直流电机并联瓷片电容有什么作用?
瓷片电容是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器
瓷片电容分高频瓷介和低频瓷介两种
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器
低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合,不宜使用在脉冲电路中
那么瓷片电容在直流电机中有什么作用呢?直流电机的电气噪音是尖峰电压,主要是由马达电刷产生的,是由电刷与换向片触点的断开产生的直流电机电气噪音的典型频谱是一频带很宽且杂乱的脉冲信号,如未采取必要抑制措施,很多情况其电气干扰电平会超过EMC限值,因此需要瓷片电容来消掉噪音,达到能通过EMC得效果
电容的作用是通过向噪声源的公共端提供一条阻抗很低的通路来将电压尖峰旁路掉,它可以接在马达的每根引线与地之间,也可以接在两根引线之间,在电刷与地之间接入瓷片电容会有很大效果
除了添加瓷片电容之外,减小噪声还可以在电刷上直接放置一个电感器件,电感的作用是防止当电刷通过换向片间隙时流进电刷电流的突然变化
串联在电路中的扼流圈可以和到地的旁路电容组合起来构成一个低通滤波器,这可以增强单个电感或电容的滤波效果,常规的作法是直接在电机制造过程加入环形压敏电阻
不是电容数量问题,而是需要用两种不同材质结构的电容并联,通常是一个大容量(100uF)的电解电容再并联一个小容量的瓷片电容。
大容量电解电容提供低频通路,瓷片电容没有足够的容量。
瓷片电容提供高频通路,电解电容结构存在较大的等效电感,高频电流不容易通过。
用在退耦电路中的电容称为退耦电容,退耦电容并接于电路正负极之间,可防止电路通过电源形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。所谓退耦,即防止前后电路电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对电路的正常工作产生影响,换言之,退耦电路能够有效地消除电路之间的寄生耦合。
去耦电容在集成电路电源和地之间的作用:
推荐一方面是本集成电路的蓄能电容
另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
1、材质不同
陶瓷电容无极性,电解电容有极性。
2、容量不同
陶瓷电容的容量一般较小,电解电容的容值可以做得很大。
3、用途不同
陶资电容一般用于信号源滤波,而电解电容一般用于电源部分。
作用:
电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~33000μF,额定工作电压范围为6.3~700V。其缺点是介质损耗、容量误差较大(最大允许偏差为+100%、-20%),耐高温性较差,存放时间长容易失效。
陶瓷电容高频特性好,多用于高频电路。瓷片电容可滤除高频纹波,故可用作高通滤波。瓷片电容可用于纯交流电路。
参考资料来源:百度百科-陶瓷电容
参考资料来源:百度百科-电解电容
1 初级(热)和次级(冷)的地接到一起(交流通路),有一个共同的参考点。
2 减少干扰。
3 增加传递效率。
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gioc
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上拉电阻的作用 原创
2009-06-01 22:52:03
gioc
码龄19年
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有些总线协议会将一些信号释放为高阻态,但是实际上电路的状态应该事确定的0或1,所以上拉电阻可以提供一个确定的状态。
上拉电阻还可以提供一个逻辑电平;以及供匹配用等~
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我认为上拉有两个作用:1电压状态匹配2芯片的引脚参数有扇入扇出数限制,上拉可提供灌电流,提高驱动能力
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Open Drain 外接线路必须要有上拉电阻,这样才能工作
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上下拉电阻:
1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V), 这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2、OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的搞电平值。
3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:
1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。
综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理。
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上拉电阻实际上是集电极输出的负载电阻。不管是在开关应用和模拟放大,此电阻的选则都不是拍脑袋的。工作在线性范围就不多说了,在这里是讨论的是晶体管是开关应用,所以只谈开关方式。找个TTL器件的资料单独看末级就可以了,内部都有负载电阻根据不同驱动能力和速度要求这个电阻值不同,低功耗的电阻值大,速度快的电阻值小。但芯片制造商很难满足应用的需要不可能同种功能芯片做许多种,因此干脆不做这个负载电阻,改由使用者自己自由选择外接,所以就出现 OC、OD输出的芯片。由于数字应用时晶体管工作在饱和和截止区,对负载电阻要求不高,电阻值小到只要不小到损坏末级晶体管就可以,大到输出上升时间满足设计要求就可,随便选一个都可以正常工作。但是一个电路设计是否优秀这些细节也是要考虑的。集电极输出的开关电路不管是开还是关对地始终是通的,晶体管导通时电流从负载电阻经导通的晶体管到地,截止时电流从负载电阻经负载的输入电阻到地,如果负载电阻选择小点功耗就会大,这在电池供电和要求功耗小的系统设计中是要尽量避免的,如果电阻选择大又会带来信号上升沿的延时,因为负载的输入电容在上升沿是通过无源的上拉电阻充电,电阻越大上升时间越长,下降沿是通过有源晶体管放电,时间取决于器件本身。因此设计者在选择上拉电阻值时,要根据系统实际情况在功耗和速度上兼顾。
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扇入系数--门电路允许的输入端数目。一般门电路的扇入系数Nr为1—5,最多不超过8。若芯片输入端数多于实际要求的数目,可将芯片多余输入端接高电平(+5V)或接低电平(GND)。
扇出系数--一个门的输出端所驱动同类型门的个数,或称负载能力。一般门电路的扇出系数Nc为8,驱动器的扇出系数Nc可达25。Nc体现了门电路的负载能力。
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从IC(MOS工艺)的角度,分别就输入/输出引脚做一解释:
1. 对芯片输入管脚, 若在系统板上悬空(未与任何输出脚或驱动相接)是比较危险的.因为此时很有可能输入管脚内部电容电荷累积使之达到中间电平(比如1.5V), 而使得输入缓冲器的PMOS管和NMOS管同时导通, 这样一来就在电源和地之间形成直接通路, 产生较大的漏电流, 时间一长就可能损坏芯片. 并且因为处于中间电平会导致内部电路对其逻辑(0或1)判断混乱. 接上上拉或下拉电阻后, 内部点容相应被充(放)电至高(低)电平, 内部缓冲器也只有NMOS(PMOS)管导通, 不会形成电源到地的直流通路. (至于防止静电造成损坏, 因芯片管脚设计中一般会加保护电路, 反而无此必要).
2. 对于输出管脚:
1)正常的输出管脚(push-pull型), 一般没有必要接上拉或下拉电阻.
2)OD或OC(漏极开路或集电极开路)型管脚,
这种类型的管脚需要外接上拉电阻实现线与功能(此时多个输出可直接相连. 典型应用是: 系统板上多个芯片的INT(中断信号)输出直接相连, 再接上一上拉电阻, 然后输入MCU的INT引脚, 实现中断报警功能).
其工作原理是:
在正常工作情况下, OD型管脚内部的NMOS管关闭, 对外部而言其处于高阻状态, 外接上拉电阻使输出位于高电平(无效中断状态)当有中断需求时, OD型管脚内部的NMOS管接通, 因其导通电阻远远小于上拉电阻, 使输出位于低电平(有效中断状态). 针对MOS 电路上下拉电阻阻值以几十至几百K为宜.
(注: 此回答未涉及TTL工艺的芯片, 也未曾考虑高频PCB设计时需考虑的阻抗匹配, 电磁干扰等效应.)
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上拉电阻: 一般用4.7K. 提供一个直流的分量.
下拉电阻: a). 阻抗匹配
b). EMI或IC pin 接地
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保护电路一般都是针对电压保护,保护的措施有很多种,下面是其中一些手段:
*:电压较低的,可以接稳压二极管
*:对于小信号输入保护,可以并联两个二极管
*:可以接瞬变二极管
*:可以接压敏电阻
对于电流保护,最常用且有效的方法,就是接保险丝;另外,也可以接电阻或分流电阻。
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