电路中串联电容与并联电容用途上有什么不同?工作原理是怎样的?

核心提示电路中串联电容一般是为了阻直流通交流,或为了耦合交流信号;并联电容一般是为了过滤交流通直流,为了滤波。使输出电压更平稳。原理其实都是利用电容的充放电缓冲特性。这个上升和关断时间取决于LED的结电容(按驱动电流和结电容的相关电量关系计算即可)

电路中串联电容一般是为了阻直流通交流,或为了耦合交流信号;

并联电容一般是为了过滤交流通直流,为了滤波。使输出电压更平稳。

原理其实都是利用电容的充放电缓冲特性。

这个上升和关断时间取决于LED的结电容(按驱动电流和结电容的相关电量关系计算即可),而结电容并不是一个常数参数(本人用电桥实测正反向均为44PF)。如果需要进一步的数据,可以参考下面这篇文献:

LED的固有电容可以做一个串行共振的升压电路,从而产生足够点亮LED的电压。根据LED的不同颜色,高于1.6V的电压才能使其发光。阈值(或拐点)电压越高,LED波长就变得越短。所有PN结二极管(包括LED)都由于耗尽和扩散作用而存在电容。

图1,在这个LRC电路中,电阻是正弦波发生器的源电阻。LED提供电容。

将LED的电容用于一个串联LRC(电感/电阻/电容)共振电路,就可以点亮该LED。在这种电路中,Q因数决定了LC上发生器电压的乘数。如果采用一个有足够高Q因数的电路,就可以将发生器电压提升到足以点亮LED的水平。共振电路的Q因数是电阻、电感和电容的一个函数,如式所示:

用一个简单电路就可以验证这个计算,电路采用一只蓝色LED与一只电感串联(图1)。LED的拐点电压为2.45V,信号发生器的内阻为50Ω。一只典型LED的电感为100μH,电容为50pF,得到的Q为28。正弦信号发生器的波幅设定为650mV峰峰值。然后就可以改变发生器的输出频率,直到看到了电路的共振点。当电路接近于共振频率时,LED上的电压开始升高。共振点表现为一个小的电压跳跃,而不是一个平滑的渐进,因为在共振处有一个正反馈。正反馈出现的原因是,任何PN结型器件的电容都不是线性的(图2)。当电路接近于共振频率时,LED电压升高,这也增加了LED的电容,从而获得较低的共振频率。

图2,当从一个-5V的反偏转为2V的正偏时,LED的结电容增加。

对于蓝色LED,电路接近于共振时的频率为1.55MHz。电路稳定在1.69MHz(图3)。因此,正偏的LED发光,对正的升压波形部分做削波。对其它颜色的LED采用相同的650mV峰峰值发生器波幅时,会产生不同的共振频率。用方波发生器可以看到类似的效应,因为它也包含共振频率的基频成分。

图3,LED电容随电压而升高的效应意味着当接近共振点时,电路会跳升到某一频率。

 
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