conception de la barrière immatérielle de sécurité et des circuits et application des fonctions de condensateur dans

- Sep 26, 2020-

Afin de coordonner les points de connaissance plus complets de la conception de circuits, je lancerai prochainement divers dispositifs et concepts de conception couramment utilisés dans la conception de circuits, tels que la résistance des composants de base, la capacité, l'inductance, la protection des diodes, les dispositifs de stockage SDRAM, FLASH, Processus de conception de PCB Alimentation DCDC, processus de conception de câblage de carte PCB, etc., j'espère vous fournir des références.


Remarque: principalement utilisé dans le filtrage de l'alimentation électrique, le filtrage du signal, le couplage du signal, la résonance, le filtrage, la compensation, la charge et la décharge, le stockage d'énergie, le blocage CC et d'autres circuits. L'introduction suivante est basée sur les fonctions communes des condensateurs et une introduction détaillée de chaque application de fonction.

Caractéristiques de capacité: passez AC pour bloquer DC, passez haute fréquence pour bloquer les basses fréquences!


Les condensateurs sont indispensables dans la conception de circuit habituelle de tout le monde GG, mais de nombreuses personnes entreront dans un malentendu sur l'utilisation des condensateurs, c'est-à-dire que plus la capacité est grande, meilleur est l'effet de filtrage. En fait, ce n'est pas le cas. En termes simples, un condensateur de grande valeur filtre le bruit basse fréquence et un condensateur de petite valeur filtre le bruit haute fréquence.


L'essence du travail du condensateur est le processus de charge et de décharge. L'état initial est que le condensateur ne stocke aucune électricité. Un condensateur avec une grande valeur de capacité doit être chargé dans le circuit pour s'équilibrer avec la tension dans le circuit. Cela prend plus de temps et le bruit basse fréquence peut satisfaire sa limite de temps. Il est nécessaire, mais s'il est placé dans un circuit de bruit à haute fréquence, la fréquence est élevée et la réaction de charge et de décharge d'un condensateur de grande valeur de capacité ne peut pas être atteinte, et le but du filtrage ne peut pas être atteint. À ce stade, un petit condensateur de valeur de capacité doit être utilisé. Les condensateurs à faible capacité ont un temps de charge et de décharge court, ce qui peut répondre à l'objectif de filtrage. En bref, la fréquence de filtrage diminue à mesure que la valeur de capacité augmente. Par conséquent, lors de l'utilisation, vous devez sélectionner la valeur de capacité appropriée en fonction des besoins de votre propre circuit pour atteindre l'objectif de filtrage souhaité et réduire le coût.


L'utilisation la plus courante des condensateurs dans les circuits est" condensateurs de découplage" et les condensateurs de dérivation GG." En tant que l'un des composants passifs du condensateur, son rôle n'est rien de plus que le suivant:


1. Utilisé dans les circuits de puissance pour réaliser le rôle des condensateurs dans le contournement, le découplage, le filtrage et le stockage d'énergie, comme détaillé ci-dessous:


① Filtre

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Le filtrage est une partie très importante du rôle des condensateurs. Il est utilisé dans presque tous les circuits d'alimentation. Théoriquement (c'est-à-dire en supposant que le condensateur est un condensateur pur), plus la capacité est grande, plus l'impédance est petite et plus la fréquence de passage est élevée. Mais en fait, la plupart des condensateurs de plus de 1 uF sont des condensateurs électrolytiques, qui ont une grande composante d'inductance, de sorte que l'impédance augmente lorsque la fréquence est élevée. Parfois, vous verrez un grand condensateur électrolytique avec un petit condensateur connecté en parallèle. A ce moment, le grand condensateur passe à basse fréquence et le petit condensateur passe à haute fréquence. Plus la capacité est grande, plus il est facile de passer les basses fréquences, et plus la capacité est petite, plus il est facile de passer les hautes fréquences.


L'image ci-dessus est un exemple: C5 filtrera les composantes basse fréquence dans la sortie de l'étage précédent U2, C7 filtrera ses composantes haute fréquence, et C3 et C4 sont similaires.


Certains internautes ont comparé une fois le condensateur de filtrage à un bassin GG." Puisque la tension aux deux extrémités du condensateur ne change pas brusquement, on peut voir que plus la fréquence du signal est élevée, plus l'atténuation est grande. On peut dire que le condensateur est comme un étang et ne changera pas la quantité d'eau en raison de l'ajout ou de l'évaporation de quelques gouttes d'eau. Les condensateurs convertissent les changements de tension en changements de courant. Plus la fréquence est élevée, plus le courant de crête est important, ce qui amortit la tension. Remarque: le filtrage est le processus de charge et de décharge.


② Contournement

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Le condensateur de dérivation est généralement connecté entre la borne de signal et la terre, et sa fonction principale est de générer un shunt CA pour éliminer l'énergie inutile qui pénètre dans la zone sensible.


Le condensateur de dérivation est généralement utilisé comme dispositif de dérivation haute fréquence pour réduire la demande de courant transitoire du module de puissance. En général, les condensateurs électrolytiques en aluminium et les condensateurs au tantale conviennent mieux aux condensateurs de dérivation. La valeur de la capacité dépend de la demande de courant transitoire sur le PCB, et est généralement comprise entre 10 et 470 μF. S'il y a beaucoup de circuits intégrés, de circuits de commutation à grande vitesse et d'alimentations avec de longs fils sur le PCB, des condensateurs de grande capacité doivent être sélectionnés. Le condensateur de dérivation est un dispositif de stockage d'énergie qui fournit de l'énergie à l'appareil local. Il peut uniformiser la sortie du régulateur et réduire la demande de charge. Tout comme une petite batterie rechargeable, le bypass est chargé et déchargé vers l'appareil.


Remarque: pour minimiser l'impédance, le condensateur de dérivation doit être aussi proche que possible de la broche d'alimentation et de la broche de masse du dispositif de charge. Cela peut éviter que la valeur d'entrée ne soit trop élevée et que le potentiel de terre augmente et fasse du bruit.


③ Retirer la racine de lotus


Le condensateur de découplage est en fait nommé en fonction de l'effet réel de l'utilisation du condensateur. Il est généralement connecté entre la ligne électrique et la ligne de masse. Il a deux fonctions: le filtrage et le stockage d'énergie.


Le rôle spécifique est expliqué en combinaison avec les points suivants:


1. Lorsque l'alimentation est introduite dans le circuit, la tension de l'alimentation n'est pas constante, mais dans un état relativement stable, qui contient beaucoup de bruit. Si ces bruits pénètrent dans le circuit, cela affectera le circuit, en particulier la tension. Les appareils sensibles ont des exigences plus élevées pour la stabilité de la tension du circuit et sont utiles comme une extrémité de la tension de référence, ce qui affecte sa précision, de sorte que l'ajout de capacité peut assurer la relation linéaire du circuit. (La compréhension simple est que s'il y a plus de tension, j'absorberai, s'il y en a moins, j'ajouterai et je resterai dans un état équilibré)


2. Les appareils actifs produisent un bruit de commutation haute fréquence pendant la commutation, qui se propage le long de la ligne électrique. A ce moment, le condensateur fournit une alimentation CC locale au dispositif actif pour réduire la propagation du bruit de commutation sur la ligne électrique et réduire le bruit du plomb vers la terre.


3. Il existe de nombreuses ondes électromagnétiques dans l'espace, qui interfèrent souvent avec la stabilité du travail de la puce GG. Les condensateurs de découplage autour de la puce peuvent filtrer ces interférences. En revanche, dans le circuit haute fréquence, l'inductance générée par le fil L'effet de l'effet sur le courant est très important, ce qui conduira à un courant insuffisant. Si l'appareil a besoin de suffisamment de courant pour fonctionner à ce moment, il ne peut pas être alimenté à temps. A ce moment, l'énergie stockée dans le condensateur de découplage peut compléter celles-ci en temps insuffisant, pour assurer le fonctionnement normal de l'appareil.


Remarque: Dans le circuit du circuit, les condensateurs de découplage et les condensateurs de dérivation jouent un rôle anti-interférence. L'emplacement des condensateurs est différent, c'est-à-dire que le nom est différent. Le bypass consiste à filtrer les interférences dans le signal d'entrée. Le découplage consiste à utiliser l'interférence du signal de sortie comme objet de filtrage pour empêcher le signal d'interférence de revenir à l'alimentation. C'est leur différence essentielle.


④ Stockage d'énergie


Le condensateur de stockage d'énergie collecte la charge à travers le redresseur et transfère l'énergie stockée à la borne de sortie de l'alimentation électrique via le conducteur du convertisseur. Les condensateurs électrolytiques en aluminium (tels que B43504 ou B43505 d'EPCOS) avec une tension nominale de 40-450VDC et une valeur de capacité de 220-150 000uF sont plus couramment utilisés. Selon les différentes exigences de puissance, les dispositifs adoptent parfois la forme de série, parallèle ou une combinaison de ceux-ci. Pour les blocs d'alimentation d'un niveau de puissance supérieur à 10 kW, des condensateurs à bornes à vis en forme de réservoir plus grands sont généralement utilisés.


2. Utilisé dans les circuits de signaux, principalement pour compléter les fonctions de couplage, d'oscillation / synchronisation et de constante de temps:


① Accouplement


Par exemple, l'émetteur de l'amplificateur à transistor a une résistance auto-polarisée, qui en même temps amène le signal à générer une chute de tension et une rétroaction à l'entrée pour former un couplage de signal d'entrée et de sortie. Cette résistance est l'élément qui génère le couplage. Si la résistance est de deux Un condensateur est connecté en parallèle à la fin. Parce qu'un condensateur de capacité appropriée a une faible impédance par rapport au signal alternatif, ce qui réduit l'effet de couplage provoqué par la résistance, ce condensateur est appelé condensateur de découplage.


② Oscillation / synchronisation


Y compris la capacité de charge du RC, l'oscillateur LC et le cristal appartiennent à cette catégorie.


③ Constante de temps


Il s'agit du circuit d'intégration commun composé de R et C en série. Lorsque la tension du signal d'entrée est appliquée à la borne d'entrée, la tension sur le condensateur (C) augmente progressivement. Le courant de charge diminue à mesure que la tension augmente. Les caractéristiques du courant traversant la résistance (R) et la capacité (C) sont décrites par la formule suivante:


i=(V / R) e- (t / CR)


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