首要来看图 1,这是 USB 接口和供电电路。
图 1 USB 接口和供电电路
左面这张图,过了保险丝今后,接了一个 470uF 的电容 C16,右边这张图,通过开关后,接了一个 100uF 的电容 C19,并且并联了一个 0.1uF 的电容 C10。其间 C16 和 C19 起到的效果是相同的,C10 的效果和他们两个不相同,咱们先来介绍这 2 个大一点的电容。
容值比较大的电容,理论上能够了解成水缸或许水池子,一同,咱们能够直接把电流了解成水流,其实大自然万物的原理都是相似的。
效果一,缓冲效果。当上电的瞬间,电流从电源处流下来的时分,不安稳,简单冲击电子器材,加个电容能够起到缓冲效果。就好像咱们直接用水龙头的水浇地,简单冲坏花花草草。咱们只需求在水龙头处加个水池,让水通过水池后再缓慢流进草地,就不会冲坏花草,起到有用的维护效果。
效果二,安稳效果。咱们的一整套电路,后级电子器材的功率巨细都不相同,而器材正常作业的时分,所需电流的巨细也不是原封不动的。比方后级有个器材还没有作业的时分,电流耗费是 100mA,忽然它参加作业了,电流猛的增大到了 150mA,这个时分假如没有一个水缸的话,电路中的电压(水位)就会直接忽然下降,比方咱们的 5V 电压忽然降低到 3V了。而咱们体系中有些电子元器材,有必要高于必定的电压才干正常作业,电压太低就直接不作业了,这个时分水缸就必不可少了。电容会在这个时分把存储在里面的电量开释一下,安稳电压,当然,随后前级的电流会及时把水缸充溢的。
有了这个电容,能够说咱们的电压和电流就会很安稳了,不会发生大的动摇。这种电容常用的有如图 2、图 3、图 4 所示三种:
图 2 铝电解电容
图 3 钽电容
图 4 陶瓷电容
这三种电容是最常用的三种,其间第一种个头大,占空间大,单位容量价格最廉价,第 二种和第三种个头小,占空间小,功能一般也略好于第一种,可是价格也贵不少。当然,除 了价格,还有一些特别参数,在通讯要求高的场合也要考虑许多,这儿暂且不说。咱们板子 上现在用的是第一种,在相同的契合条件的耐压值和容值下,第一种 470uF 的电容不到一毛钱,而第二种和第三种或许要 1 块钱左右了。
电容的选取,第一个参数是耐压值的考虑。咱们用的是 5V 体系,电容的耐压值要高于5V,一般引荐 1.5 倍到 2 倍即可,有些场合略微再高点也能够。咱们板子上用的是 10V 耐压的。第二个参数是电容容值,这个就需求依据经历来选取了,选取的时分,要看这个电容起效果的整套体系的功率耗费状况,假如体系耗电较大,动摇或许比较大,那么容值就要选大一些,反之能够小一些。
同学们刚开始规划电路也是要仿照他人,他人用多大自己也用多大,渐渐堆集。比方咱上边讲电容效果二的时分,电流从 100mA 忽然增大到 150mA 的时分,其实即便加上这个电容,电压也会细微动摇,比方从 5V 动摇到 4.9V,可是只需咱们板子上的器材在电压 4.9V 以上也能够正常作业的话,这点动摇是被容许的,可是假如不加或许加的很小,电压动摇比较大,有些器材的作业就会不正常了。可是假如加的太大,占空间并且价格也高,所以这个当地电容的选取多参阅经历。
咱们再来看图 1 中的另一种电容 C10,它容值较小,是 0.1uF,也便是 100nF,是用来滤除高频信号搅扰的。比方 ESD,EFT 等。咱们初中学过电容的特性——能够通沟通隔直流,可是电容的参数对不同频率段的搅扰的效果是不相同的。这个 100nF 的电容,是咱们的长辈依据搅扰的频率段,依据板子的参数,依据电容自身的参数所总结出来的一个值。也便是说,今后咱们在规划数字电路的时分,在电源处的去耦高频电容,直接用这个 0.1uF 就能够了,不需求再去核算和考量太多。
还有一点,咱们能够仔细观察咱们的 KST-51 开发板,在电路中需求较大电流供应的器材邻近,会加一个大电容,比方在 1602 液晶左上角的 C18,接近单片机的 VCC 以及 1602液晶背光的 VCC,起到安稳电压的效果,而图 3-1 中的 C19 的实践方位也是放在了在左上角电机和蜂鸣器邻近,由于它们所需的电流都比较大,并且作业时电流的动摇也很大。还有在所有的 IC 器材的 VCC 和 GND 之间,都会放一个 0.1uF 的高频去耦电容,特别在布板的时分,这个 0.1uF 电容要尽或许的接近 IC,尽量很顺畅的与这个 IC 的 VCC 和 GND 连到一同。