根據(jù)電容章節(jié)分析,理想電容的作用相當(dāng)于電壓源,為了維持兩端電壓不變,具備吸收和輸出大電流能力。
事實(shí)上,對(duì)于實(shí)際使用中的電容,受制造工藝的影響,會(huì)產(chǎn)生寄生電感ESL和串聯(lián)等效電阻ESR,因此,實(shí)際電容的模型如下:
ESL和ESR的存在都會(huì)導(dǎo)致電容性能的一些改變。
ESL對(duì)電容的影響主要發(fā)生在高頻階段,電容電感阻抗計(jì)算公式分別為:
對(duì)于實(shí)際電容,當(dāng)頻率較低時(shí),主要是電容起作用,阻抗主要為容抗,因此在低頻階段,隨著頻率的增高,電容的阻抗減小。而當(dāng)頻率高時(shí),寄生電感的感抗無法忽略,寄生電感開始起主要作用,并且受此影響,電容的阻抗開始隨頻率增加而增加,這一點(diǎn),與理想電容是不一樣的,理想電容的阻抗特性是隨頻率的增加而不斷較小,而實(shí)際電容的頻率特性如下:
如上圖某品牌10nF電容的實(shí)際阻抗隨頻率變化的特性曲線,從圖中可知,當(dāng)f=100M時(shí),電容的阻抗最小,此時(shí)值為ESR值,當(dāng)f<100MHz時(shí),阻抗?jié)M足理想電容模型,而當(dāng)f>100MHz時(shí),阻抗變化與電感特性一致,100MHz的變化點(diǎn)即為實(shí)際電容的自諧振點(diǎn),因此,實(shí)際電容的使用需根據(jù)頻率要求進(jìn)行選型。
對(duì)于ESR的存在,其所產(chǎn)生的弊端同樣會(huì)使實(shí)際電容特性偏離理想電容特性,理想電容為了維持兩端電壓不變,會(huì)釋放或吸收大電流,而ESR的存在,會(huì)導(dǎo)致大電流?I產(chǎn)生尖峰電壓:
ESR的存在所產(chǎn)生的電壓會(huì)在電源輸出濾波電路中引入額外的紋波電壓,因此,電容ESR不能選擇過大,而部分電源需要依靠輸出電容ESR造成的?V形成快速反饋來穩(wěn)定電壓,因此,ESR的選取需要依靠實(shí)際電路來。
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