电容器串联使用问题讲解
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电容器串联使用问题讲解
　　假如电源电压U=1000伏，选择耐压为600伏的两个串联起来使用，当C1承受750伏电压，C2承受250伏电压，两个会怎样?本文引用地址：　　理论上，同容量的串联的电压应该相等，但在现场实际测量电压不相等。是不是在理想情况下，电容器没有漏电流(即绝缘为无穷大)，而实际上所有的电容器都有不同程度的漏电流存在，表现为它们的绝缘值不等。　　&&
&　　图中的Rc1、Rc2分别是两个电容器的绝缘，它们相当于和电容器并联。在稳定状态下(充电过程结束以后)，电容支路中没有电流通过，而电阻支路中的电流是：　　IR=U/(Rc1+Rc2)　　不管绝缘电阻有多大，只要他们是有限的数值，这个漏电流就存在。于是每个电容上的电压：　　U1=IRRc1=Rc1U/(Rc1+Rc2)&U2=IRRc2=Rc2U/(Rc1+Rc2)　　一般情况下，电容器的绝缘电阻都不相同，因此电压U1不等于U2。如果Rc1=3Rc2，U1=750伏，U2=250伏，U1超过电容器的工作电压时，如电容器被击穿(短路)，全部电压则加到另一个电容器上，它也就接着被击穿。　　为了解决这个问题，应该在每一个电容器的旁边并联一个电阻R。R的阻值约为几百千欧，应比绝缘电阻小得多(一般R应在Rc的10%以下)。这样，每个电容器上的电压就大致上相同，不会相差很远。因此，电阻R叫做均压电阻。
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微信公众号一一种消除分布电容影响的电阻测量方法
17:35:53编辑：什么鱼 关键字：&&
0 引 言在水质监测和溶液浓度、木材、粮食、土壤等含水量的测量中有着广泛的应用.电阻测量常采用电极测量法,即根据物质或溶液的导电特性,测量介质电阻.这种含水物质的导电率测量若用直流测量会受极化效应的影响,为消除该影响,必须用交流激励源进行测量.这样,在测量过程中,电容是影响电阻测量精度的重要因素之一.常见的解决方案有下面几种:(1)通过电容补偿装置[1]对电容进行补偿,但电容补偿装置不能随电容变化进行自动补偿,所以应用效果并不理想. (2)相敏检波法[2].对电极施加交流激励源,交流激励源通过电容和介质电阻时存在相位差,然后经过相敏检波,低通滤波得到的直流量只与介质电阻有关,而与电容无关,从而达到消除电容影响的目的.但这种方法电路较复杂. (3)双脉冲法[3、4].对电极施加正负两个脉冲,脉冲结束瞬间进行测量,保证电容上电压已稳定,没有电流流过,电容相当于开路,仅有介质电阻起作用.这种方法由于要在脉冲沿处测量,要求硬件电路响应速度非常快.本文提出了一种变频电阻测量方法.激励源采用交流方波施加于电极分压电路,选择两个合适频率测出分压电路输出交流信号精密整流滤波后的直流电压,解方程组求出分压电路时间常数,然后求出介质电阻.1 变频电阻测量方法的原理[5]为抑制极化效应,在液体或含水物质的电阻测量中,通常使用交流激励源.测量探头极板电容、引线电容以及被测物质的电容特性相当于在被测物质上并联了一个电容(统称为),使电阻测量受到影响.图1中的虚线框部分是常见的电极模型[6],介质电阻rx与分布电容cp相并联.变频电阻测量原理如图1所示,电阻rx与cp并联与电阻r1分压.激励源是幅值为e、占空比为50%、频率连续可调的方波.电极输出电压vo经运放缓冲,然后精密半波整流得到vo1,再经运放缓冲,滤波得直流输出电压v.图1中分压电阻r1和虚线框电极部分构成阻容网络,其充放电时间常数为图2中实线是进入稳态后电极输出电压vo的充放电波形,虚线方波表示激励源,设脉宽为t,周期为2t.根据电路理论,v1(t)为电容充电电压,v2(t)为电容放电电压,可以推出在一个周期内电压vo的表达式:精密整流后的电压波形如图3所示,ta、tb为电压过零的时间,代入式(2)有v1(ta) = 0,v2(tb) = 0,解得由式(1)知,τ与rx和cp有关,是未知量.故v在已知e、r1、t条件下是rx和τ的二元函数.选择两个频率f1和f2(对应两个频率半周时间t1=1/2f1,t2= 1/2f2),代入式(4)得如下方程组:由方程组(5)的v1表达式,可以推出rx的表达式为这样,根据激励源的周期t1、t2和测得的整流滤波后的直流输出电压v1、v2以及激励源幅值e,就可以求出被测阻容网络的时间常数τ和被测电阻rx.式(6)是关于τ的一元非线性方程,用迭代法由matlab语言编程解得τ值,代入式(7)就可以得到rx的值.而且该值与cp无关,有效地消除了分布电容的影响.2 比例法测量原理和激励源频率的选择由式(5),输出电压v1和v2与e成比例关系,从τ的表达式(6)更能清晰地看出,τ与v1和v2的比值有关,而与绝对值没有关系.由式(7),rx与v1和e的比值有关,可以通过电路切换由同一测量电路测出e值.因此只要在一段时间内精密测量v1、v2和e的相对关系,就能准确求出τ和rx.对e的精度和测量电路的长期稳定性要求很低说明由单片机口线直接产生激励方波信号用于电阻测量就能够保证测量精度.由式(6)可知,如果两个直流电压接近,比值接近于1,则求解方程时会造成很大的运算误差,所以要选择两个合适的频率,保证得到的两个直流电压具有一定的区分度.分析式(4),脉冲宽度t和频率f满足关系f=1/2t,令t=τ(f=1/2τ),t→∞(f→0),观察v的取值:可见,f由0到1/2τ变化,v下降到直流时的34%.所以一个频率选在低频段(如10 hz或100hz),另一个频率选为1/2τ处,可以满足输出直流电压的区分度要求.当电阻很小,导致τ值很小时,可以取t=2τ(f=1/4τ)或更宽,虽然降低了两个直流电压的差值,但避免频率过高而使电路难以实现.3 实验验证3.1 实验电路根据测量原理设计实验验证电路如图4所示.输入激励源为占空比50%,幅值、频率连续可调的交流方波,由信号发生器产生.分压电阻r1(100 kω)和电极模型中电阻rx(1 kω～1mω)均采用温漂25×10-6/℃的高精度金属膜电阻,电容cp采用标称值为500～8 000 pf的陶瓷电容模拟.电极输出电压经高输入阻抗运放lf356缓冲,运放op27精密半波整流,然后经lf356缓冲、rc低通滤波得直流量v.在电极输出和激励源输出之间加一开关s进行切换.用6位半数字万用表hp 34401a读出被测实验电阻值和直流电压值.3.2 消除电容影响的实验验证将开关s切换到a,测量电极输出,激励源幅值e= 1 v.cp分别取500、1 000、1 500、2 000、4 000、8 000 pf作6组实验数据,每组实验的电阻范围是1 kω～1 mω.对每个电阻测量时,合理选择激励源频率,以保证v1和v2差值较大,减小计算误差.实验中,先由数字万用表测出rx值,根据实验电路参数r1(100 kω)和cp,估算出时间常数(由于电容不准确和含有引线的分布电容,该时间常数不一定准确,仅用来参考确定测量频率),确定f1、f2.测出对应的v1和v2,结合f1、f2对应的脉宽t1=1/2f1和t2=1/2f2,代入式(6)迭代求解τ.最后通过式(7)得到计算电阻值rx1.该值与被测电阻rx比较,得到相对误差表1是cp=2000 pf时各种实验电阻下的一组数据由表1可以看出,rx在20～200 kω时,测量精度达到0.1%以上,这是因为测量电路是单臂桥路,分压电阻r1=100 kω,rx在接近r1时灵敏度较高,测量误差对结果影响较小.rx在1 kω～1 mω时,测量精度也达到了1%,满足一般应用场合需要.可以通过改变r1的值来改变电阻的测量范围,或通过开关切换分压电阻来扩展测量范围.表2是cp取500、1 000、1 500、4 000、8 000pf时,rx取不同电阻(1 kω～1 mω)时的相对误差.从表2可以看出,cp在不同容值下(500～8 000 pf)对电阻的测量基本没有影响,证明了这种测量方法的优点和理论推导的正确性.3.3 与激励源幅值无关的实验验证取rx=81.842 kω,cp=2 000 pf,f1、f2分别是100和5 600 hz,改变e值(0.5～1.5 v),来验证其对测量精度的影响.将开关s切换到b,测得直流输出电压后乘以2得到e(激励源为方波信号),然后将开关切回a,测量两个频率下的直流电压,迭代出τ,计算出rx值.结果示于表3.由表3可知,在不同的激励源幅值下,得到的时间常数基本不变,电阻值误差分布在1%以内.说明激励源幅值对测量精度没有影响.4 结 语本文提出了一种变频电阻测量方法,通过测量两种频率下的电压值间接得到被测电阻值,有效消除了分布电容和激励源幅值对电阻测量精度的影响,对于解决有分布电容且需要交流激励测量的电阻测量的问题具有重要意义.当然,此测量方法中,电容值不能随激励源频率变化而变化,同时测量频率的选择也需要根据被测对象的特性做出调整,但这种方法对于解决这类有电容影响的电阻测量问题提供了一种新的思路.利用单片机定时器,从口线产生频率连续可调的方波,可以根据测得的输出电压自动搜索确定两个测量频率.用运算和查表相结合求解式(6)的τ值,然后运用公式(7)可以较容易地计算得到被测物质电阻值.该方法对于智能仪器解决实际工程中电阻或电导的测量具有一定指导作用.
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实际电路都是由非理想元件组成的，在设计中可能会遇到许多预料不到的情况。在调试如图1所示的普通全桥电源时，输出不是料想中平稳的波形，而是不时发生间歇振荡，并发出“吱吱”声，有时甚至会烧毁开关管。对电路进行分析后未发现结构上可能导致不稳定的因素，于是改变输出采样的电压比，将输出调定在半电压24V上，使用90V的输入直流电压，在保证功率管安全的情况下进行调试。待电路工作正常后，再缓慢升高输入直流电压，经过多次试验，发现当Ui为180～250V时就可能引发振荡，最后判定是驱动变压器各个绕组之间的分布电容在捣乱。两只开关管的电容分布如图2所示，其中C2是绕组NA的下端M与NB的上端P间的分布电容。当驱动变压器的绕组NA输出正脉冲时NB输出负
开关电源电压输入回路的滤波电感，其分布电容的大小对EMC指标的影响非常大，因此也需要对滤波电感线圈的分布电容构成以及原理有充分的理解。从原理上来说，滤波电感线圈的分布电容与开关变压器线圈的分布电容基本上是没有根本区别的；因此，对分布电容的分析与计算方法，对滤波电感线圈同样有效。开关变压器初、次级线圈的分布电容，对开关电源性能指标的影响也很重要，它会与变压器线圈的漏感组成振荡回路产生振荡。当输入脉冲电压的上升或下降率大于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就吸收能量，使输入脉冲波形的前、后沿都变差；而当输入脉冲电压的上升或下降率小于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就会释放能量，使电路产生振荡。如果振荡回路的品质因数比较
　　图4中（漏感与分布电容对输出波形的影响），当电源开关管Q1导通时，设输入电压为U，流过Ls的电流为i ，流过Cs的电流为 i1，流过 Lu的电流为 i2，流过R的电流为i3 ，Cs存储的电荷为q，如果忽略Lds的作用，则列出回路方程为：
　　（11）是一个非齐次二阶微分方程。我们知道，非齐次二阶微分方程的解等于其齐次微分方程的解与非齐次二阶微分方程特解的和，其齐次微分方程为：
　　（12）
　　（12）式表示，电容Cs充满电后，输入电压等于0时电容两端电压或存储电荷随时间变化的过程。对（12）式求解，需要先求解其特征方程，其特征方程为：
　　由此求得其特征方程的解为：
　　　　如果我们直接用（14）式
　　当开关管开始关断时，外电路给栅极加一负电压（或低电压），通过静电感应，开关管内耗尽层中的载流子（电子）在电场的作用下会重新进行分布，相当于外电路要向耗尽层抽离载流子，耗尽层中载流子的浓度将按指数规律减小，耗尽层的厚度也将随时间增大而变小，其结果是耗尽层的电阻将随时间由小变大。这个过程，与电容被充电时，流过电容的电流由大变小很相似；所以，当开关管刚导通的一瞬间，开关管可以等效成一个理想的开关与一个电容器并联，这个电容器就是漏极和源极之间的分布电容Cds。如图5是开关管关断时，反激式开关电源的工作原理图。
　　根据上面分析，栅极电容Cgs对开关管的导通影响比较大，容量越大，开关管的导通上升时间就越长。而漏极电容Cds对开
　　图1是单激式开关电源的基本原理图。图中，T为开关变压器，N1和N2分别为开关变压器初、次级线圈；LS为开关变压器的漏感， 为开关变压器初级线圈的励磁电感；CS为开关变压器初级线圈的分布电容，RL为开关变压器次级线圈的输出负载，Q1为电源开关管。
　　变压器初级线圈或次级线圈的分布电容Cs可按下式进行计算：
　　式中， 为第 i层与 i+1层线圈之间的静态电容，i = 1、2、3、o o o、n ，n为所求总分布电容的变压器初级线圈或次级线圈的层数； gi为第 i层与 i+1层线圈之间的平均周长； Kui为第i 层与i +1层线圈之间分布电容的动态系数， ，它与加到电容两端的电压有关， Ku是一个小于
变压器绕组绕在磁芯骨架上，特别是饶组的层数较多时，不可避免的会产生分布电容，由于变压器工作在高频状态下，那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响，如引起波形产生振荡，EMC变差，变压器发热等。
　　所以，我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把，下面我们就对这个分布电容来展开讨论。
　　分布电容既然有危害，那么我们就要设法减小这个分布电容的影响，首先我们来分析下分布电容的组成。
　　变压器的分布电容主要分为4个部分：绕组匝间电容，层间电容，绕组电容，杂散电容，下面我们来分别介绍。
　　首先讲讲绕组匝间电容
　　我们知道电容的基本构成就是两块极板，当两块极板加上适当的电压时，极板之间就会产生电场，并储存电
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请问电阻和电容的功能是什么？还有他们的关系
电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容的符号是C。在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法。很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。定义：导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。电阻（Resistor）是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的：当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1欧姆。出了欧姆外，电阻的单位还有千欧（KΩ，兆欧（MΩ）等。 电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。 它与其它元件一起构成一些功能电路，如RC电路等。 电阻是一个线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律：I=U/R 常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定，且电压和电流值限制在额定条件之内时，可用线性电阻器来模拟。如果电压或电流值超过规定值，电阻器将因过热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧毁。线性电阻的工作电压与电流的关系如图1所示。 电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。但不管电阻是什么种类，它都有一个基本的表示字母“R”。电阻的单位用欧姆（Ω）表示。它包括?Ω（欧姆）， KΩ（千欧）， MΩ（兆欧）。其换算关系为： 1MΩ=1000KΩ ， 1KΩ=1000Ω。 电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小，很少被标上阻值，即使有，一般也采用数字法，即： 101——表示100Ω的电阻； 102——表示1KΩ的电阻； 103——表示10KΩ的电阻； 104——表示100KΩ的电阻； 105——表示1MΩ的电阻； 106——表示10MΩ的电阻。 如果一个电阻上标为223，则这个电阻为22KΩ。电阻在手机机板上一般的外观示意图如图5所示，其两端为银白色，中间大部分为黑色。通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。但在实际手机维修中，很少出现电阻损坏，除少数机型的一些电阻外，也很少去关心电阻的阻值。着重注意的是电阻是否虚焊，脱焊。
电阻的主要作用是降压分流 温度感应电容的主要作用是隔直通交,储存电荷,移相而电容与电阻的应用是随着使用的目的不同而不同，因此也并不只是单一的种类如果按用处分类电阻有：限流电阻、降压电阻、分压电阻、保护电阻、热敏电阻、取样电阻、去耦电阻、信号衰减电阻等如果按用处分类电容有：高频电容、电解电容、耦合电容、滤波电容等
一般在电路中电容电交流信号的通路，电阻是直流信号的通路。它们之间相互配合，才能完成一个完整的电路。
电容：两个导体由绝缘体隔开就形成了电容，起到储存电荷的作用电阻：导体固有的性质，对电流有阻碍作用（但是，存在，超导体，电阻为零）
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电解电容串一个电阻什么用？上图求解释
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1.这样连接有什么用？2. 看到一个电解电容串一个电阻什么用？
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第二图，是电源部份的吗？
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看用在什么地方
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用在什么地方，画出电路图来，具体分析
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和电容配合吸收瞬时脉冲电压
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吸收瞬时脉冲电压
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& && &&&电阻与电容配合吸收瞬时脉冲电压,具体还要看用在什么电路里.要有电路图才能更细致的分析其作用.
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开关电源正反馈绕组两边用的
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学习了 学习学习
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一般来说是起限流的作用
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请教一下，反馈电阻上并一个电容有什么作用？还有另外几个问题
作者：saite136　栏目：
请教一下，反馈电阻上并一个电容有什么作用？还有另外几个问题在这个加法器中，R2上面是没有并联电容的但是在实际应用中，看到过在很多原理图上，都会在R2上并联一个电容，就是在6和2脚之间请教一下，这个电容有什么作用呢？电容的大小如何计算呢？谢谢
作者： computer00 于
11:22:00 发布：
小电容叫做移相电容，防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法，看工作的频率以及运放的型号来定。
作者： saite136 于
11:46:00 发布：
运放是工作在音频300到之间的那么这个电容有没有一个具体东西的来算呢？还是按照经验来估算的
作者： 尤新亮 于
13:52:00 发布：
小电容如果只是为了稳定工作，经验就够了。如果需要计算，按ω＝1/CR2就行了。
作者： awey 于
19:24:00 发布：
也可以用来滤波滤除高频噪声，取值 1/2PifC &&R2
作者： mms 于
22:47:00 发布：
防止振荡Rf和运放的输入电容及杂散电容形成极点，如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡；加入Cf后，Cf和Rf产生零点，用来抵消极点。一般取值Cf&Ci,Ci为运放的输入电容和输入脚杂散总电容。
作者： iasowxf 于
14:55:00 发布：
防止自激还有防止跳变怎么算我就不太清楚了，尤新亮说的应该正确
作者： niuniu77 于
14:13:00 发布：
我使用12位a/d和16位a/d时遇到了选择这个电容的问题12位a/d时，我运放使用，电容，精度很好，用其他的电容，精度会降低；16位a/d时。我使用了好几种运放，,,,效果都不是很好，选择1nF的电容效果相对好些；各位大虾有什么好的建议吗？
作者： iC921 于
14:24:00 发布：
还可以大致理解为高频短路---不如R2放大倍数大但移相是必然的
作者： niuniu77 于
15:48:00 发布：
这个电容容值怎么确定阿我换了不同的运放和容值都没有解决这个问题！
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