电路仿真@@中不可不知的@@3大交流电容@@知识@@

judy — Mon, 20 Nov 2023 06:54:52 +0000

本文要点@@

什么是交流电容@@@@

交流电路中电容器@@的工作原理@@

交流电容@@器的实际应用@@

在新手时期@@，你是否见识过电容器@@爆炸@@？曾经好奇心驱使@@，笔者在交流电中连上了一个电容器@@@@，结果@@“啪@@”的一声巨响@@，一缕蘑菇状的烟雾冒出@@，电容器@@的残骸四处飞溅@@。这是因为当时连的是极化电解电容器@@@@，而非交流电容@@器@@。那么问题来了@@，交流电容@@是什么@@？

1. 交流电容@@的概念@@

每个电子设计人员对电容器@@都不陌生@@。电容器@@由两块导电板组成@@，中间隔着一层电介质@@。电容器@@的结构使其能够在电压施加到端子时存储电荷@@。

交流电容@@定义了电容器@@存储电荷的方式@@

电容器@@存储的电荷量与施加的电压之比称为电容@@。电容的单位是法拉@@ (F)，计算公式为@@：

C = Q/V

C 的数值越大@@，电容器@@在施加电压时能够存储的电荷就越多@@。在直流和交流电路中@@，电容值都是电子设计人员的关注对象@@。不过@@，在这两种电路中@@，电容器@@的行为有所不同@@。

2. 电容器@@在交流电路中的行为@@

当非极化电容器@@连接到交流电源时@@，电容器@@就像一个闭合电路@@，但会改变电压的相位@@。当交流电源接通时@@，正循环将从一个端子对电容器@@充电@@，直到电荷量等于电压@@。

一旦交流电压达到峰值并下降@@，电容器@@将开始放电以维持电压恒定@@。在这一阶段@@，电流从电容器@@流向不同的方向@@。

当交流电压转为负值时@@，将反过来对电容器@@充电@@。这一过程一直持续到负电压将电容器@@充满电为止@@。一旦电压达到负峰值@@，电压值就会上升@@。交流电容@@器的放电循环由此开始@@。

只要施加交流电源@@，放电循环就会持续进行@@。绘制电压和电流值时@@，会发现电流以@@ 90° 的相位领先于电压@@。如下图所示@@：

在设计带电容器@@的交流电路时@@，电容并不是唯一需要关注的变量@@。除了交流电容@@@@，还需要了解电容电抗@@。

理想电容器@@在存储电荷时不会漏电@@。然而@@，由于存在一定的电阻@@，实际电容器@@确实存在一定的漏电@@。电容器@@中的电阻称为电容电抗@@，计算公式为@@：

XC = 1/2πfC

电容电抗与交流电压频率和电容值成反比@@。后两个参数的数值越大@@@@，电抗越小@@，漏电就越多@@。

3. 电容器@@在交流电路中的应用@@

交流电容@@器在电子设计中十分常见@@，可用于分相感应电机@@，以提高效率和改善次级绕组的相移@@。比如说@@，水泵和空调中通常会用到交流电容@@器@@。

空调中的交流电容@@器@@

电源设计中也会发现交流电容@@器的身影@@。电容器@@有助于抑制噪音和调节电压@@。交流电容@@器能够存储和释放电荷@@，可提高电力传输的效率@@。因此@@，带电感负载的系统也能从交流电容@@器中受益@@。交流电容@@器还有助于校正功率因数@@，补偿电感负载造成的电流滞后@@。

在设计带交流电容@@器的系统时@@，需要使用可靠的软件对交流电容@@器的行为进行仿真和分析@@，能够让设计工作事半功倍@@。

Cadence PSpice Simulator 提供精确的模型和仿真@@，其中数量达@@35,000 +的模型库涵盖广泛@@，可帮助我们确保各类型电容器@@在交流电路中发挥正常功能@@。

PSpice 的仿真分析结果@@达到了业界黄金标准@@，通过定义组件公差分析@@、可制造性@@、灵敏度等功能和与@@MATLAB/Simulink的联合仿真@@，PSpice 能准确提供设计人员所需的信息@@，确定设计下一步的发展方向@@。

本文转载自@@：Cadence楷登@@PCB及封装资源中心@@

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