Tụ điện là thiết bị được sử dụng phổ biến nhất trong thiết kế mạch điện, là một trong những linh kiện thụ động, thiết bị chủ động đơn giản là nhu cầu về nguồn năng lượng (điện) của thiết bị gọi là thiết bị chủ động, không có nguồn năng lượng (điện) của thiết bị là thiết bị thụ động .
Vai trò và công dụng của tụ điện nói chung có nhiều loại, chẳng hạn như: chức năng rẽ nhánh, tách rời, lọc, lưu trữ năng lượng; Trong việc hoàn thành dao động, đồng bộ hóa và vai trò của hằng số thời gian.
Cách ly DC: Chức năng ngăn DC đi qua và cho AC đi qua.
Bỏ qua (tách rời): Cung cấp đường dẫn có trở kháng thấp cho một số thành phần song song nhất định trong mạch điện xoay chiều.
Tụ điện bypass: Tụ điện bypass hay còn gọi là tụ điện tách rời là một thiết bị lưu trữ năng lượng cung cấp năng lượng cho thiết bị. Nó sử dụng đặc tính trở kháng tần số của tụ điện, đặc tính tần số của tụ điện lý tưởng khi tần số tăng, trở kháng giảm, giống như một cái ao, nó có thể làm cho điện áp đầu ra đầu ra đồng đều, giảm dao động điện áp tải. Tụ điện rẽ nhánh phải càng gần chân nguồn điện và chân nối đất của thiết bị tải càng tốt, đây là yêu cầu trở kháng.
Khi vẽ PCB, đặc biệt chú ý đến thực tế là chỉ khi nó ở gần một bộ phận, nó mới có thể triệt tiêu độ cao điện thế mặt đất và nhiễu do điện áp quá cao hoặc truyền tín hiệu khác gây ra. Nói một cách thẳng thắn, thành phần AC của nguồn điện DC được ghép với nguồn điện thông qua tụ điện, đóng vai trò làm sạch nguồn điện DC. C1 là tụ điện rẽ nhánh trong hình dưới đây và bản vẽ phải càng gần IC1 càng tốt.
Tụ tách: Tụ tách là sự can thiệp của tín hiệu đầu ra làm đối tượng lọc, tụ tách tương đương với pin, công dụng sạc và xả của nó để tín hiệu khuếch đại không bị nhiễu do đột biến dòng điện . Công suất của nó phụ thuộc vào tần số của tín hiệu và mức độ triệt tiêu các gợn sóng, và tụ điện tách rời sẽ đóng vai trò “pin” để đáp ứng những thay đổi của dòng điện trong mạch truyền động và tránh nhiễu ghép nối lẫn nhau.
Tụ điện bypass thực sự được ghép nối, nhưng tụ điện bypass thường đề cập đến tụ điện bypass tần số cao, nghĩa là để cải thiện tiếng ồn chuyển mạch tần số cao của đường giải phóng trở kháng thấp. Điện dung bỏ qua tần số cao thường nhỏ và tần số cộng hưởng thường là 0,1F, 0,01F, v.v. Công suất của tụ tách rời thường lớn, có thể là 10F hoặc lớn hơn, tùy thuộc vào các tham số phân bố trong mạch và sự thay đổi của dòng điện điều khiển.
Sự khác biệt giữa chúng: đường vòng là lọc nhiễu trong tín hiệu đầu vào làm đối tượng và tách rời là lọc nhiễu trong tín hiệu đầu ra làm đối tượng để ngăn tín hiệu nhiễu quay trở lại nguồn điện.
Khớp nối: Hoạt động như một kết nối giữa hai mạch, cho phép tín hiệu AC đi qua và được truyền đến mạch cấp tiếp theo.
Tụ điện được sử dụng làm thành phần ghép nối để truyền tín hiệu trước sang giai đoạn sau và ngăn chặn ảnh hưởng của dòng điện một chiều trước đây đến giai đoạn sau, để việc gỡ lỗi mạch đơn giản và hiệu suất ổn định. Nếu khuếch đại tín hiệu AC không thay đổi nếu không có tụ điện, nhưng điểm làm việc ở mọi cấp độ cần phải được thiết kế lại, do ảnh hưởng của giai đoạn phía trước và phía sau, việc gỡ lỗi điểm làm việc là rất khó khăn và gần như không thể đạt được ở mức nhiều cấp độ.
Bộ lọc: Cái này rất quan trọng đối với mạch điện, tụ điện phía sau CPU về cơ bản đóng vai trò này.
Nghĩa là tần số f càng lớn thì trở kháng Z của tụ điện càng nhỏ. Khi tần số thấp, điện dung C vì trở kháng Z tương đối lớn, tín hiệu hữu ích có thể truyền qua trơn tru; Ở tần số cao, tụ C vốn đã rất nhỏ do trở kháng Z, tương đương với hiện tượng nhiễu tần số cao ngắn mạch tới GND.
Hoạt động của bộ lọc: điện dung lý tưởng, điện dung càng lớn, trở kháng càng nhỏ thì tần số truyền qua càng cao. Tụ điện thường lớn hơn 1uF, có thành phần điện cảm lớn nên trở kháng sẽ lớn sau tần số cao. Chúng ta thường thấy rằng đôi khi có một tụ điện điện dung lớn song song với một tụ điện nhỏ, trên thực tế, một tụ điện lớn thông qua tần số thấp, điện dung nhỏ thông qua tần số cao, để lọc hoàn toàn tần số cao và thấp. Tần số của tụ càng cao thì độ suy hao càng lớn, tụ giống như một cái ao, một vài giọt nước cũng không đủ để gây ra sự thay đổi lớn trong đó, tức là điện áp dao động không phải lúc lớn. điện áp có thể được đệm.
Hình C2 Bù nhiệt độ: Để cải thiện độ ổn định của mạch bằng cách bù cho ảnh hưởng của khả năng thích ứng nhiệt độ không đủ của các thành phần khác.
Phân tích: Do công suất của tụ định thời quyết định tần số dao động của bộ dao động đường dây nên công suất của tụ định thời phải rất ổn định và không thay đổi khi độ ẩm môi trường thay đổi, mới có thể tạo ra tần số dao động của tụ định thời. đường dao động ổn định. Do đó, các tụ điện có hệ số nhiệt độ dương và âm được sử dụng song song để thực hiện việc bổ sung nhiệt độ. Khi nhiệt độ hoạt động tăng thì công suất C1 tăng, trong khi công suất C2 giảm. Tổng điện dung của hai tụ điện mắc song song bằng tổng điện dung của hai tụ điện. Vì một công suất tăng trong khi công suất kia giảm nên tổng công suất về cơ bản không thay đổi. Tương tự, khi nhiệt độ giảm, công suất của một tụ điện giảm và tụ kia tăng lên, tổng công suất về cơ bản không thay đổi, giúp ổn định tần số dao động và đạt được mục đích bù nhiệt độ.
Định thời: Tụ điện được sử dụng kết hợp với điện trở để xác định hằng số thời gian của mạch.
Khi tín hiệu đầu vào nhảy từ mức thấp lên cao, mạch RC được đưa vào sau khi đệm 1. Đặc tính nạp tụ điện khiến tín hiệu tại điểm B không nhảy ngay lập tức theo tín hiệu đầu vào mà có quá trình tăng dần. Khi đủ lớn, bộ đệm 2 sẽ lật, dẫn đến việc nhảy từ mức thấp lên mức cao ở đầu ra bị trì hoãn.
Hằng số thời gian: Lấy mạch tích hợp dòng RC thông thường làm ví dụ, khi đưa điện áp tín hiệu đầu vào vào đầu vào, điện áp trên tụ tăng dần. Dòng sạc giảm khi điện áp tăng, điện trở R và tụ C mắc nối tiếp với tín hiệu đầu vào VI và tín hiệu đầu ra V0 từ tụ C, khi giá trị RC (τ) và sóng vuông đầu vào chiều rộng tW đáp ứng: τ “tW”, mạch này gọi là mạch tích hợp.
Điều chỉnh: Điều chỉnh có hệ thống các mạch phụ thuộc tần số, chẳng hạn như điện thoại di động, radio và tivi.
Bởi vì tần số cộng hưởng của mạch dao động điều chỉnh IC là một hàm của IC, nên chúng ta thấy rằng tỷ số giữa tần số cộng hưởng tối đa và tối thiểu của mạch dao động thay đổi theo căn bậc hai của tỷ số điện dung. Tỷ lệ điện dung ở đây đề cập đến tỷ lệ của điện dung khi điện áp phân cực ngược là thấp nhất và điện dung khi điện áp phân cực ngược là cao nhất. Do đó, đường cong đặc tính điều chỉnh của mạch (tần số cộng hưởng lệch) về cơ bản là một parabol.
Bộ chỉnh lưu: Bật hoặc tắt phần tử công tắc dây dẫn nửa kín tại một thời điểm định trước.
Lưu trữ năng lượng: Lưu trữ năng lượng điện để giải phóng khi cần thiết. Chẳng hạn như đèn flash của máy ảnh, thiết bị sưởi ấm, v.v.
Nhìn chung, tụ điện sẽ có vai trò lưu trữ năng lượng, đối với tụ lưu trữ năng lượng đặc biệt thì cơ chế lưu trữ năng lượng điện dung là tụ điện hai lớp và tụ Faraday. Hình thức chính của nó là lưu trữ năng lượng siêu tụ điện, trong đó siêu tụ điện là tụ điện sử dụng nguyên lý hai lớp điện.
Khi điện áp đặt vào hai bản của siêu tụ điện, điện cực dương của tấm này sẽ lưu trữ điện tích dương và tấm âm sẽ lưu trữ điện tích âm, giống như trong các tụ điện thông thường. Dưới tác dụng của điện trường do điện tích tạo ra trên hai bản siêu tụ điện, điện tích trái dấu được hình thành trên bề mặt tiếp xúc giữa chất điện phân và điện cực để cân bằng điện trường bên trong của chất điện phân.
Điện tích dương và điện tích âm này được bố trí ở các vị trí đối diện nhau trên bề mặt tiếp xúc giữa hai pha khác nhau với khoảng cách giữa điện tích dương và điện tích âm rất ngắn, lớp phân bố điện tích này gọi là lớp điện kép nên công suất điện rất lớn.
Thời gian đăng: 15-08-2023
