Mục đích của hai tụ điện song song là gì?


56

Mục đích của hai tụ điện song song ở mỗi bên của bộ điều chỉnh trong
mạch cung cấp điện này là gì

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi đã thấy các thiết lập tương tự trong các mạch tương tự khác và có thể đoán rằng nó có liên quan đến việc một người bị phân cực không, nhưng tôi không thực sự hiểu những gì đang diễn ra ở đó.


1
Tôi nghĩ rằng đây là một câu hỏi rất hay ... Tôi có thể thấy điểm của mọi nắp trong mạch đó tiết kiệm cho 10uF. Điều gì sẽ là điểm có 10uF bên cạnh một gần như giống hệt nhau trên 1uF? Có phải họ đang nhắm đến việc lọc ra một tần số rất cụ thể? Đối với tôi, sẽ có ý nghĩa hơn nhiều khi có 10uF kết hợp với 1nF hoặc tương tự.
Lundin

3
sẽ có câu trả lời ngắn nhất có thể: "đáp ứng tần số khác nhau"
JustJeff

6
@Lundin: Đây có lẽ là một sơ đồ cũ từ những ngày mà 10uF thậm chí ở mức 5V yêu cầu điện phân, có ESR đáng kể. Ngày nay, một gốm 0805 1uF duy nhất trên đầu ra của bộ điều chỉnh sẽ hoạt động tốt.
Olin Lathrop

13
Lưu ý rằng "Khăn1" là 100nF, không phải 1FFF.
JimmyB

Câu trả lời:


67

Tóm lược:

  • Các tụ điện lớn xử lý gợn tần số thấp và nhiễu chính và thay đổi tải đầu ra chính.

  • Tụ điện nhỏ xử lý tiếng ồn và quá độ nhanh.


Mạch đó sử dụng "quá mức" với ứng dụng đó nhưng đóng vai trò là một ví dụ OK.

Dưới đây là biểu dữ liệu LM7805 điển hình

Có thể thấy ở trang 22 rằng có hai tụ điện tại Vin abd hai tại Vout không nhất thiết phải là sự sắp xếp tiêu chuẩn và các giá trị tụ điện trong mạch được cung cấp là tương đối lớn.
Dưới đây là fig22 từ bảng dữ liệu.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Mạch của bạn:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Một tụ điện lớn như 2200 uF hoạt động như một "bể chứa" để lưu trữ năng lượng từ DC thô ra khỏi bộ chỉnh lưu cầu. Tụ càng lớn thì càng ít gợn và DC càng không đổi. Khi các đỉnh hiện tại lớn được rút ra, tụ điện cung cấp năng lượng đột biến giúp bộ điều chỉnh không bị chùng xuống ở đầu ra.

Các thanh màu trắng và đen trên biểu tượng tụ điện cho thấy rằng đó là một tụ điện "cực" - nó chỉ hoạt động với + và - trên các đầu được chọn.

Các tụ điện như vậy thường là "tụ điện điện phân". Chúng có khả năng tốt để lọc ra gợn tần số thấp và đáp ứng các thay đổi tải nhanh hợp lý. Bản thân nó không đủ để thực hiện toàn bộ công việc vì nó không tốt trong việc lọc nhiễu tần số cao hơn vì điện phân có xu hướng có độ tự cảm lớn bên trong + điện trở chuỗi lớn (tương đối) (ESR).

Tụ điện đầu vào nhỏ (ở đây hiển thị là u1 = 0,1 uF) sẽ không bị phân cực và ngày nay thường sẽ là tụ gốm nhiều lớp có ESR thấp và độ tự cảm thấp cho khả năng đáp ứng tần số cao và lọc nhiễu tuyệt vời. Bản thân nó không đủ để thực hiện toàn bộ công việc vì nó không thể lưu trữ đủ năng lượng để đối phó với năng lượng cần thiết để lọc ra những thay đổi gợn sóng và quá độ tải lớn.

Điều tương tự áp dụng trong các điều khoản chung cho các tụ điện đầu ra. C4 = 10 uF giúp cung cấp bất kỳ thay đổi tổng tải nào, do đó lấy một số tải ra khỏi bộ điều chỉnh. Nó thường không được coi là cần thiết để có nhiều hơn một tụ điện rất nhỏ ở đây. Một số bộ điều chỉnh hiện đại cần một tụ điện lớn ở đây vì lý do ổn định nhưng LM78xx thì không.

Ở đây, tụ đầu ra thứ hai là 0,1 uF và nó ở đó để xử lý nhiễu tần số cao.

Lưu ý rằng có một tụ điện lớn trên đầu ra có thể gây ra vấn đề. Nếu đầu vào bị chập để nguồn điện bị loại bỏ thì C4 sẽ xả trở lại qua bộ điều chỉnh.
Tùy thuộc vào điện áp và kích thước tụ điện có thể gây ra thiệt hại. Một phương pháp để giải quyết vấn đề này là cung cấp một diode thường phân cực ngược từ đầu ra bộ điều chỉnh sang đầu vào bộ điều chỉnh. Nếu đầu vào bộ điều chỉnh bị chập để nối đất, tụ điện đầu ra sẽ xả qua diode phân cực thuận.


1
Câu trả lời chính xác. Tôi muốn thêm rằng một tụ điện hồ chứa rất lớn có thể dẫn đến tăng tiếng ồn. Thời gian của các điốt sẽ ngắn hơn nhưng cùng một lượng điện năng được truyền. Điều này gây ra các đột biến hiện tại trong máy biến áp bắt đầu phát ra từ trường ồn. Lớn hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn ở đây. Tuy nhiên, không có khả năng gây ra sự cố trong các mạch sử dụng bộ điều chỉnh sê-ri 78xx, chúng thường không di chuyển đủ năng lượng thường xuyên.
Nils Pipenbrinck

@NilsPipenbrinck Điểm tốt. Thêm một điện trở nối tiếp nhỏ giữa máy biến áp và tụ thứ 1 phục vụ "trải" góc dẫn, giảm cực đại hiện tại, giảm nhiễu và làm cho cuộc sống dễ dàng hơn cho điốt. Làm việc ra dòng diode có thể hơi khó đánh thuế mà tôi dường như nhớ lại (đã thực hiện nó như một bài tập từ lâu). Ngày nay một mô phỏng là đủ dễ dàng để làm cho tính toán bất thường.
Russell McMahon


13

Các tụ điện phân cực có giá trị cao thường không có các đặc tính lý tưởng ở tần số cao (ví dụ độ tự cảm đáng kể), do đó, khá phổ biến để thêm một tụ điện có giá trị thấp song song trong các trường hợp bạn cần lo lắng về sự ổn định ở tần số cao, như trường hợp với 78xx IC điều chỉnh như thế này.


1

Khi bạn đang nghĩ về tín hiệu nhiễu ở đầu ra bộ điều chỉnh, bạn phải sử dụng các tụ điện có xếp hạng ESR ( tantalum hoặc gốm ) thấp vì chúng có khả năng khử nhiễu rất tốt. Nhưng điều đó cũng phụ thuộc vào việc bạn đang sử dụng bộ điều chỉnh nào.


-4

Mạch được đề cập trong liên kết mà bạn đề cập trong câu hỏi của bạn là một bộ chỉnh lưu cầu toàn sóng .

Ở đây trong mạch này các tụ điện hoạt động như một bộ lọc. Điều này phản đối tín hiệu AC chảy qua hoặc xuất hiện ở đầu ra. Nhà thiết kế đã sử dụng các tụ điện khác nhau để lọc tín hiệu để có được mức DC mong muốn.

Ở đây các tụ điện được sử dụng trên bộ điều chỉnh bộ điều chỉnh để có được sự ổn định. Ở tần số cao, hành vi của tụ điện không ổn định hoặc không đổi. Vì vậy, để có được sự ổn định, nhà thiết kế đã sử dụng các tụ điện có giá trị nhỏ dọc theo các tụ điện có giá trị cao hơn.


11
Tôi nghĩ có lẽ bạn đã bỏ lỡ điểm của câu hỏi - OP muốn biết tại sao có một tụ điện có giá trị cao song song với một tụ điện có giá trị thấp ở mỗi bên của bộ điều chỉnh.
Paul R
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.