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什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

本站为您提供的什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!,寄生电容一般是指电感,电阻,芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。实际上,一个电阻等效于一个电容,一个电感,和一个电阻的串连,在低频情况下表现不是很明显,而在高频情况下,等效值会增大,不能忽略。

什么是“寄生电容”?

寄生的意义便是原本没有在那个地方规划电容,但因为布线之间总是有互容,互容就好像是寄生在布线之间的相同,所以叫寄生电容,又称杂散电容。

寄生电容自身不是电容,依据电容的原理咱们能够知道,电容是由两个极板和绝缘介质构成的,那么寄生电容是无法防止的。比方一个电路有许多电线,电线与电线之间构成的电容叫做寄生电容。寄生电容一般在高频电路中会对电路构成很大影响,所以电路在布线的时分要特别考虑。

寄生电容一般是指电感,电阻,芯片引脚等在高频状况下体现出来的电容特性。实际上,一个电阻等效于一个电容,一个电感,和一个电阻的串连,在低频状况下体现不是很显着,而在高频状况下,等效值会增大,不能疏忽。在核算中咱们要考虑进去。ESL便是等效电感,ESR便是等效电阻。不管是电阻,电容,电感,仍是二极管,三极管,MOS管,还有IC,在高频的状况下咱们都要考虑到它们的等效电容值,电感值。

什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

留意一下杂散电容,寄生电容,分布电容这三个说法,一些人认为这三个说法差异不大,仅仅适用场景不同,针对器材时多用“寄生电容”,针对体系时多用“分布电容”。在我的了解里,这三者有一些纤细的差异

寄生电容:在现代工艺水平下,出产器材的某个功用时所不可防止地发作的另一种现象,比方现代出产二极管的时分,因为工艺约束无法制作出抱负二极管,出产时不可防止的发作了电容。

分布电容:一般不是针对单个器材的,多数是讲在电路中发作的附加电容,例如电路中两个器材,它们必定会有电容存在;同理,两条平行的输电线路间必定也会有电容存在。

杂散电容:除以上两种电容外的其它方式的电容,例如两个器材、导体彼此感应所发作的电容等。

杂散电容,寄生电容,分布电容的电容值或许极小,可是在特高频、超高频等状况下有时分仍是不能疏忽的。此类型电容理论上无法消除,只能尽或许减小(有害方面)或许加以运用(有利方面)。

就电力体系而言,杂散电容的存在或许使雷电、短路毛病、开关操作等搅扰信号进入二次回路,从而使二次回路发作毛病,影响二次回路作业乃至影响电网安全安稳答应。例如有的变电站呈现过设备一次体系无毛病、维护未动作、监控无操作的状况下断路器跳闸的事端。

关于寄生电容与电容器

电源纹波和瞬态标准会决议所需电容器的巨细,一起也会约束电容器的寄生组成设置。图1显现一个电容器的根本寄生组成,其由等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)组成,而且以曲线图呈现出三种电容器(陶瓷电容器、铝质电解电容器和铝聚合物电容器)的阻抗与频率之间的联系。表1显现了用于生成这些曲线的各个值。这些值为低压(1V~2.5V)、中等强度电流(5A)同步降压电源的典型值。

什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

低频下,一切三种电容器均未体现出寄生重量,因为阻抗显着只与电容相关。可是,铝电解电容器阻抗中止减小,并在相对低频时开端体现出电阻特性。这种电阻特性不断添加,直到到达某个相对高频停止(电容器呈现电感)。铝聚合物电容器为与抱负状况不符的另一种电容器。风趣的是,它具有低ESR,而且ESL很显着。陶瓷电容器也有低ESR,但因为其外壳尺度更小,它的ESL小于铝聚合物和铝电解电容器。

什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

图2显现运作在500kHz下的接连同步调节器模仿的电源输出电容器波形。它运用图1所示三种电容器的首要阻抗:陶瓷电容;铝ESR;铝聚合物ESL.

赤色线条为铝电解电容器,其由ESR主导。因而,纹波电压与电感纹波电流直接相关。蓝色线条代表陶瓷电容器的纹波电压,其具有小ESL和ESR.这种状况的纹波电压为输出电感纹波电流的组成部分。因为纹波电流为线性,因而这导致一系列时刻平方部分,而且外形看似正弦曲线。

最终,绿色线条代表纹波电压,其电容器阻抗由其ESL主导,例如:铝聚合物电容器等。在这种状况下,输出滤波器电感和ESL构成一个分压器。这些波形的相对相位与咱们估计的相同。ESL主导时,纹波电压引导输出滤波器电感电流。ESR主导时,纹波与电流同相,而电容主导时,其推迟。实际状况下,输出纹波电压并非仅包括来自这些元件中之一的电压。相反,它是一切三个元件电压之和。因而,在纹波电压波形中都能看到其某些部分。

什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

图3显现了一个深度接连反激或许降压调节器的波形,其输出电容器电流能够为正和负,而详细状况会不断快速改变。赤色线条清楚表明晰这种状况,其电压由这种电流乘以ESR得出,成果则为一种方波。电容器元件的电压为方波的组成部分。它导致线性充电和放电,如蓝色三角波形所示。最终,仅当电流在过渡期间改变时,电容器ESL的电压才显着。这种电压会十分高,取决于输出电流升时刻。请留意,在这种状况下,绿色线条需除以10(假定25 nS电流过渡)。这些大电感尖峰便是在反激或降压电源中经常呈现双级滤波器的很多原因之一。

什么是“寄生电容”?寄生电容与三种电容器!

总归,输出电容器的阻抗有助于进步纹波和瞬态功能。跟着电源频率升高,寄生问题的影响更大、更不该忽视。在20kHz邻近,铝电解电容器的ESR大到足以主导电容阻抗。在100kHz时,一些铝聚合物电容体现出电感。电源进入兆赫兹开关频率时,请留意一切三种电容器的ESL.

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