커패시터는 회로 설계에서 가장 일반적으로 사용되는 장치이며 수동 구성 요소 중 하나입니다. 능동 장치는 단순히 장치의 에너지 (전기) 소스가 필요한 능동 장치라고하며 장치의 에너지 (전기) 소스가 없으면 수동 장치입니다. .
커패시터의 역할과 용도는 일반적으로 바이패스, 디커플링, 필터링, 에너지 저장의 역할과 같은 다양한 종류입니다. 진동, 동기화 및 시간 상수의 역할을 완료합니다.
DC 절연: 이 기능은 DC가 통과하는 것을 방지하고 AC가 통과하도록 하는 것입니다..
바이패스(디커플링): AC 회로의 특정 병렬 구성 요소에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공합니다.
바이패스 커패시터: 디커플링 커패시터라고도 알려진 바이패스 커패시터는 장치에 에너지를 제공하는 에너지 저장 장치입니다. 커패시터의 주파수 임피던스 특성, 이상적인 커패시터의 주파수 특성을 이용하여 주파수가 증가함에 따라 임피던스가 감소하고 연못처럼 출력 전압을 균일하게 만들어 부하 전압 변동을 줄일 수 있습니다. 바이패스 커패시터는 임피던스 요구 사항인 부하 장치의 전원 공급 장치 핀과 접지 핀에 최대한 가까워야 합니다.
PCB를 그릴 때 부품에 가까이 있어야만 접지 전위 상승과 과도한 전압 또는 기타 신호 전송으로 인한 노이즈를 억제할 수 있다는 사실에 특히 주의하십시오. 직설적으로 말하면, DC 전원의 AC 성분이 커패시터를 통해 전원에 결합되어 DC 전원을 정화하는 역할을 합니다. C1은 다음 그림의 바이패스 커패시터이며 도면은 IC1에 최대한 가까워야 합니다.
디커플링 커패시터: 디커플링 커패시터는 필터 대상으로 출력 신호의 간섭이며, 디커플링 커패시터는 배터리와 동일하며 충전 및 방전을 사용하므로 증폭된 신호가 전류의 돌연변이에 의해 방해받지 않습니다. . 그 용량은 신호의 주파수와 리플 억제 정도에 따라 달라지며, 디커플링 커패시터는 구동 회로 전류의 변화를 충족하고 서로 간의 커플링 간섭을 방지하는 "배터리" 역할을 합니다.
바이패스 커패시터는 실제로 디커플링되어 있지만 바이패스 커패시터는 일반적으로 고주파 바이패스, 즉 저임피던스 해제 경로의 고주파 스위칭 노이즈를 개선하기 위한 것입니다. 고주파 바이패스 커패시턴스는 일반적으로 작고 공진 주파수는 일반적으로 0.1F, 0.01F 등입니다. 디커플링 커패시터의 용량은 일반적으로 크며 회로의 분산 매개변수에 따라 10F 이상이 될 수 있습니다. 구동 전류의 변화.
차이점은 바이패스는 입력 신호의 간섭을 대상으로 필터링하는 것이고, 디커플링은 간섭 신호가 전원 공급 장치로 돌아가는 것을 방지하기 위해 출력 신호의 간섭을 대상으로 필터링하는 것입니다.
커플링: 두 회로 사이의 연결 역할을 하여 AC 신호가 통과하여 다음 레벨 회로로 전송되도록 합니다.
전자의 신호를 후단으로 전달하고 전자의 직류가 후단에 미치는 영향을 차단하기 위해 커플링 부품으로 커패시터를 사용하므로 회로 디버깅이 간단하고 성능이 안정적이다. AC 신호 증폭이 커패시터 없이 변경되지 않지만 모든 레벨의 작동 지점을 재설계해야 하는 경우 전면 및 후면 단계의 영향으로 인해 작동 지점 디버깅이 매우 어렵고 달성하기가 거의 불가능합니다. 여러 수준.
필터: 이는 회로에 매우 중요하며 CPU 뒤의 커패시터가 기본적으로 이 역할을 합니다.
즉, 주파수 f가 클수록 커패시터의 임피던스 Z는 작아진다. 낮은 주파수의 경우, 임피던스 Z가 상대적으로 크기 때문에 정전용량 C는 유용한 신호를 원활하게 전달할 수 있습니다. 고주파수에서 커패시터 C는 임피던스 Z로 인해 이미 매우 작습니다. 이는 고주파수 잡음을 GND로 단락시키는 것과 동일합니다.
필터 동작: 이상적인 커패시턴스, 커패시턴스가 클수록 임피던스가 작을수록 통과 주파수가 높아집니다. 전해 콘덴서는 일반적으로 1uF 이상으로 인덕턴스 성분이 크기 때문에 고주파 이후에는 임피던스가 커집니다. 우리는 때로는 작은 커패시터와 병렬로 큰 커패시턴스 전해 커패시터가 있다는 것을 종종 볼 수 있습니다. 실제로는 저주파를 통한 큰 커패시터, 고주파를 통한 작은 커패시턴스로 고주파수와 저주파를 완전히 필터링합니다. 커패시터의 주파수가 높을수록 감쇠가 커지고 커패시터는 연못과 같으며 물 몇 방울만으로는 큰 변화를 일으킬 수 없습니다. 즉, 전압 변동이 좋은 시간이 아닙니다. 전압이 버퍼링될 수 있습니다.
그림 C2 온도 보상: 다른 구성 요소의 온도 적응성이 부족한 영향을 보상하여 회로의 안정성을 향상시킵니다.
분석: 타이밍 커패시터의 용량이 라인 발진기의 발진 주파수를 결정하기 때문에 타이밍 커패시터의 용량은 매우 안정적이어야 하며 환경 습도의 변화에 따라 변하지 않아야 합니다. 라인 오실레이터가 안정적입니다. 따라서 양의 온도계수와 음의 온도계수를 갖는 커패시터를 병렬로 사용하여 온도보완을 수행한다. 작동 온도가 상승하면 C1의 용량은 증가하고 C2의 용량은 감소합니다. 병렬로 연결된 두 커패시터의 총 용량은 두 커패시터의 용량의 합입니다. 한 용량은 증가하고 다른 용량은 감소하므로 총 용량은 기본적으로 변경되지 않습니다. 마찬가지로 온도가 낮아지면 한 커패시터의 용량은 감소하고 다른 커패시터의 용량은 증가하며 총 용량은 기본적으로 변하지 않으므로 발진 주파수가 안정화되고 온도 보상 목적을 달성합니다.
타이밍: 커패시터는 저항기와 함께 사용되어 회로의 시간 상수를 결정합니다.
입력 신호가 Low에서 High로 점프하면 버퍼링 1을 거쳐 RC 회로가 입력됩니다. 커패시터 충전의 특성상 B 지점의 신호가 입력 신호와 함께 즉시 점프하지 않고 점차 증가하는 과정을 갖습니다. 충분히 커지면 버퍼 2가 반전되어 출력에서 로우에서 하이로 점프가 지연됩니다.
시정수: 일반적인 RC 시리즈 집적 회로를 예로 들면, 입력 신호 전압이 입력단에 적용되면 커패시터의 전압이 점차 상승합니다. 전압이 상승함에 따라 충전 전류는 감소하며, 입력 신호 VI에 저항 R과 커패시터 C를 직렬로 연결하고 커패시터 C의 출력 신호 V0를 RC(τ) 값과 입력 구형파 폭 tW가 τ "tW"를 충족하면 이 회로를 집적 회로라고 합니다.
튜닝(Tuning): 휴대폰, 라디오, 텔레비전 세트와 같은 주파수 의존형 회로를 체계적으로 튜닝합니다.
IC로 조정된 발진 회로의 공진 주파수는 IC의 함수이기 때문에 발진 회로의 최대 공진 주파수와 최소 공진 주파수의 비율은 커패시턴스 비율의 제곱근에 따라 달라집니다. 여기서 정전용량비란 역바이어스 전압이 가장 낮을 때의 정전용량과 역바이어스 전압이 가장 높을 때의 정전용량의 비율을 말합니다. 따라서 회로의 튜닝 특성 곡선(바이어스 공진 주파수)은 기본적으로 포물선입니다.
정류기: 미리 결정된 시간에 반폐쇄 도체 스위치 요소를 켜거나 끕니다.
에너지 저장: 필요할 때 방출하기 위해 전기 에너지를 저장합니다. 카메라 플래시, 난방 장비 등
일반적으로 전해 커패시터는 에너지 저장 역할을 하며, 특수 에너지 저장 커패시터의 경우 용량성 에너지 저장 메커니즘은 이중 전기층 커패시터와 패러데이 커패시터입니다. 주요 형태는 슈퍼커패시터 에너지 저장으로, 슈퍼커패시터는 이중 전기층 원리를 이용한 커패시터이다.
슈퍼커패시터의 두 플레이트에 전압을 가하면 일반 커패시터와 마찬가지로 플레이트의 양극에는 양전하가 저장되고 음극에는 음전하가 저장된다. 슈퍼커패시터의 두 판의 전하에 의해 생성된 전기장 하에서, 전해질과 전극 사이의 계면에 반대 전하가 형성되어 전해질의 내부 전기장의 균형을 맞춥니다.
이 양전하와 음전하는 양전하와 음전하 사이의 간격이 매우 짧은 서로 다른 두 상 사이의 접촉면에서 반대 위치에 배열되어 있으며, 이 전하 분포층을 이중 전기층이라 부르므로 전기 용량이 매우 큽니다.
게시 시간: 2023년 8월 15일
