电容等效电路为
总阻抗
当(XL-XC)>0时为感性负载 ,(XL-XC)<0时为容性负载
电容阻抗-频率曲线
电容在小于谐振频率应用时呈容性,大于谐振频率时呈感性
N个相同电容并联后,ESR和ESL缩小N倍,容值增大N倍。
多个相同电容并联时,整体的阻抗趋势不变,各频率下整体阻抗下降。
电容ESR相差不大时,不同电容并联后阻抗曲线如下
在0-f1时,两个电容同时呈现容性,总阻抗随着频率提升而下降。
在频率>f2时,两个电容同时呈现感性,总阻抗随着频率提升而提升。
在f1-f2时,两个电容中一个呈现感性,一个呈现容性,构成LC并联谐振电路,阻抗在某个频率下到达区间最高值,称之为并联谐振峰,并联谐振峰上阻抗较大,影响并联后滤波效果,两电容相差越大,并联谐振峰越大。
对于C1大电容在高频由于寄生电感导致阻抗变大,不能滤高频,对于C2小电容在低频阻抗大,不能滤低频。C1和C2并联时C1在低频时提供滤波通路,C2在高频时提供滤波通路,拓宽滤波低阻抗频率段。
电容ESR相差大时,不同电容并联后阻抗曲线如下
当两个电容ESR相差过大,并联后的阻抗曲线类似于C1阻抗曲线,不能实现拓宽低阻抗频带效果。
片式多层陶瓷电容器(MLCC)的ESR随着封装大小减小而减小,可以选用更小封装的电容来提升C2在并联后高频段的作用。
关于阻抗计算公式的推导,阻抗等于器件两端电压除以电流,单位为欧姆。
XC的计算:电容两端电压Uc=Ut=Umsinwt,电流等于单位时间充入电容的电荷量I=dQ/dt,电容中电荷量等于电容乘以两端电压Q=CU
推得I=d(CU)/dt=d(CUmsinwt)/dt=wCUmcoswt=wCUmsin(wt+90°),由此可得电流超前电压90°,其峰值Im=wCUm,由欧姆定律可得XC=Um/Im=1/wC。
XL的计算:通过电感的电流I=Imsinwt,U=Ldi/dt=ImwLcos(wt)=ImwLsin(wt+90°),Um=ImwL,XL=Um/Im=wL,电压超前电流90°。
由于电容电压与电流相位差为-90°,其阻抗将会落在虚轴负半轴上文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-489356.html
由于电感电压超前与电流90°,其阻抗落在虚轴正半轴上。
由于电阻电压与电流相位相同,其阻抗将会落在实轴上。
虚轴上阻抗的和为XL-XC。
所以阻抗Z=R+j(XL-XC),其大小为文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-489356.html
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