隔直电容

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变压器电容隔直装置关键技术及应用分析

变压器电容隔直装置关键技术及应用分析

变压器电容隔直装置关键技术及应用分析摘要:为确保变压器安全稳定运转,控制变压器中性点的直流经过,需要使用变压器直流偏磁抑制设备。

本文探讨了变压器电容隔直装置的基本原理、组成及不同类型的比较,并详细介绍了电容在正常运行和系统故障情况下的控制逻辑和运行模式。

同时,本研究探讨了电容投切后电气量变化,分析了电容充电回路振荡过程,还研究了隔直电容在电力系统保护中的作用。

关键词:变压器;电容隔直装置;关键技术;应用分析引言随着经济飞速发展,土地上的直流电污染源逐渐增多,导致交流变压器中性点叠加直流分量,产生直流偏磁现象变得愈发严重。

由于地电流倾向于沿着阻抗最小的路径流动,输电线路成为主要流通通道,同时直流电也会通过变压器中性点注入,并从另一站变压器中性点流出。

变压器铁芯饱和、励磁电流畸变可能会导致变压器直流偏磁,这是由直流电注入引起的。

此现象有可能造成变压器磁饱和、交流谐波增加,同时有较大的振动、噪声,严重影响了变压器及电力系统的安全稳定运行,例如变压器部件松动、绝缘老化、放电击穿等问题。

进一步而言,直流电流的另一个主要污染来源是换流站的接地极和轨道交通。

一、基本原理及装置构成1.基本原理当变压器中性点直流偏磁电流超出限制时,电容隔直装置会自主启动旁路电路,将电容器串联于变压器中性点和地网之间,利用电容器的隔直通交特性,成功避免直流电流进入交流系统。

为保障交流系统正常运行,应使用容量较小的阳性电容器,并在支路上采用旁路电子开关(例如昆特闻管)和机械开关建立电容器的旁路保护系统。

当交流系统发生三相不平衡故障时,将有可能在电容器两端产生高电压。

为防止电容器损坏,延长机械开关寿命,减少电容器放电电流对开关支路的冲击,当装置监测到电流或电压超过预设值时,设备会启用旁路电子开关导通并发出旁路机械开关闭合信号,确保交流系统电流正常流通并有效接地。

由于机械开关合闸速度较慢,相比晶闸管导通速度较慢,交流系统发生故障时,故障电流常常先通过旁路电子回路流向大地。

220kV变电站电容隔直装置及其运行操作概述

220kV变电站电容隔直装置及其运行操作概述

220kV变电站电容隔直装置及其运行操作概述安徽正广电公司技术专员在变电站现场对隔直装置进行技术服务时,发现很多变电站的运维人员对隔直装置比较陌生,运维人员都会问技术专员两个问题:1、隔直装置接入系统时送电的操作步骤;2、装置已接入系统运行,主变切换隔直装置的操作步骤及装置已接入系统运行,装置检修或其他原因需要退出系统时的操作步骤。

”因此,小编现在对此问题进行详解:一、电容隔直装置结构及接线方式由安徽正广电公司研发的隔直装置属于电容型隔直,隔直装置主要由电容器、高速旁路开关和氧化锌阀片并联而成,另外还配备两把电动刀闸。

隔直装置串接于变压器中性点与大地之间。

装置还包括直流电流互感器(霍尔元件)、交流电流互感器,隔离变压器、隔直控制器、数字控制器远程监控计算机等重要部件。

隔直装置的接线方式一般有两种,主要是根据变电站内主变的台数来决定隔直装置的接线方式。

主要有:1、一台变压器用一台隔直装置(如图1所示);2、两台变压器共用一台隔直装置(如图2所示)。

图1:一主变一隔直接线方式图2:两主变一隔直接线方式二、电容隔直装置功能(1)变压器中性点装设电容隔直装置后,在没有直流电流流经变压器中性点时,快速开关闭合,中性点处于直接接地状态;(2)当中性点直流电流超标时,快速开关打开,中性点处于电容器接地状态(电容器的阻抗为0.1欧姆,对继电保护的影响很小,不会影响系统已投运继电保护的正确动作),起到阻隔直流电流的作用,隔直柜为隔直工况;(3)当中性点直流消失,快速开关再合闸,中性点重新变为直接接地状态。

在装置处于隔直工况下,当系统发生单相接地不对称短路时,短路电流流经隔直电容C,使得隔直电容上的电压迅速上升,触发氧化锌FR导通,并限制电容两端的电压,起到保护隔直电容器的作用,当短路电流变化到第一个过零点时刻,具有相控技术的高速智能旁路开关合闸,将短路电流分流到开关里,起到保护氧化锌的作用。

三、运行操作概述隔直装置投入运行后的停送电操作有别于常规设备的电气倒闸操作,根据220kV电压等级电网的系统运行要求,电容隔直装置的操作也要保证至少一台主变的中性点直接接地。

电容的五个作用

电容的五个作用

电容的五个作用
电容在电路中有五个主要作用,包括滤波、分压、延时、耦合(隔直)和旁路。

1. 滤波:电容可以与电阻串联,结合分压定律,设计出高低通滤波器。

2. 分压:交流容抗与频率成反比,利用这一特性,电容可实现分压功能。

3. 延时:电容充电时间与串联的电阻和自身电容大小有关,通过控制这些参数可以实现不同的定值延时。

4. 耦合(隔直):电容能够隔离直流分量,常用于前后级传递,以去除偏置电压。

5. 旁路:电容可以滤除高频干扰信号,为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

旁路电容又称为退耦电容,它能提供能量,使输出电压均匀,降低负载电压波动。

旁路电容应尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这样能更好地抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声。

以上信息仅供参考,如有需要,建议咨询电子领域专业人士。

变压器电容隔直装置介绍-20121129

变压器电容隔直装置介绍-20121129

变压器电容隔直装置简介2012年2月目录目录电容隔直装置 (1)1 装置原理 (1)1.1 电容隔直装置原理及组成 (1)1.2 装置的运行与控制策略 (2)1.3 晶闸管旁路的触发系统 (3)1.4 监测系统功能 (4)1.5 系统事故预想及其可靠性保证措施 (5)2 大电流试验 (5)3 应用及运行情况 (7)4 特点 (8)电容隔直装置1 装置原理电容隔直装置在检测到变压器中性线直流偏磁电流超过限值并达到时限时,会自动打开机械旁路开关,将电容器串入变压器中性点与地网之间,利用电容“隔直(流)通交(流)”的特点,有效隔断流过变压器中性线的直流电流。

选取工频阻抗足够小的电容器,可以保证交流系统的有效接地及交流零序电流的正常流通。

电容隔直装置在电容器支路上并联了一个双向晶闸管支路及一个机械开关支路作为电容器的旁路保护系统。

电容隔直装置的优点是为无源方式,安全性较高;隔直效率高;对系统继电保护的影响很小;与直流电流注入法比较,运行维护方便。

当交流系统发生不对称短路故障,装置会立即触发导通双向晶闸管旁路,并同时发出机械旁路开关的合闸信号。

由于机械开关合闸动作比晶闸管导通要慢,所以故障电流会先通过晶闸管旁路流向大地,达到快速保护电容器的目的。

当机械旁路开关合上后,故障电流将由晶闸管旁路转移到机械旁路开关流向大地,同时晶闸管开始由导通转向关断。

由于晶闸管的动作时间很短(在数十微妙级),在机械开关合闸之前会释放掉电容器的部分能量(或减少对电容器的充电储能),减少了电容器放电电流对机械开关支路的冲击,延长机械开关的使用寿命。

双向晶闸管支路与机械开关构成了双旁路保护,对电容器会起到更可靠的保护作用。

1.1电容隔直装置原理及组成电容隔直装置原理如示意图1所示。

本装置主要由直流抑制一次设备(电容器)、旁路系统(限流电抗器+双向晶闸管双支路、机械旁路开关)及控制监测装置(交直流传感器、数字测控装置)三部分构成。

本电容隔直装置旁路系统采用双向晶闸管交流固态开关来实现动作的快速性。

电容器与电容的应用

电容器与电容的应用

电容器与电容的应用电容器是一种能够储存电能的装置,它的基本构成包括两个带电极板之间的绝缘介质。

通过在电容器两端施加电压,可以将电量储存在电场中。

电容器广泛应用于各个领域,对人们的生活和工作起着重要的作用。

一、电容器在电子领域的应用1. 滤波电容器:在电子电路中,滤波电容器用于消除电源波动和电磁干扰,保证电流的稳定。

滤波电容器能够滤除电源中的高频噪声和杂波,为设备提供干净的电力。

2. 耦合电容器:在放大器电路中,耦合电容器用于将输入信号与输出信号之间的交流分离,使得放大器可以放大所需的信号。

耦合电容器能够传输交流信号,同时阻断直流信号的传输。

3. 高频电容器:在射频电路中,高频电容器用于储存和传输高频信号。

由于高频信号的特殊性,需要选择具有较低阻抗和较高响应速度的高频电容器,以确保信号的准确传输。

4. 蓄电池电容器:电容器能够快速储存和释放电能,因此在需要快速响应和高输出功率的系统中广泛应用,如电动汽车和助力器件等。

二、电容器在通信领域的应用1. 信号处理电容器:通信设备中经常使用电容器进行信号处理,例如去除杂散信号、平滑波形和隔离不同电路之间的干扰。

信号处理电容器能够提高信号的质量和可靠性。

2. 隔直电容器:在电话线路中,隔直电容器用于隔离交流信号和直流信号。

直流信号可以通过隔直电容器转移,而交流信号则可以继续传输,提高通信质量。

3. 慢充电容器:在通信基站中,慢充电容器用于储存电能,以备不时之需。

这些电容器能够在电网电压稳定时慢慢充电,在电网电压不稳定或中断时提供应急电力支持。

三、电容器在能源领域的应用1. 功率电容器:在输电和配电系统中,功率电容器用于提高电能的功率因数,减少输电损耗和提高电网效率。

功率电容器能够补偿电路中的无功功率,提高电网功率的有效利用。

2. 能量储存电容器:随着可再生能源的发展,能量储存成为关键技术。

电容器作为能量储存装置之一,具有高效、快速响应和长寿命的特点,在可再生能源领域具有广泛应用前景。

电容-隔直通交;电感-隔交通直。

电容-隔直通交;电感-隔交通直。

如何理解电容元件的“通交隔直”作用?
电感为什么有通直隔交的作用啊
联想到变压器,粗导线缠在线圈上,如果输入的是直流,电流不太大导线没被烧断的情况下,就只是相当于一根导线,并且建立了一个恒定磁场;如果输入交流电,会产生交变磁场,次级线圈感应出电压,当然由于感抗作用,电流会有一定滞后。

电感不是通直隔交的吗,为什么还要在电源输入端加一个电感呢
通直隔交是相对的,电感的特性是频率越高,阻抗越大。

电源输入端加的电感较小,对50HZ的交流影响很小,但对高频干扰可起到阻断作用。

初探机组变压器中电容隔直技术的应用

初探机组变压器中电容隔直技术的应用

初探机组变压器中电容隔直技术的应用1 直流偏磁概念及其成因“直流偏磁”是指变压器的磁通和磁动势含有直流分量的现象。

直流分量对机组变压器的正常运行将产生危害,如增加高次谐波成分,导致铁心高度饱和从而引起漏磁通的增加,带来变压器局部过热、绝缘介质老化等问题。

产生直流偏磁的成因有以下两个:一是太阳等离子风的动态变化与地磁场相互作用产生的地磁“风暴”。

作用于中性点接地的变压器时,将在其绕组中诱发地磁感应电流,与50Hz的交流系统相比较,可看作近似的直流;二是采用单极大地回路的直流输电线路与交流网络中存在非线性元件产生的直流分量,在控制不对称的直流输电系统以及相关变频器系统中,变压器绕组均含有直流分量。

2 直流偏磁电流的仿真分析2.1 交流系统网络等值电路本文所选取的环形220kV交流网络为M电厂→A电站→B电站→K电站220kV侧→C电站→M电厂,如图1(a)所示。

对所选取的交流网络模型进行等值电路的转换,根据等值电路在PSCAD中建立模型,等值电路如图1(b)所示。

2.2 中性点直流电流仿真模型根据环形交流网络的等值电路,可以估算各厂站到接地电极的距离,如表1所示。

进一步求得M电厂站变压器所处位置的地表电位,结果如图2所示。

根据图2可得M电厂站处地表电势大小为20V(考虑误差因素大概估算范围)。

再结合相关变电站主变参数,如表2所示。

设置PSCAD/EMTDC软件仿真参数,搭建模型如图3所示。

3 直流偏磁电流实测情况以M电厂#1主变为例,根据2012~2014年运行记录(见表3),当直流输电系统单极运行时,#1主变中性点产生的直流分量高达59A。

根据对监测数据的分析,#1主变中性点通常在约±7A的直流偏磁电流,基本每天凌晨00∶00~06∶00时间段该电流消失,06∶00~24∶00该电流在±7A上下快速波动,整体直流偏磁电流情况比较严重。

4 电容隔直装置技术的应用与实施根据掌握M电厂直流偏磁电流的特点和基本情况。

电容隔直装置的原理及设计方案

电容隔直装置的原理及设计方案

电容隔直装置的原理及设计方案引言如今高压直流输电技术日趋普及,当以广东为落点的直流输电系统以单极大地方式运行时,在直流接地极附近就有直流电流从地中经直接接地的中性点流入交流变压器中,造成变压器直流偏磁问题。

高压直流输电系统换流站的接地极附近有直流电位,该电位由注入直流电流的大小和该处的土壤电阻率决定。

当直流输电系统采用单极大地返回方式运行时,注入电流就是直流输送电流,而土壤电阻率越高,电位也越高,影响范围也就越广。

直流接地极的高电位也作用在交流变电站的接地点上,使中性点接地的变压器中流过直流电流(相当于分流了部分直流输送电流),从而引起变压器发生直流偏磁。

随着单极大地返回方式直流输送功率的增加,某些流过较大直流分量的变压器可能会发生磁饱和,导致系统正常运行时这些变压器上将会出现振动加剧、噪声增大、局部过热等问题,既影响变压器本身的安全,也会影响电网的正常运行。

交流系统中因流入直流而产生的所有危害,均是由于变压器的偏磁饱和引起的。

直流偏磁使变压器成了交流系统中的谐波源。

谐波流入系统的后果是系统电压波形畸变、滤波器过载、继电保护误动、合空载长线时产生持续过电压、单相重合闸过程中潜供电流增加和断路器恢复电压增高。

直流偏磁还会引起变压器磁路饱和,励磁电流增加,变压器消耗无功增加,使系统无功补偿装置过载或系统电压下降。

变压器偏磁饱和的另一后果是引起噪声和振动,同时还会增大变压器有功损耗,有可能使变压器产生局部过热并导致损坏。

1、电容隔直装置的基本原理抑制流入变压器中性点直流的方法有3种:(1)、在变压器中性点装设电阻。

限制直流电流的大小;(2)在输电线上装设串联电容补偿,阻断直流的通路;(3)在变压器中性点装设电容,阻断直流电流。

主变中性点装设电容器是抑制并消除流过主变中性点直流电流的最优方法。

但在中性点装设的电容应该满足连续运行的要求,并保证主变中性点有效接地。

电容隔直装置基于这原理,并在技术上更为突破并可靠。

射频微波隔直耦合电容的选择

射频微波隔直耦合电容的选择

耦合电容的选取耦合与隔直电容串联在电路中,耦合电容选择适当能将保证射频能量得到最大限度的传输。

一个实际电容能否满足电路耦合要求,取决于随频率变化的电容相关参数:串联谐振频率FSR 、并联谐振频率FPR 、纯阻抗、等效串联电阻ESR 、插入损耗IL 和品质因数Q 。

上图50Ω线路中的两个射频放大器由耦合电容Co 连接,Rs 为ESR ,Ls 为ESL ,Cp 为寄生并联电容,与并联谐振频率FPR 有关。

阻抗幅值:2C L 2)X -(X ESR Z +=,很大一部分取决于其纯电抗)X -(X L C ,设计者需要知道电容在整个频带上的阻抗幅值。

串联谐振频率:LsCo21FSR π=,即自谐振频率,与本征容值Co 有关;此频率时,耦合电容阻抗的实部为ESR ,虚部为零。

ATC 耦合电容有关参数如下:其中,瓷介质电容ATC100A101(100pF )的FSR=1GHz ,ESR=0.072Ω,其Z-F 曲线如下图所示:频率低于FSR 时,电容纯阻抗表现为容性,阻抗幅值为C1ω,为双曲线; 频率高于FSR 时,电容纯阻抗表现为感性,阻抗幅值为L ω,为直线;测量电容的S21可发现:在FSR 时,电容提供最低阻抗通道;在FPR 时,电容阻抗猛然升高,引起极大损耗。

在耦合线路中,工作频率比FSR 稍高。

只要此时电容的纯阻抗(感性)不高,就不影响电路性能。

并联谐振频率FPR ,决定电容的带内插损。

在电容的FPR 处有明显衰减槽口,若FPR 落在工作频带内,则要考察衰减槽口深度,线路能否承受该损耗。

通常十分之几dB 的插损是可接受的。

ATC100A101(100pF 片式电容,水平安装,电容极板平行于线路板)插损与频率关系如下图:由上图可知,在200MHz~1.5GHz 之间,电容插损<0.1dB ;若将电容垂直安装,即电容极板垂直于线路板,就能压制1.6GHz 处的并联谐振窗口,电容的可用范围扩展到2.4GHz 左右。

全桥隔直电容的计算

全桥隔直电容的计算

全桥电源隔直电容是怎样抑制偏磁的在网络上关于桥式电源隔直电容的分析与计算的资料比较少,在此咱们一起来简单分析一下。

首先上一个简单的全桥电源开关部分的简图十口当全桥电源没有隔直电容如上图世界上由于任何事务都不能能绝对的一模一样,跟世界上没有两片相同的树叶一样,都有它细微的差别,Q1Q4与Q2Q3的占空比也是一样也会存在微小的差异。

全桥拓扑Q1Q4和Q2Q3是交替导通的,在此我们假设Q1Q4的占空比略微比Q2Q3的要大。

当Q1Q4导通时变压器原边绕组左正右负,当Q2Q3导通时变压器原边绕组右正左负,但由于每个周期Q1Q4的导通时间比Q2Q3的导通时间要长一点点,磁感应强度B每个周期偏一点点,很多一点点累加最终导致磁芯饱和,很危险。

当全桥电源增加隔直电容C1如下图十口C4(12J同上,我们假设Q1Q4占空比大于Q2Q3的占空比,对于隔直电容来讲,隔直电容上左边流到右边的时间大于右边流到左边的时间,Q1Q4导通时隔直C1 充电,Q2Q3导通时隔直电容C1放电,电容充电时间与放电时间不一致,电容上电压出现一个直流偏执。

当Q1Q4导通时Np绕组上的电压为:输入电压减去隔直电容C1的偏执电压;当Q2Q3导通时,Np绕组上的电压为:输入电压加上隔直电容C1的偏执电压。

出现了导通时间短时(Q2Q3通)Np绕组两端电压更高,导通时间长时(Q1Q4 通)Np 绕组两端电压低,最终伏秒平衡。

当然当Q2Q3占空比大于Q1Q4占空比时一样可以调节,您可以自己简单分析一下。

隔直电容C1的计算十口C4师J隔直电容C1在每个周期都处于充电与放电状态,C1上始终有一个电压波动(纹波),隔直电容C1的取值要适中,如果电容值选得太小C1上的波动电压会很大导致变压器绕组上的波形与方波差异比较大电源不太好设计,假设电容值选得太大对于偏磁的动态抑制效果会不好。

根据经验我们一般使之C1上的纹波电压大约在输入电压的10%左右。

估算C1的容值公式为CV=itC:为隔直电容C1的容值在这里是需要求的值V:为纹波电压,假设输入电压为400V,则取10%的样子,40Vi:为隔直电容充电或放电电流的平均值,由于隔直电容C1与绕组Np是同一条通路上,所以i为电源最大负载情况下的原边绕组平均电流(包括变压器传输电流与电感上的励磁电流)。

有关隔直电容的大讨论

有关隔直电容的大讨论

有关隔直电容的大讨论(2006-10-26 18:04)经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。

试问直流和交流的界限何在?1Hz 是交流,0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流!无穷小频率的交流跟直流怎么区分?所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器,如此而已!那么高通滤波器的结构是什么样的?最简单的RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻,如图2。

哪有一个电容就能工作的高通滤波器?也许某些隔直电路看起来只有一个电容,那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。

如果后面是运放的高阻输入端,仅仅用一个电容就是错误的设计了。

这种电路,不仅无法隔直,而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分,最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。

因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!即使后面的电路绝对没有偏置电流,这个电阻仍然不能少。

如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。

由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。

显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!-------------------------------------------------问题在哪呢?"因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

电容的七个作用

电容的七个作用

电容的七个作用
1.储存电荷:电容能够储存电荷,这是其最基本的作用。

当电容两端的电势差增加时,电荷流入电容中,反之则流出电容。

2. 滤波:电容可以作为电路滤波器中的重要元件。

在交流电路中,电容可以滤除高频信号,从而使信号更加纯净。

3. 耦合:电容还可以用于电路的耦合。

将一个电容器连接到两个电路中,可以使这两个电路之间相互传递信号。

4. 隔直:电容可以隔离交流和直流信号。

在电路中加入电容器,可以使交流信号通过,而直流信号则被隔离。

5. 时序:电容也可以用来控制电路的时序。

在某些电路中,电容经过充放电过程,可以在一定时间内控制电路的行为。

6. 调节灵敏度:在一些传感器中,电容器可以调节其灵敏度。

通过改变电容器的参数,可以使传感器对不同的物理量进行感应。

7. 电压调节:电容器还可以用于稳压电路中。

通过调整电容的容值,可以达到稳定输出电压的目的。

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电容的隔直与退耦电路

电容的隔直与退耦电路

高Q电容典型应用电路图
1.AC耦合隔直电路
电容的AC耦合是一个电容被设定成串联连接。

典型电容有一个低电抗在设计的系统工作频率(F0)以确保一个最小的电压下降,这将防止导致有效的“低噪声”电路的信号衰减。

SPICE模型F S=电容的串联谐振,这是频率特性,在这点上电容将有最小的网络电抗(X C和X L)。

基本上来说,电容在谐振处看起来象纯电阻,等效串联电阻(ESR)值在该点非常小。

下图所示的是电容C1被用于AC耦合(放大器输入阶段)的电路,第二个电容C3是被用于放大器输出阶段的耦合/隔直电容。

正如上面的演示各点的波形所示,9GHz波形没有被衰减,C1有一个9GHz的串联谐振频率,当信号通过晶体管得到放大和带上直流偏压,最后信号通过第二个串联的电容谐振在9GHz。

P4点的最终信号表明直流从信号中被剥离,因此这个电容被定义为隔直/耦合电容。

2.旁路(退耦)电路
旁路电容是用于引导AC电流绕过器件到地。

电容在用于所有非谐振频率点的阻断和提供直流偏置到晶体管。

当电容达到谐振处,它变成一个纯的低电阻,实际上是短路到地。

如下所示的是一个放大器模型表明发射极到地的一个旁路电容C3,旁路电容是旁路Re 当输入信号频率是它自身的谐振频率(Fs)。

这个谐振也增加晶体管的增益减少发射极到地的电压下降。

退耦电容用于去除从电源节点或如同天线作用的传输线长度引起的不需要的噪声,电容C2在电源节点Vcc处分流不需要的频率点到地。

电容谐振频率与隔直容值选取

电容谐振频率与隔直容值选取

说明:
1.自谐振频率与电容的容值成反比,容值越大,谐振频率越低。

以muRata GRM155系列电容为例,1pF、10pF、100pF、1000pF、10nF自谐振频率分别为7054MHz、2240MHz、
678.6MHz、245MHz、77.35MHz,容值越高,其自谐振频率
越低。

(笼统地讲:大电容通低频,小电容通高频)
2.在自谐振频率处,电容的容抗(Xc=1/wC)最小。

低于自谐振频
率,电容工作在容性状态;高于自谐振频率,电容工作在感性状
态。

3.工程中,可以按以下准则:
电容自谐振频率略大于信号频率;
或者在自谐振频率大于信号频率的电容中,选择容值最大的那个。

例:
如果我们的信号频率为2500MHz-2570MHz。

查看某系列电容的自谐振频率:
6.8pF: 2821MHz
7pF: 2793MHz
7.5pF: 2631MHz
8pF: 2563MHz
应用准则【电容自谐振频率略大于信号频率】(或者【在自谐振频率大于信号频率的电容中,选择容值最大的那个】),上面四个电容中,7.5pF 电容是最理想的隔直电容。

隔直电容的作用及原理

隔直电容的作用及原理

隔直电容的作用及原理隔直电容的作用及原理隔直电容是一种特殊的电容器,它用于直流电路中,可以过滤掉直流信号中的交流信号,使得直流信号能够顺畅的流过电路,而不会受到交流信号的干扰。

隔直电容的主要作用是隔离两个不同直流电势,同时又让交流信号通过。

本文将详细介绍隔直电容的作用原理。

一、隔直电容的概述隔直电容通常被用于直流电路中,作为交流滤波器,它可以很好地过滤掉输入直流电路中的杂波信号。

隔直电容的另外一个重要作用是隔离两个不同的直流信号,因此可以将隔直电容看作一个特殊的电源,这个电源能够向输出电路提供平稳的直流电压。

二、隔直电容的原理隔直电容实际上是由两个反向极性的电容和一个串联的电阻所组成的。

在直流电路中,隔直电容相当于一个开路电路,因此输入直流信号可以自由地通过它。

特别的是,当输入直流信号发生变化时,隔直电容可以很好地抵抗这些变化,并将它们滤去。

当输入信号为交流信号时,隔直电容的反向极性电容与正向极性电容会形成一条复合电容通路,让交流信号顺畅的通过。

三、隔直电容的使用注意事项隔直电容在直流电路中是非常重要的,它可以有效地帮助过滤掉杂波信号,同时隔离不同直流信号。

但是,在使用隔直电容的时候,也有很多需要注意的地方。

例如,必须注意直流信号的正负极性,保持输入信号与隔离信号的一致。

此外,隔直电容还受到工作电压和电容容值的限制,需要正确的选择材料来保证正常的工作。

总结:隔直电容在直流电路中扮演着非常重要的角色,它可以有效地过滤直流电路中的杂波信号,同时隔离不同直流信号。

隔直电容的工作原理是非常重要的,需要正确的处理直流信号的正负极性并正确地选择材料。

通过使用隔直电容,我们可以让直流信号在电路中更加稳定,不受交流信号的干扰。

密勒电容的作用

密勒电容的作用

密勒电容的作用在电路中,电容是一种常见的元件,它能够存储电能并在电路中扮演重要的角色。

而在电容的种类中,密勒电容是一种常见的电容,它具有较高的电容值和较低的电感值,因此在电路中有着重要的作用。

一、滤波作用在电子设备中,电源电压通常不是一个稳定的直流电压,而是一个交流电压。

这种交流电压会对电子设备的正常工作造成影响,因此在电子设备中通常需要使用电容来进行滤波。

密勒电容由于具有较高的电容值和较低的电感值,因此在滤波电路中使用密勒电容能够更好地进行滤波,使得电子设备能够正常工作。

二、隔直作用在电路中,有时需要将交流电信号中的直流分量去除,这就需要使用隔直电容。

密勒电容由于具有较高的电容值和较低的电感值,因此在隔直电路中使用密勒电容能够更好地去除交流电信号中的直流分量。

三、耦合作用在一些电路中,需要将一个电路的信号传递到另一个电路中,这就需要使用耦合电容。

密勒电容由于具有较高的电容值和较低的电感值,因此在耦合电路中使用密勒电容能够更好地传递信号,使得电路能够正常工作。

四、稳压作用在电子设备中,需要对电源电压进行稳压,以保证电子设备的正常工作。

稳压电路中需要使用电容来进行稳压。

密勒电容由于具有较高的电容值和较低的电感值,因此在稳压电路中使用密勒电容能够更好地进行稳压,使得电子设备能够正常工作。

五、调谐作用在无线电通信中,需要使用调谐电路来调整电路的频率,以使得电路能够接收到所需的无线电信号。

调谐电路中需要使用电容进行调谐。

密勒电容由于具有较高的电容值和较低的电感值,因此在调谐电路中使用密勒电容能够更好地进行调谐,使得电路能够接收到所需的无线电信号。

综上所述,密勒电容在电路中具有重要的作用,它能够滤波、隔直、耦合、稳压和调谐。

因此,在选择电容时,需要根据电路的具体需要来选择合适的电容,以确保电路能够正常工作。

电阻分布电容

电阻分布电容

电阻分布电容电阻分布电容是电子线路中不可忽视的元件之一,它在电路中起到非常重要的作用。

本文将主要介绍电阻分布电容的相关知识,包括电路元件电容、导线间电容、电容与电感互感、杂散电容、接地电阻与地线电容、电源滤波电容以及隔直电容等方面。

一、电路元件电容电路元件电容是指电子元件中存在的电容,其大小与元件的几何尺寸、电介质性质等有关。

常见的电路元件电容有:电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。

在电子线路中,电路元件电容通常起到滤波、耦合、去耦等作用,对电路的性能有着重要的影响。

二、导线间电容导线间电容是指两根导线之间的电容,其大小与导线的间距、长度、线径等有关。

导线间电容在高频电路中尤为重要,因为高频信号容易通过导线间电容产生耦合,影响信号的质量和电路的性能。

三、电容与电感互感电容与电感互感是指电容器和电感器之间存在的相互作用,即一个元件的电场线穿过另一个元件时,会产生感应电动势。

这种互感作用在高频电路中尤为明显,因此对于高频信号而言,电容器和电感器都需要选择合适的参数,以保证信号的传输质量和稳定性。

四、杂散电容杂散电容是指由于各种原因在电路中产生的非理想电容,其大小和作用范围都不确定。

杂散电容的存在会对电路的性能产生影响,特别是对于高频信号而言,杂散电容的影响更为明显。

因此,在设计和制造电子线路时,需要充分考虑杂散电容的影响,并采取相应的措施进行抑制。

五、接地电阻与地线电容接地电阻是指接地线与地之间的电阻值,而地线电容是指接地线与地之间的电容值。

在电子线路中,接地电阻和地线电容的大小对于电路的性能有着重要的影响。

特别是在高频电路中,地线电容的影响更为明显,因此需要选择合适的地线布局和接地方式,以减小地线电容对电路性能的影响。

六、电源滤波电容电源滤波电容是指用于电源滤波的电容器,通常连接在电源输入端和地之间。

电源滤波电容的作用是滤除电源信号中的高频噪声,保证电源信号的稳定性和可靠性。

在选择电源滤波电容时,需要根据具体的应用场景和要求选择合适的容量和耐压值。

隔直电容

隔直电容

经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。

试问直流和交流的界限何在?1Hz 是交流,0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流!无穷小频率的交流跟直流怎么区分?所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器,如此而已!那么高通滤波器的结构是什么样的?最简单的RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻,如图2。

哪有一个电容就能工作的高通滤波器?也许某些隔直电路看起来只有一个电容,那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。

如果后面是运放的高阻输入端,仅仅用一个电容就是错误的设计了。

这种电路,不仅无法隔直,而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分,最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。

因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!即使后面的电路绝对没有偏置电流,这个电阻仍然不能少。

如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。

由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。

显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!------------------------------------------------- 问题在哪呢?"因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

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经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。

这是没真正理解隔直的含义的表现。

电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。

这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。

试问直流和交流的界限何在?1Hz 是交流,0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流!无穷小频率的交流跟直流怎么区分?所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器,如此而已!那么高通滤波器的结构是什么样的?最简单的RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻,如图2。

哪有一个电容就能工作的高通滤波器?也许某些隔直电路看起来只有一个电容,那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。

如果后面是运放的高阻输入端,仅仅用一个电容就是错误的设计了。

这种电路,不仅无法隔直,而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分,最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。

因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!即使后面的电路绝对没有偏置电流,这个电阻仍然不能少。

如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。

由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。

显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!------------------------------------------------- 问题在哪呢?"因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。

但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!"是不是这样?非也。

R1 作为"直流泄放电阻"肯定没有问题。

就是说,R1可以防止运放偏置电流积分而饱和。

而R1要作为高通滤波的必要元件就勉强了。

正巧,lzjnytttt出来反顶一下,我们两个持不同意见者几乎"同时出现"来了,请大家仔细端详,有一定道理否:----------------------------------------- lzjnytttt 发表于2004 -4-1 21:49 技术交流←返回版面反顶一下!是不是可以这样理解?是不是可以这样理解:其实电容所谓的通交流,需要一端接地才能体现所谓的通(实际上在电容极板间没有电流通过),而直接与运放相连,运放的输入阻抗非常大,对电容这端就没有了地的呼应,所以图一是错误的。

图二提供了电阻这个电容与地之间的通道,所以是正确的,但是电阻非常大之后,高通的效果是不是也不好了?lzjnytttt 发表于200 4-4-1 21:54 技术交流←返回版面是不是可以这样理解?以前对电容的通电流一直不太理解。

今天这个问题是不是可以这样理解:1。

电容的通交流实际上需要有地的呼应。

2。

图一的运放输入阻抗无穷大,使电容缺少了地的呼应,所以错。

3。

图二的电阻如果非常大的话,那么这个电容的高通效果是不是将变差?--------------------------------------------------- 如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。

由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。

显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!----这时过去的是直流信号吗?纵然是,也是"上"电的电,也不是信号的"电",上电结束后,后面的故事是什么?------------------------------------- 我初步认为:R1,包括运放输入电阻Ri,要说直到滤波电阻的作用,应当和上一级的输出阻抗一起产生作用,而不是由R1自己单独起作用。

一般地,R1的选择,要考虑运放偏置电流的大小,不能随意选择,否则,选得太大,达不到泄放电流的目的,太小,输入输入阻抗又偏低,要综合考虑。

-------------------------------------- 频率问题,个人认为也有点不妥,后面讨论。

------------------------------------------------------------------------------------ 首先,我必须承认我的第一篇帖子举的例子有问题,导致这么多争论。

我的本意是解释隔直电路的问题,但额外引入了运放输入偏置电流的问题,作为解释概念的文章,这样是不合适的。

解释基本概念就应该尽可能简化问题,避免不必要的牵连。

这对我可算一个有益的教训,感谢lm7556 网友的提醒。

我重新系统表述我对隔直电路问题的理解,问题本身的讨论已经显得有些过分了,如果我下面的论证思路能对初学者有所启示,也就够了。

1. 基本概念所有讨论的基础概念:直流信号。

(说明:这里的直流特指"恒定直流",不要忘了,脉动直流也是直流。

) 1.1. 加窗的直流信号有人想的很简单化:恒定就是不随时间发生任何改变。

其实没有这么简单,许多概念一旦绝对化就会带来无法解决的悖论——如果非要说某个信号s "绝对恒定",那就应该是:s = 某个常量,t=-∞→+∞ 这实际上是不可能的,连宇宙本身都可能是有限的。

这种讨论会把技术讨论变成哲学甚至玄学讨论,这就是概念绝对化的后果。

因此,实际存在的直流信号一定是"有始有终"的"加窗信号",即一个足够宽的方波脉冲(实际还是梯形波)。

有网友说"上电瞬间的直流不是直流,因为它包含了丰富的高频分量",也是同样的问题。

"上电瞬间的直流"实际上是阶跃过程。

但如果没有这个"起点",所有电路中的直流信号恐怕都只能是0!问题的根源:过渡态分析和稳态分析不能混为一谈!在稳态分析中,我们可以用"绝对"的恒定直流概念。

因为稳态分析本身就是具有理想性质的。

而在过渡态,根本就不能用"恒定直流"这个概念——这是我们前面犯的一个严重错误。

1.2. 过渡过程:隔直电路的"直"之一暂且不论低频交流能否看作直流的问题。

隔直电路的"直"至少应该既包括"绝对的恒定直流",也包括上电过程的阶跃信号。

否则,这个所谓的"隔直电路"根本没有任何意义。

因为实际电路不可能只有稳态,没有过渡态(除非你的电路比宇宙还古老)。

1.3. 缓变信号(极低频交流信号):隔直电路的"直"之二有人说缓变信号和极低频交流信号都不是(恒定)直流。

简直正确的成了废话。

我前面说直流包括缓变信号和极低频交流信号的确是误导。

但是,如果隔直电路前级存在缓变的直流漂移,应不应该隔离?理论上不必须,但实践中必须。

因为就连电源都会有缓变,不隔离怎么行?因此,虽然缓变信号和极低频交流信号都不是(恒定)直流,但隔直电路的"直"却往往应该包括它们。

1.4. 滤波器的过渡带:隔直电路的"直"之三上面说隔直电路应该隔离缓变信号和低频交流,是从需求的角度说的。

从可行性角度,也只能如此。

所谓"只隔直流,不隔交流"的幅频特性,就是f=0 时增益A=0,f>0 时A=常量。

这根本是个不连续函数,怎么可能实现?更不用说滤波器的过渡带不可能垂直。

2. "正确"隔直电路的分析图 1 的电路是一个HPF,能实现隔直功能(暂且不论其它电路能否),这没有疑问。

为了简化问题,这里没考虑负载效应,因为实践中应该保证负载电阻远大于RL,负载电容足够小。

如果将R 换成电感L,也是HPF(二阶),并且也是隔直电路。

本文姑且只考虑RC 电路。

3. "错误"隔直电路的分析问题:假设隔直电路只用一个电容C,如图2,能实现隔直吗?我们分三步讨论。

3.1. 假设C 为理想电容,不考虑负载效应此时的电容为一端悬空,其两端电压为:VC = VIN - VOUT 电流为:i ≡ 0 所以其两端电压VC 永远不会变:dV = 1/C * di/dt => dV ≡ 0 如果令初始条件VC(0)=0(先短路一下即可),则VC ≡ 0 VOUT ≡ VIN 不论VIN 是什么信号,上式都成立。

结论:无法隔直。

3.2. 假设 C 为理想电容,考虑负载效应考虑CL。

假设VIN(0)=VC(0)=0:VOUT = VIN * k 其中k 为分压比(C,CL的函数,公式就懒得写了)结论:无法隔直。

考虑RL。

C 和RL 构成了HPF。

可以隔直。

但此时的图 2 实际上已经变成了图1。

实践中,如果RL 是运放的输入电阻之类,考虑到其不稳定性,不提倡用RL 代替R。

3.3. 考虑电容漏电流和负载效应此时分析起来比较复杂,但是也没必要仔细分析。

因为漏电流是不稳定因素,不应该指望依靠它把不能工作的电路变成能工作的。

四、关于隔直电路的总结综合二、三: 1. 有R 的电路能实现隔直 2. 没有R 的电路不能实现隔直,或者不能实现稳定的隔直 3. 基本隔直电路只是"直流增益为0"的高通滤波器(HPF)的代名词由 3.2 还可以看出,隔直电容起作用的充要条件是上电后其两端电压要发生变化:令3.2 的初始条件VC(0)=0,上电前:VC(0-) = VIN(0-) = VOUT(0-) = 0 如果要隔直,当输入为阶跃信号:VIN(t) = VIN(0+) = 常数, t > 0 必须有:VOUT(t) = 0, t > t1 其中t1 表示足够长的过渡时间。

于是VC(t) = VIN(t) - VOUT(t) = VIN(0+) 电容两端电压变化量:ΔVC = VC(0+) - VC(0-) = VIN(0+) 为产生ΔVC,必须有电流流过C。

而电阻R 的作用之一正是在过渡过程提供电流途径,给电容提供电荷:ΔQ = C * ΔVC 这正是过渡过程令人迷惑的奥秘所在。

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