直流电路中,电容,电感,在直流路中提供什么

鑫锐电气 2022-08-19 18:20 编辑:admin 261阅读

直流电路中,电容,电感,在直流路中提供什么功能?

一:先解释一下什么是电容器:

顾名思义,电容器就是是装电的容器,一种储能的元件。

特点: 具有充电,放电能力,阻止直流电流通过,允许交流电流通过。

了解电容器这些特点后,就不难明白电容器在直流电路中的作用了:用于电路中的隔直通交,耦合(将前级信号无损地加到后级电路中,并且去掉不需要的信号),滤波(就是我们常说的滤波电容),调谐回路等等。

第二:电感器

把电能转化为磁能而存储起来的电子元件,它阻碍电流的变化(注意:是阻碍电流的变化,变化!)

所以电感器的特性与电容器的特性正好相反,它阻止交流电通过,而直流电可以顺利通过。

所以,电感器的这些特性,在电路中主要为:滤波(与电容一起,组成LC滤波电路),振荡(LC振荡电路),延迟,筛选信号,过滤噪声,稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。

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电容电感在直流电路中的应用,主要用来滤波或者叫去耦。所谓的直流电路。其实内部的电流和电压都是有波动的。也就是说内部包含交流成分。理想的直流电源是不存在的。实际电源可以认为是带内部阻抗和交流成分的的理想电源,当电源电流发生变化的时候,实际电源输出电压也是变化的,为了滤除这些交流成分。就可以利用电容和电感的阻抗随着频率变化的特性。大家都知道。电容的阻抗跟频率成反比。电感的阻抗与频率成正比。如果将电容并联流电源的电路上。那么就会为交流成分提供一个对地的同路。使得直流回路上的电压更接近于理想直流。同样的利用电感的特性。将电杆窗帘带直流电路当中。就为交流部分提供了更大的阻抗。使得输出交流部分变小。当然可以同时使用电容和电感以及电阻。达到阻碍交流输出,增加直流输出的目的。

电容是怎么放大电压的?

电容在电子电路中一般用于滤波、耦合、旁路或振荡,它们是不能直接用来放大电压的。提问者说电容放大电压,可能是指倍压整流电路中电容的升压作用。这里我们以常用的二倍压整流电路为例,来介绍一下这种电路中电容是如何升压的。

上图是一个简单的二倍压整流电路。在空载时,该电路的输出电压约为变压器次级输出电压峰值的2倍。电路工作时,在交流电的正半周,二极管D1导通,D2截止,此时变压器次级输出电压通过D1给电容C1充电,使C1两端的电压接近次级输出电压的峰值;当交流电的负半周到来时,二极管D1截止,D2导通,此时C1两端电压与变压器次级电压叠加后对电容C2充电,这样在C2两端输出的便是升高的电压,其值约为变压器次级峰值电压的二倍。若将多个二极管及电容组合在一起,可以组成多倍压整流电路,获得更高的输出电压。

对于直流电,若想通过倍压整流来升高电压,可以先用振荡电路将直流电变为交流电,然后再采用倍压整流电路来升压。

上图所示为NE555时基电路构成的二倍压整流电路,其升压原理与上述的二倍压整流电路一样。该电路的输出电压约为NE555供电电压的二倍(实际中由于NE555不是满幅输出,并且二极管也有一定的压降,输出电压要略小一些)。

电容构成的倍压整流电路虽然不需要升压变压器即可实现升压,但这种升压电路的输出电流较小,一般只能用于给小电流负载供电。

电容并不能直接放大电压,电容只能储存电荷并且释放电荷,但我们可以利用电容的这个特性,对电压适当的进行提高,利用电容放大电压的能力也有限,并不能放大很多倍,对电压进行放大我们一般选择变压器来对电压进行放大,但变压器一般放大的也是交流电,如果我们要放大直流电,一般选择专用的芯片或者专用的电路进行升压,现在市场上面也有很多专用的芯片。

我们在升压电路中利用电容进行升压的一般分为三种情况,这三种情况虽然电路不一样,但经过电容后电压都得到了提升,其基本原理都一样,都是利用电容的储存和释放能量进行的。

利用交流电转换为直流电电压会升高交流电经过整流桥后会形成脉动的直流电,整流桥后一般会接个滤波电容,根据电容的特性储存电荷和释放电荷,会将脉动的直流电变成平滑的直流电,此时的直流电压为交流输入端的1.4倍

同电感与二极管相配合组成升压电路当Q导通时,直流电Vin经过电感L,电感L开始储能,同时电容开始充电,当Q关断后,电感存储的能量释放,通过二极管D后,与电容两端的电压叠加,此时输出的电压为Vl(电感电压)+Vc(电容两端电压),此时输出的电压得到了提升,实际上我们经常看到的PFC功率校正因数电路就是这种电路

电容与二级管相配合形成倍压电路这个是一个升压7倍的倍压电路,实际上就是利用电容的单向导电性能与电容的充放电特性相结合构成的倍压电路,变压器T次级感应到的电压通过电容C1后再通过二级管D1到电容C2.D2.C3.D3.C4.D4.C5.D5.C6.D6.C7.D7,电容充满电后,由于有二极管,只能单向导通,此时电容放电时,输出端的电压相当于7个电容两端的电压叠加

总之:电容输出端的电压增加,一般需要同其它的电子元件相连,电容并不能单独的改变电压,我们在分析有电容的升压电路时,一定要结合电容的充放电特性进行分析,一般都很容易分析出来。