電路中的一些經典組合電路

1、極性電容與非極性電容並聯組合電路

  • 這是電源“去耦”電容的經典組合。理想的電源應該提供穩定的直流電壓,故去耦(decouple)的對象是電源網絡中的噪聲。在電源網絡上並電容到地是解決這個問題最簡單的辦法。
  • 在電路中,大容量的極性電容一般是電解電容,小容量的無極性電容會是瓷片電容之類的
  • 實際電容在電路中的阻抗應該是隨着頻率的增大而減小,但在實際電容電路中,會有引腳和自身拿材料特性帶來的等效串聯電感,所以當頻率大於某個值時,阻抗會隨 f 增大而增大。
  • 電解電容值很大,但同時串聯電感也很大,故用來做低頻上的去耦工作,但在高頻段,因爲很大的串聯電感,這時的電解電容的電感特性佔了主導地位,f 越高去耦效果越弱,有時電路中也會利用大容值電解電容來撫平極低頻段的電壓波動,這時更加多地是在利用電容的儲能特性(你也可以多掏點錢用線性穩壓器來解決這個問題),而不是狹義上的“去耦”或者“濾波”了。
  • 瓷片電容雖然容值較小,在低頻段的去耦效果不明顯,但是相對較小的串聯電感使得它在高頻段特定範圍內的去耦效果非常不錯。
  • 因此,最好的辦法就是把這兩個電容並聯來用。一併起來,阻抗曲線大概就會變成這個樣子
  • 容量較大的電解電容通常是內部卷繞的,所以除了電容大,內部電感也較大。使得對高頻干擾的濾波能力較差。此時就需要個高頻濾波能力好的,典型的就選瓷片電容了。

    另外在設計PCB時也有講究。大電容靠近電源,小電容靠近芯片。如果有多個芯片,那就每個芯片配一個小電容,此事多多益善。

  • 注:電容表示成這樣------224/50V,代表22後面有4個0即220000pF(0.22uF),50V表示額定電壓爲50V

  • 按照美國電工協會(EIA)標準,不同介質材料的MLCC按溫度穩定性分成三類:超穩定級的介質材料爲COG或NPO;穩定級的介質材料爲X7R;能用級的介質材料Y5V.

  •  

2、瞬態抑制二極管和壓敏電阻的使用

2.1瞬態抑制二極管

  • 瞬態抑制二極管是雪崩二極管(穩壓管)的變種!它的反應速度快,用於消除干擾的脈衝尖峯

  • TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時,以10^-12S 量級速度,將其兩極間的高阻抗變爲低阻抗,同時吸收高達數千瓦的浪涌功率。使兩極間的電壓箝位於一個安全值,有效地保護電子線路中的精密元器件免受浪涌脈衝的破壞。

2.2壓敏電阻(MOV)

  • 保護特性,當衝擊源的衝擊強(或衝擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規定值時,壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的衝擊耐電壓(Urp)。

 

  • 耐衝擊特性,即壓敏電阻本身應能承受規定的衝擊電流,衝擊能量,以及多次衝擊相繼出現時的平均功率。
  • 壽命特性有兩項,一是連續工作電壓壽命,即壓敏電阻在規定環境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時間(小時數)。二是衝擊壽命,即能可靠地承受規定的衝擊的次數。
  • 壓敏電阻介入系統後,除了起到"安全閥"的保護作用外,還會帶入一些附加影響,這就是所謂"二次效應",它不應降低系統的正常工作性能。這時要考慮的因素主要有三項,一是壓敏電阻本身的電容量(幾十到幾萬PF),二是在系統電壓下的漏電流,三是壓敏電阻的非線性電流通過源阻抗的耦合對其他電路的影響。

3、電感

如果在電路圖中,用B601/1206表示電感的參數,B601表示在100MHz的時候磁珠的Impedance爲600歐姆。,1206代表電感的貼片封裝尺寸(貼片尺寸包含 0603、0805、0402、1206 等)

4、保險絲FUSE,在電路中的電器符號如下圖,它的符號像電阻一樣的符號,但兩端的引線貫通方框,熔斷器是指用鉛、錫等受熱容易熔化的金屬製成的,在發生短路事故或在電路中一旦有超過規定以上的大電流等情況下,可熔體自身因發熱而熔斷,自動切斷電路從而保護電路的器件。

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