文章目錄
- 一、電感應用
- 1.?電源濾波:
- 2. 儲能——平滑“電流波浪”?
- ?3. 調諧——校準“頻率樂器”?
- 4. 限流——防止“洪水災害”?
- 二、電容應用
- 1.核心特性理解
- 2.應用場景
- 三.電容電感對比
一、電感應用
1.?電源濾波:
?場景:工業設備中,50Hz市電可能混入1MHz高頻噪聲。
?方案:在電源輸入端串聯電感(如220μH)+并聯電容(如104pF),組成LC濾波器。
?效果:電感阻隔高頻噪聲,電容旁路低頻紋波。
實際設計考量
?元件參數限制:
?電感:優先選擇飽和電流高、ESR低的繞線電感(如220μH)。
(飽和電流:超過飽和電流會引起電感阻抗下降。 ESR(等效串聯電阻):電感內部有隱藏的電阻(因導線、磁芯損耗),電流流過時會發熱)
?電容:選用耐壓足夠(如250V)、溫度穩定的陶瓷電容(如104pF)。
?寄生參數影響:
電感直流電阻(DCR)可能導致壓降,需確保不影響設備供電。
(直流電阻(DCR):電感在直流下的等效電阻。?影響:DCR越大,電能轉化為熱能的損耗越高)
?多級濾波:若單級衰減不足,可增加二級LC濾波器(如π型或T型)以提升抑制效果。
?單級LC濾波器為什么不夠?
?原理:單級LC濾波器(電感+電容)對特定頻率的干擾抑制效果有限(比如只能壓制某個頻段的噪聲)。
?類比:單層濾網只能擋住大顆粒雜質,細小灰塵會漏過。
?多級濾波(π型/T型)的優勢
?π型濾波器:
結構:電容(C1)→ 電感(L)→ 電容(C2)。
特點:高頻抑制強,適合寬頻帶噪聲(如手機信號干擾)。
?類比:兩層濾網,先擋大顆粒,再擋細顆粒。
?T型濾波器:
結構:電感(L)→ 電容(C1)→ 電容(C2)。
特點:低頻抑制好,適合電源紋波(如50Hz/60Hz干擾)。
?類比:先用磁鐵吸大金屬碎屑,再用濾紙過濾細粉。
?實例:
如果你的電路受高頻開關噪聲?(1MHz以上)和工頻干擾?(50Hz)影響:
第一級用T型濾波(電感+兩個電容)壓制工頻噪聲。
第二級用π型濾波(兩個電容+電感)壓制高頻噪聲。
總結一下,T型濾波器主要抑制低頻噪聲,?π型濾波器主要抑制高頻噪聲。
2. 儲能——平滑“電流波浪”?
?電機驅動:
?問題:PWM控制電機時,電流突變會導致電機振動和噪音。
?方案:在電機兩端并聯電感(如10μH),吸收電流尖峰。
?效果:電流波形從尖銳的PWM脈沖變為平滑的正弦波。
?3. 調諧——校準“頻率樂器”?
電感調諧的本質:通過改變電感值,調整電路的頻率選擇性?(比如讓電路對某個頻率更敏感,或屏蔽其他頻率)。
類比:就像收音機的旋鈕——轉一圈,你聽到的是不同電臺(不同頻率)的聲音。
調諧的作用
通過調整L,可以讓電路:
?放大特定頻率?(如收音機選中某個電臺)。
?抑制干擾頻率?(如濾波器擋住噪音)。
?控制信號相位?(如振蕩器維持穩定頻率)。
4. 限流——防止“洪水災害”?
?電路保護:
?場景:LED燈帶突然短路時,電流可能從5A飆升至50A。
?方案:在電路中串聯電感(如0.1Ω),利用感抗XL =2πfL限制短路電流。
二、電容應用
電容是一種通過電場存儲能量的被動電子元件,其基本結構由兩片相距極近的導體(極板)和介于其間的絕緣介質(電介質)構成。當電壓施加于極板時,電荷在極板上積累,形成電場,從而儲存能量。