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关于开关电源之PCB上的电容(一)
来源:东莞市成良智能科技 发布时间:2019-08-15 点击量:1255
先来介绍一下开关电源之PCB板上的电容的结构和特性:
给导体加电位,导体就带上电荷。但对于相同的电位,导体容纳电荷的数量却因它本身结构的不同而不同。导体能够容纳电荷的能力称为PCB设计之电容。 通常,某导体容纳的电荷Q(库仑)与它的电位V(伏特,相对于大地)成正比, 所以C就是该导体的开关电源之PCB设计之电容量。PCB设计之电容的单位是法拉(F)。
在两块平行的金属板之间插入绝缘介质,且引出电极就成为了开关电源之PCB设计之电容器。它的电路符号,分别为有极性PCB设计之电容和无极性PCB设计之电容。若给PCB设计之电容器充电,开关电源之PCB设计之电容器的两极板上就会积累电荷。给PCB设计之电容量为C的PCB设计之电容器以恒定电流强度I充电示意图。假设开关电源之PCB设计之电容器初始不带电荷,即它两端的初始电压等于零。我们回忆的定义:电荷在导体内流动形成了电流,单位时间内流过导体横截面的电荷量称为电流强度,又因在PCB设计之电容器中有。
开关电源之PCB设计之电容量为C的PCB设计之电容器在恒定电流强度I的作用下,两端电压V随时间t线性上升。PCB设计之电容器两端的电压越高则所容纳的电荷就越多,即储能就越大。但PCB设计之电容器两极板间绝缘介质的耐电强度是有限的,若两极板间的电场强度太高,就可能将绝缘介质击穿,从而使PCB设计之电容器短路。因此在应用中要兼顾PCB设计之电容器的耐压。
结论:开关电源之PCB设计之电容器在电路中有容纳电荷的作用,也即存储能量的作用。开关电源之PCB设计之电容器存储能量是需要时间的,因此PCB设计之电容器两端电压不能突变。且PCB设计之电容量越大,可存储的能量就越多。PCB设计之电容器最重的两个参数是它的PCB设计之电容量和耐压。
开关电源之电容之RC充放电回路
开关电源的电路是以一个RC充放电回路示意图。假设PCB设计之电容器两端的初始电压为零,开关K与1端接通的瞬间,电源通过电阻R对PCB设计之电容器充电,此时PCB设计之电容器的充电电流为最大E/R,若持续以这个电流充电,则VC的上升曲线是一条线性的直线但是因在整个充电过程中充电电流为,故随着VC的上升,充电电流强度IC逐渐减小,则VC上升的幅度也逐渐变小,直到上升至电源电压E,同时充电电流为0。这样使实际的VC上升曲线。VC是按指数规律上升的,它随时间t变化的当PCB设计之电容充满电后,VC等于E。此时开关K与2端接通,则PCB设计之电容器通过R放电,放电电流为,VC逐渐降低。在接通2端的瞬间,放电电流为最大,但随着VC的降低,放电电流也逐渐降低,直至VC为0V,放电电流也为0。这样以来,PCB设计之电容放电时VC的下降曲线。
开关电源之PCB设计之电容的容抗
在开关电源电路中PCB设计之电容有一个很重要的作用,就是通交流、隔直流。若一个直流电压加在PCB设计之电容的一端,则PCB设计之电容稳定后(即充放电过程完成后),在PCB设计之电容的另一端不能感受到这个电压,即直流被隔开,这一点我们从RC充放电回路也可以看出来;若输入Vi是一个交流信号,则Vo会输出同频率的交流信号,且输入交流信号频率越高,输出Vo的幅度就越大,即交流信号通过了这个PCB设计之电容。其实我们可以这样来理解,交流信号的幅度和方向都是随时间变化的,而PCB设计之电容对电压的反应是有隋性的,即它两端的电压不能突变。当PCB设计之电容器一个极板的电位随输入信号变化较快时,PCB设计之电容器两端的电压变化较慢,则引起它的另一个极板的电位也跟着以同样的方式变化。这样以来,虽然有一些损失(PCB设计之电容两端电压毕竟变化了一点),但也相当于交流信号通过了这个PCB设计之电容器。而且,输入信号变化的越快(即频率越高),PCB设计之电容器容量越大(即它两端的电压变化越慢),就越容易通过。
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