《電子技術應用》
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淺談電容充放電及電荷瀉放
摘要: 分析電容充放電過程。并對靜電放電電路做簡單分析。
Abstract:
Key words :

電容充放電電路如圖所示。開關在如圖中位置時,電源對電容充電,電容兩端電壓逐漸增大,到最后電容對直流相當于斷路,所以電容兩端電壓與電源電壓相等。此時,將開關切換到另一端,電容兩端電壓不能突變,將在存在電阻的電路中放電,直至電荷量完全消失。這個就是電容的充放電過程。

這個就是電容的充放電過程

電容充放電的時間只與電阻和電容值的大小有關,與電源電壓的大小無關。這個時間可以表示成RC的乘積,即時間常數τ。

對于RC進行公式推導有對于RC進行公式推導有

在電容充電過程中,電路中電壓和電流的變化規律如下:

電路中電壓和電流的變化規律如下

時間常數代表了充放電的時間,從已有的實驗結果來看,電容充放電是一個符合指數關系變化的,在τ的時間內,電容兩端電壓達到63.2%;在3τ的時間內,電容兩端電壓達到95%;在5τ的時間內,電容兩端電壓達到99.3%。而放電過程與充電過程相反。

靜電放電對小型元器件會產生影響,這種瞬變的干擾脈沖可能造成損壞??梢杂肦C濾波、限流電阻、分流電路來防護。若要瀉放掉電荷,可以對已經充電的電容形成回路。根據時間常數τ,電容不容易改變的情況下,減小電阻會顯著的減少時間常數,加快電荷瀉放。采用模擬開關,當電荷過大時,控制模擬開關閉合,相當于在電容上并聯了一個很小的電阻,實現電荷瀉放。若電荷瀉放掉以后,開關再斷開,恢復原電路。而驅動開關閉合動作的一般可以用外部按鍵,也可以根據具體電路的情況,選取標志性電壓或電流,結合運放搭成的比較器實現。

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