通俗話講原理(三):電容——儲存電的東西

2020-12-05 電子產品世界

　　看到這個標題，可能有人會說，那電容不就是跟蓄電池一樣了嗎?如果你非要這樣認為，再某些層面也有一些相像!

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/283453.htm

　　不要急，我們還是先看看mpn裡面電容的樣子吧：

這個圖中的白塊塊黃塊塊和黑塊塊的遠見都是mpn裡面經常見到的電容器，電容也分大小的，容量大就能儲存電量多，容量小就儲存的電量小，它們的大小單位是用法拉來做單位的，法拉這個單位很大，mpn裡面用的電容器都很小，所以常見的都用小單位微法和微微法。電容器長相不同也有一些相應的區別，像這一些樣子的
和這個樣子白色的都是瓷電容，不分正負極，在電路途中用
這樣的符號表示，c32表示在這個電路圖中第32個電容，數字224是表示這個電容的大小前面兩個數字是有效數字，後面的4是表示4個0，就是說這個電容的值是220000微微法(pF)，也就是0.22微法(uF)，這個樣子的電容在mpn中都是用微微法做單位的;還有一種電容如圖中的比較大一點的那個黃色的和黑色的，並且一頭有一條橫線標誌的那個電容叫電解電容器，它是分正負極的，有橫槓標誌的那一端就是正極，在電路中要接在高電位的，接反了它就會發熱漏電不能起到它的作用了，嚴重還會冒煙起火!電解電容在電路中用的符號也與瓷電容不同：
可以看到標示2的那端是一個長方塊，那就是電解電容的的正極，也就是有橫槓槓的那一端。電解電容的值一般比較大，電路圖中220u就是220微法(uF)，斜槓後面是電解電容的耐壓值，6.3v就是說這裡用的電解電容耐壓要到6.3v，當然耐壓更高的電容也可以，但是低了不行!220微法的電解電容在貼片元件上怎麼表示呢?它的表示法和瓷質電容是一樣的227就是了，220000000微微法，簡單吧!也有一些電解電容例如標10 25v 的，它表示10微法耐壓25v的電解電容!


　　說了這麼多要說說電容器是幹什麼用的了，電容器雖說能儲存電能但是很少有拿它當電池用的，那麼拿它作什麼用呢?在mpn電路中主要用它做濾波來用，原來電容有一個重要特性就是「通交流，隔直流」，什麼意思?也就是說像聲音信號、交流電等這些電壓是一種有規則或者無規則的電流流動方向不斷變化著的電壓;直流電就像電池裡的電壓它的電流是一直從正極流向負極的，由於方向不會變化就叫直流電，像這樣的電流就不能連續的通過電容器，在mpn電路中往往就同時存在著兩種電流成份，有一些地方是不能存在直流成份的(例如mpn耳機裡面就不能有直流成份，否則耳機就會發熱燒壞，所以從主控出來的聲音接口就要通過兩個隔直流的電解電容把直流隔斷)，有一些地方同樣不能存在交流成份(例如我們需要的純淨的直流電，就要把它裡面交流成份濾掉於是就在正電和負電之間接一個電容，讓交流成份直接通過電容流到負極)，於是我們就通過電容器讓交流(波動的)電流通過電容，阻斷按照一個方向流動的直流電的電流!

　　需要說明的是電容的大小跟能通過它的變化電流的快慢有關，電流變化速度快的可以通過容值小的電容，變化速度慢的就不能通過電容值很小的電容，無線電波是一種變化速度很快的交流電，因此可以通過十幾微微法的電容，聲音的變化速動就慢得多了，要幾十微法甚至幾百微法的電容才能通過，所以從主控到耳機之間的隔直流電容(我們叫隔直耦合電容)一般都是50-100微法的電容，太小就會影響聲音大小和音質，但是變化很快的交流成分我們人的耳朵就聽不到了，它也能順利通過大電解電容，這種變化很快人耳聽不到混雜在聲音裡的變化電流通過耳機時，會對我們造成煩躁不安不舒服感，必須把它濾除掉不讓他通過耳機，於是就在它進入耳機前用一個磁珠L4 L5阻擋一下再用一個小電容C30 C31給它提供一個通路讓它直接進入地!如圖

       這個磁珠和電容組成的電路叫做LC濾波電路!


　　凡是直接接地的電容不管是電解電容或者瓷電容一般都是給交流電提供入地的濾波電路，這樣的電容就叫濾波電容。電解電容是給變化慢得交流電提供通路的，瓷電容是給變化快的交流電提供通路的!

　　直流電在接通電容的瞬間會給電容充電，要充電就要有充電電流，電充滿了，也就沒有電流了!充電量多少跟電容的大小有關，數位相機中的閃光燈中有一個耐壓500v2200微法的儲能電解電容，大約300v的電壓在裡面儲存著，儲能電解電容通過激發瞬時通過閃光燈管放電發出強亮的燈光，這個應用就是電容的儲電作用!實際上電容器通交流隔直流的特性也是用的電容充放電的原理，這個原理比較費解需要你慢慢琢磨才會理解!

　　下面分析幾個使用電容的電路，以加深印象!



　　上面這個電路是mp3中給矩力2085 2051 2091等主控提供1.5v基準電壓的穩壓電路，1.5v基準電壓要求是非常純淨的直流電壓，裡面絕對不能有交流變化的電流成份!這個圖中通過一個1.5v穩壓IC把從3腳輸入的AVCC 3v電壓穩定到1.5v從2腳送出來，但是裡面可能會混雜有變化快慢不同的變化電流幹擾1.5v電壓的穩定性，所以必須要用電容把交流成分給濾除掉，電路圖中的C1 C2 E1 和22歐姆的電阻等就是為了把裡面的變化快慢不同的交流電電流直接入地而濾除掉，這樣提供的1.5v電壓就成了純淨的穩定直流電壓了!

　　下面這個電路中的所有電解電容和瓷電容的作用也都是起到相同的作用：


　　再舉一個隔直耦合電容的例子：



　　這個電路是收音模塊左右聲道聲音輸出電路，電路中的C1、 C2就是隔直耦合電容，它使用的是105的電容，就是1微法的瓷質電容器，收音模塊的收音機聲音就是通過這兩個電容器耦合到主控裡面的音頻放大電路進行放大，主控裡面的音頻放大電路需要的是純交流的聲音成分，隔斷直流成份一免幹擾主控裡面的音頻放大電路的正常工作!

　　下面這個電路圖是瑞芯微2606主控的復位電路圖：



　　有兩個電容 C38 、C44在這個電路圖中，C44是濾波電容不多講了，重點講一下C38，在開機的一瞬間，vcc的3v電接通給c38充電，電流通過流過充電電路到三極體的基極，三極體基極瞬間得到一個正電壓，於是三極體導通相當於三極體的發射極和集電極接通，resetn就相當於與地接通，電壓為0v，隨著c38電容充滿了電(時間是根據C38大小決定的，大了時間就長，小了時間就短，104的電容要充滿點的時間在這裡要0.2秒-0.5秒)，三極體基極的電壓就變為0v，三極體關斷，resetn處的電壓隨之升高到3v，完成主控復位工作!

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  • 圖示電容的充放電
    3 這個問題，要看這個電路對電容充放電的時間周期。如果高於交流電的周期，那麼電容電還沒放完，電流方向就改變，開始反向充電，這樣電容電壓始終不能回零。 如果小於交流電周期，電流還沒有回落到零，電容已放電完畢。 總之，只有兩周期相同時，電容電壓才和電路電壓變化一致。