充电。
此时C相当于并联在V2上,所以输出波形同V2 ,是正弦波。
当V2到达ωt=π/2时,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ωt=π/2时,正弦曲线下降的速率很慢。
所以刚过ωt=π/2时二极管仍然导通。
在超过ωt=π/2后的某个点,正弦曲线下降的速率越来越快,当刚超过指数曲线起始放电速率时,二极管关断。
所以在t2到t3时刻,二极管导电,C充电,Vi=Vo按正弦规律变化;t1到t2时刻二极管关断,Vi=Vo按指数曲线下降,放电时间常数为RLC。
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;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;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。
所以电容滤波适合输出电流较小的场合。
此外,为了进一步减小负载电压中的纹波,电感后面可再接一个电容而构成倒L型滤波电路或采用π型滤波电路,分别如图5(a)和图5(b)所示。
3、电容滤波电路参数的计算:电容滤波电路的计算比较麻烦,因为决定输出电压的因素较多。
工程上有详细的曲线可供查阅,一般常采用以下近似估算法: 一种是用锯齿波近似表示,即)41(2L 2O C R T V V -=; 另一种是在RLC=(3~5)2T的条件下,近似认为VO=1.2V2。
电容滤波电路的工作原理和计算
电容滤波电路如下图所示,即在原来桥式整流电路的输出端并联一个电解电容,所用电容器一般是有极性的电解质电容器,在直流电路中电容极性不得接反。
当没有接负载,即负载开路时,电容没有放电回路,电容充电电压达到最大值以后无法继续变化,保持一个直流电压输出。
输出的电压波形如下图中蓝线所示。
接入负载以后,电容能通过负载电阻放电,因此输出电压波形如下图中蓝线所示。
流过二极管的电流只有在二极管阳极电位高于阴极(也就是输出端)电位时才形成,即给电容充电时二极管才有电流,因此其电流波形如下图阴影部分所示。
电路特点:
(a)平均电压高:桥式电路中,Uo≈1.2U2 ;
(b)外特性软:Uo受负载影响大,通常要求时间常数为
(c)二极管导电时间短,电流峰值电压增大,易损坏二极管;
(d)适合于高电压,小电流,负载变化小的场合。
例有一单相桥式整流滤波电路,已知交流电源频率f=50HZ,,负载电阻RL=200Ω,要求直流输出电压Uo=30V,试选择整流二极管及滤波电容器。
解:(1)整流二极管的正向平均电流。
整流桥的输入电压。
二极管反向工作电压。
所以二极管的最大整流电流应不小于75mA,反向峰值工作电压不小于35V。
(2)选择滤波电容
取
所以,滤波电容的容值应不小于250。
电容滤波的计算方法及电源滤波电容选用技巧电容滤波是一种常见的电力电子滤波电路,用于减小电源中的脉动电压。
在电源中添加一个电容器,可以通过存储能量的方式将脉动电压平滑化,从而提供稳定的直流电源。
本文将介绍电容滤波的计算方法和电源滤波电容选用技巧。
首先,我们需要了解电容滤波的原理。
在一个整流电路中,电容滤波电路的主要部分是一个电容器和负载电阻。
当交流电源输入经过整流后,得到的直流电压存在脉动。
这时通过将电容器连接到输出端,在充电-放电周期内,电容器的电压会随着时间逐渐增加,这样就可以减小输出电压的脉动。
要计算电容器的容值,我们首先需要确定电容器的放电时间常数。
放电时间常数代表了电容器在放电时所需的时间,是一个重要的参考指标。
通常情况下,放电时间常数应该小于整个周期的时间,以确保电容器能够在周期内完全放电。
放电时间常数的计算公式如下:τ=R*C其中,τ为放电时间常数,R为负载电阻的阻值,C为电容器的电容值。
接下来,我们需要根据系统的需求来确定电容器的容值。
一般来说,电容器的容值越大,脉动电压越小,但是成本和尺寸也会增加。
所以在选用电容器时需要权衡这些因素。
一般情况下,可以按照以下步骤选择电容器的容值:1.确定对输出电压脉动的要求。
根据设计要求,确定允许的输出电压脉动范围。
2.根据最大负载电流和输出电压脉动的要求,计算电容器的容值。
可以使用以下公式进行计算:C=I/(ΔV*f)其中,C为电容器的容值,I为负载电流的峰值,ΔV为输出电压脉动的允许范围,f为电源频率。
3.根据计算结果选择合适的商用电容器,注意商用电容器的标称容值通常有一定的误差,因此要选取稍大于所计算出的容值的电容器。
需要注意的是,电容器的有效值与其标称容值之间存在一个关系。
电容器的有效值是指在给定频率下的等效电流波动值,与电容器的容值和频率有关。
一般来说,频率越高,电容器的有效值越小,因此选用电容器时要根据实际工作频率来选择。
另外,还需要注意电容器的寿命和可靠性。
电源滤波电容的选择与计算电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。
电容滤波属电压滤波,是直接储存脉动电压来它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内0.1u,用于滤高频,4.7uF100倍左右。
电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。
大电容是防止浪涌,机理就好比大水库防洪能力更强一样;小电容滤高频干扰,任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只有在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C.因而可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,从而得到此式子f=1/(2pi*LC).,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波效果.引线电感的大小因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需要接地的频率.采用电容滤波设计需要考虑参数:ESRESL耐压值谐振频率那么如何选取电源滤波电容呢?电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难1)FSR参数,这表示频率大于FSR值时,FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)近地了.2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器件Datasheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何测量S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB.电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好.但由于引线和PCB布线原不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验.更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧:1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对地通路。
介绍几个简单而有用的滤波电路---如何应用及计算公式2009-09-16 17:24:32| 分类:老师傅盖电子| 标签:|字号大中小订阅基本型的音频RC滤波电路最常用的滤波电路应该是很基本的RC滤波,不管是高通型或是低通型,公式都是一样的如下所示:Freq-6dB = 1 / 2πRC但是在应用上,却很少去考虑这个公式是可以活用的。
在整个电路上,当然会有很多的RC 组合,如果每个都套用这个公式,那最后的频率响应不就是衰减了几十dB去了。
如果全部都让它所有音频通过,只留下一个RC滤波来控制频率响应,那么区除杂讯的效果就变差了。
举例说,如果有三组低通滤波电路,我们需要设计在-6dB为20 KHz。
每一组在20 KHz的频率点,只能有2dB的衰减量。
那么公式就要修正为Freq-2dB = (1 / 2πRC) *也就是电阻或电容的数值,必须减少倍。
(6dB –2dB = 4dB = )高衰减度的音频陷波器再来要介绍很有名的双T型滤波电路,能够针对特定的音频频率点产生很高的衰减度,用来做简易的音频失真仪更是好用,因为失真仪是很昂贵又很容易损坏的仪器。
只要在交流微伏表的输入端,加装可切换的双T型滤波电路,就可以当音频失真仪使用。
例如未经双T型滤波电路的电表读数为0 dBm, 但是经过双T型滤波电路后为-40 dBm, 则失真率为 1 %。
(因为相差40 dB为100倍)陷波器的频率点为:Freq-trap = 1 / 2πRC数值设定为:R1 = R2 = R, C1 = C2 = C, C3 = 2C, R3 = R/2理论上如果RC数值搭配准确时,可达到60 dB的衰减度。
但是如此Q值太高,会使滤波的有效频宽太窄,容易产生频率偏差。
一般建议故意将数值偏差,使Q值降低到40-46 dB的衰减度, 比较有实用价值。
高衰减度的射频陷波器很少人知道这个射频的陷波器电路,记得以前在设计欧洲系统的电视机,为了能通过德国FTZ 单位的相邻频道衰减度规格,必须使用昂贵难买的西门子厂牌的电视中频滤波器,而我们就利用这个滤波电路,搭配一般的电视中频滤波器完成了任务。
lc电源滤波电路参数计算LC电源滤波电路是电子设备中常用的一种滤波电路,它能够有效地滤除电源中的高频噪声,提供稳定的直流电源。
在设计LC电源滤波电路时,需要考虑一些参数,下面将详细介绍这些参数及其计算方法。
我们需要确定所需的输出电压的稳定性要求。
一般来说,电源滤波电路的目标是使输出电压的纹波尽可能小。
纹波是指输出电压中随时间变化的波动量,它可以通过纹波系数来衡量。
纹波系数越小,说明输出电压的稳定性越好。
常用的纹波系数包括峰峰值纹波系数和有效值纹波系数。
峰峰值纹波系数是指输出电压纹波的峰值与直流输出电压之差的百分比,有效值纹波系数是指输出电压纹波的有效值与直流输出电压之比。
根据需要,可以选择适当的纹波系数,然后根据公式计算所需的电容和电感值。
我们需要确定所需的截止频率。
截止频率是指在该频率以下,滤波电路对信号的衰减达到一定程度,可以理解为滤波效果开始显现的频率。
在LC滤波电路中,截止频率可以通过电容和电感的数值来确定。
一般来说,截止频率越低,滤波效果越好。
根据截止频率的要求,可以选择适当的电容和电感值,然后根据公式计算所需的电容和电感值。
我们还需要考虑电源电压和电流的要求。
电源电压和电流决定了滤波电路的工作条件和负载能力。
根据电源电压和电流的要求,可以选择适当的电容和电感值,以确保电路的正常工作。
我们需要考虑滤波电路的功率损耗。
功率损耗是指滤波电路中电容和电感元件的能量损耗。
功率损耗越小,说明滤波电路的效率越高。
根据滤波电路的功率损耗要求,可以选择适当的电容和电感值,以确保滤波电路的效率。
LC电源滤波电路的参数计算包括纹波系数、截止频率、电源电压和电流要求以及功率损耗等方面。
根据这些参数的要求,可以选择适当的电容和电感值,然后通过计算公式来确定所需的数值。
在实际设计中,还需要考虑元件的可获得性、成本和尺寸等因素,以确保滤波电路的可行性和实用性。
通过合理的参数计算和设计,可以得到性能稳定、滤波效果良好的LC电源滤波电路,从而提高电子设备的可靠性和抗干扰能力。