玩具中4.5V直流小電機上有個104的小電容,問這個小電容的作用是什么?:直流電機上并聯(lián)的104電容用于消除直流電機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的干擾玩具中4.5V直流小電機是有刷的
玩具中4.5V直流小電機是有刷的直流電機,轉(zhuǎn)動時,電極和換向片不斷換向接觸,會產(chǎn)生高頻的噪聲和火花。104電容可以有效的消除這些火花和高頻的噪聲。除了用104小電容,有時候我們還會串聯(lián)一個色環(huán)小電感。
104=10*10^4=100000pF=0.1uF,所以104小電容的容量是0.1uF。
小電容離噪聲源越近,消除噪聲效果越好。因為高頻的噪聲和火花是由直流小電機的換向片產(chǎn)生的,所以直接把小電容焊在電機的電極上離噪聲源是最近的。
不同容量的電容用于消除不同頻率的噪聲,10uf的適用1000HZ以下,1uf適用1KHZ到10KHZ,0.1uf適用10KHZ到100KHZ。
玩具直流小電機的轉(zhuǎn)速一般是10000轉(zhuǎn)以上,產(chǎn)生的噪聲是10KHZ以上,所以需要選擇0.1uf的小電容來消除噪聲和火花。
這里特別說明一下,轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)是指10000轉(zhuǎn)/每分鐘。而產(chǎn)生的噪聲并不是簡單的10000/60。10000/60只是機械切換產(chǎn)生產(chǎn)基礎(chǔ)噪聲頻率,不同的電機結(jié)構(gòu)和設(shè)計所產(chǎn)生的電磁噪聲也是不同的,在轉(zhuǎn)動過程會倍頻為高頻噪聲。
當(dāng)然這個不是絕對的,我們在設(shè)計玩具產(chǎn)品的時候需要根據(jù)實際應(yīng)用選擇最合適的小電容。
把104電容去除,其實對玩具電機的轉(zhuǎn)動是沒有任何影響的,一樣可以正常的使用,但你會發(fā)現(xiàn)干擾明顯增大,最簡單的方法就是拿個收音機靠近電機試試!
我們在修理一些電子玩具時,經(jīng)常會看到直流小電機兩端并聯(lián)有一個0.1μF的瓷片電容(見下圖),有的好奇心強的電子愛好者還會試著將該電容拆下看看有沒有什么影響,結(jié)果小電機照樣可以轉(zhuǎn)動,那電機兩端并聯(lián)的0.1μF的瓷片電容究竟有何用呢?下面我們就來介紹一下這個小電容的作用! 小電機兩端并聯(lián)的0.1μF瓷片電容。
我們知道,電子玩具用的電機一般為直流電機,這種電機轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時,與接觸的換向片之間會產(chǎn)生電火花及一些高頻干擾信號,為了防止這種干擾通過電機電源線串入供電電路,影響與電機共用一組電源的其它電路的正常工作,通常在直流電機兩端并聯(lián)一個0.1μF左右的瓷片電容來濾除這種干擾。由于直流電機產(chǎn)生的這種干擾頻率較高,故選用0.1μF的電容足可以了! 電機干擾濾波電路。
在直流電機兩端并聯(lián)一個濾波電容后,電機內(nèi)部產(chǎn)生的各種高頻干擾大部分被濾波電容旁路掉,從而減小了對電機控制電路的影響。順便說一下,若電機控制電路很簡單,沒什么控制IC,那么電機兩端的這個電容省略不用,也不會對電路產(chǎn)生什么影響。
若想了解更多的電子電路及元器件知識,請關(guān)注本頭條號,謝謝。
在玩具小車上常常見到在一個微型直流電機電源接線端子兩旁都并接了一個104的瓷片電容,那么這個瓷片電容是有什么作用呢?如果不加104的電容又會如何?我們就真對這兩個問題來回答一下。
在直流微型電機兩端并接一個0.1微法的瓷片高頻電容的主要目的有兩個方面,我們知道電機是電感性負載,直流電機在高速運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生比較高的諧波,這種高次諧波會對電機控制板中的電子元器件引起干擾,嚴重時會影響電路控制板的正常工作,比如一些用微控制器(MCU)進行控制的電動玩具,微控制器(MCU)的抗干擾能力比較弱,如果電機高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的高次諧波對微控制器(MCU)進行干擾,那么就會使微控制器(MCU)失靈,無法進行正常工作。當(dāng)在電機兩端加裝了一個0.1微法的電容就可以濾除“吸收”掉這些高次諧波,從而使電路板能夠正常工作,這是一個方面。
還有一個方面就是由于還是電感性負載的原因,當(dāng)用三極管或者電機驅(qū)動芯片控制時,在微型直流電動機停止的瞬間會在電機繞組兩端感應(yīng)出很高的反向電動勢,它有可能會擊穿三極管或者損壞電機的驅(qū)動芯片,造成電路板的故障。因此用電容吸收感生電壓的高峰,可以起保護作用。有時還會串聯(lián)一個電阻,進一步消耗電磁振蕩能量。如下圖所示,有時還可以見電容一端直接焊在電機殼上的這種連接方式。
這個瓷片電容的加裝,還可以防止電機產(chǎn)生的高次電磁波對外部其它一些電子設(shè)備的干擾。如果去掉這這只電容,在使用玩具時就會對近距離的收音機機、藍牙耳機、功放機等電子設(shè)備有一些干擾。我在小時候拿收音機放在正在運轉(zhuǎn)的直流小電機附近,發(fā)現(xiàn)會聽到喇叭有滋滋聲,那時候就知道這個瓷片電容具有防干擾功能了。這個磁片電容對電機本身沒任何作用,主要防止碳刷產(chǎn)生的高頻諧波竄入其它電路,主要是防止影響其它電子設(shè)備。
去掉瓷片電容不影響電機的正常運轉(zhuǎn),但作為玩具可分為兩類,一類出口,一類內(nèi)銷,出口執(zhí)行的是歐洲標準,有嚴格要求的EMC電磁兼容標準,所以必須要加裝,但在國內(nèi)執(zhí)行的是國標CE認證對電磁兼容沒那么嚴格,但也常常能夠見到也用了瓷片電容。
以上是我的看法,歡迎朋友們參與討論這個話題,敬請關(guān)注電子及工控技術(shù)!
小時候?qū)@個印象非常強,小伙伴們當(dāng)時都收集這種小電機,有的電刷斷了還自己那銅片自己做,感覺真的挺好玩,當(dāng)時的普通玩具上沒有這個104電容,高端的玩具才有,當(dāng)時的印象就是有電容的電機用手推動起來能夠帶動車上的發(fā)光二極管,沒有這個104的基本沒啥效果,所以當(dāng)時就認為有這個104的可以發(fā)電,現(xiàn)在回味起來印象頗深,童年挺好。
玩具上的直流電機都要加小電容,作用就是濾波電機轉(zhuǎn)動是產(chǎn)生的高頻率信號干擾,以保護驅(qū)動電路及電機本身;
直流電機,它的結(jié)構(gòu)是恒磁場中間放一只繞有線圈的轉(zhuǎn)子;旧隙际窃跊_壓的硅鋼片上繞三組線圈,線圈的六個引出點固定在轉(zhuǎn)子在軸上的三個換向片上,通過碳刷片與電源接通。碳刷不動與高速旋轉(zhuǎn)的換向片接觸,會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一圈三次的電火花。功卒稍微大一些就會對周圍的電器產(chǎn)生干擾,而用一只電容并聯(lián)在電機上就可以有效地吸收這種電火花,從而消除對外界的干擾。沒有電容電機兩端的電壓隨著轉(zhuǎn)動會突變,電容就是維持這個電壓使其不能隨著轉(zhuǎn)動而突變;
那么不加這個電容能不能行,其實對玩具電機的轉(zhuǎn)動是沒有任何影響的,一樣可以正常的使用,但你會發(fā)現(xiàn)干擾明顯增大,所以要是長期穩(wěn)定工作就必須加這個電容,小電容離噪聲源越近,消除噪聲效果越好。因為高頻的噪聲和火花是由直流小電機的換向片產(chǎn)生的,所以直接把小電容焊在電機的電極上離噪聲源是最近的。由于焊接關(guān)系,所以插件型陶瓷電容最適合應(yīng)用在電機上面。
為什么是選104這個容值的電容呢,不同容量的電容用于消除不同頻率的噪聲,10uf的適用1000HZ以下,1uf適用1KHZ到10KHZ,0.1uf適用10KHZ到100KHZ。而玩具直流小電機的轉(zhuǎn)速一般是10000轉(zhuǎn)以上,產(chǎn)生的噪聲是10KHZ以上,所以需要選擇0.1uf的小電容來消除噪聲和火花。當(dāng)然這個不是絕對的,我們在設(shè)計產(chǎn)品的時候需要根據(jù)實際應(yīng)用選擇最合適的小電容。
這個小電容很重要。電動機是感性元件,當(dāng)用三極管或者h橋控制,切斷電動機的電流時,會感生出很高的電壓,足以擊穿三極管或者h橋,造成器件損壞。因此用電容吸收感生電壓的高峰,起保護作用。有時還會串聯(lián)一個電阻,進一步消耗電磁振蕩能量。
小電機旁會經(jīng)?吹讲⒙(lián)一個104的小電容,這是一個濾波電容,用于消除高頻干擾的!電容有通交隔直的作用,這是因為電容的容抗Xc=1/(2πfC),可見其容抗跟頻率和容值成反比,當(dāng)電容值一定時,頻率越大其容抗越小,交流電越容易通過!因此并聯(lián)電容可以消除高頻干擾信號。
GND
小電機通電時轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),其內(nèi)部的換向器和電刷高速摩擦,產(chǎn)生火花!而且會產(chǎn)生電弧!會輸出各種高頻雜波! 在其兩端并聯(lián)一個104的小電容,能夠有效地消除高頻雜波干擾,防止電磁噪聲影響其它電路。
104小電容指的是0.1μF的電容,104即10*10^4pF=100nF=0.1μF,104小電容是電路板中最常見的小電容,幾乎每個集成電路芯片的電源VCC與地GND之間都會接一個0.1μF的小電容,這些小電容盡量靠近電源引腳,這叫旁路電容,消除高頻干擾,防止電源產(chǎn)生的高頻噪聲向距離芯片較遠的地方擴散。
如下圖DSP2812的每個電源與地引腳上都并聯(lián)了一個0.1μF的旁路電容,用于消除高頻干擾,防止高頻噪聲影響DSP的性能。
仔細觀察電路板,你會發(fā)現(xiàn)每個集成電路芯片附近都會有很多小電容,電源與地之間的旁路電容一定少不了。
以上是本人的觀點,大家有什么想說的,請留言,謝謝!
在很多的電動兒童小玩具中,特別是迷你的兒童玩具遙控車中,都會用到下圖所示的130小馬達。而在這種馬達上都會并聯(lián)一個無極性的104(0.1uf)瓷片電容,這個電容主要起抗干擾的作用。
▲兒童玩具最常用的130馬達
這種小的130馬達結(jié)構(gòu)比較簡單,它的結(jié)構(gòu)是恒磁場中間放一只繞有線圈的轉(zhuǎn)子。
▲130馬達的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
基本上都是在沖壓的硅鋼片上繞三組線圈,線圈的六個引出點固定在轉(zhuǎn)子軸上的三個換向片上,通過碳刷片與電源接通。碳刷不動與高速旋轉(zhuǎn)的換向片接觸,會產(chǎn)生轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一圈三次的電火花。
▲兒童玩具馬達上并聯(lián)的瓷片電容
這些火花產(chǎn)生的高頻干擾,不僅影響馬達的正常工作,也是順著電源電路干擾其它部分電路的正常工作。例如一個遙控小汽車,它的內(nèi)部不僅僅包括了馬達的供電電路,它還包括了遙控接收電路、控制轉(zhuǎn)向和速度的電路,這些高頻諧波都會干擾電路正常工作。
而如果在這個小馬達上并上這個104瓷片無極性電容。對于這些高頻諧波來說,幾乎是短路了,自然就消耗了。
特別是一些歐美國家,他們對這些要求特別的嚴格。如果不去并聯(lián)這個電容消除運轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的高頻干擾,那么這個產(chǎn)品的EMI指標就達不到歐盟的規(guī)定值,也就是歐盟會拒絕你銷售這種產(chǎn)品。
不用這個電容,在我國也達不到我國的3C認證標準。但是目前來說,只有出口的玩具才會使用這個電容,國內(nèi)的來說大部分還是沒有安裝這個小玩意。這是因為國內(nèi)市場魚龍混雜,雜牌以及無商標的居多,很少去用這種馬達屏蔽干擾。像一些名牌玩具,它仍舊會使用,畢竟一分價錢一分貨。
以上就是筆者對于這個問答的理解,如有錯誤和不足之處歡迎您的指出,我們互相探討。
直流電機上并聯(lián)104小電容,主要作用是為了防止干擾,造成其他的電路出現(xiàn)故障。
玩具中的電機,一般為永磁直流有刷電機。這種電機的定子為永磁體,而轉(zhuǎn)子為電磁線圈。因為線圈在轉(zhuǎn)子上,想要給線圈通電,就是使用能夠接觸但是非直接連接的結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)就是換向器和電刷。電刷一般為銅制結(jié)構(gòu)或者石墨,這樣除了有良好的導(dǎo)電性以外,還有足夠的潤滑。換向器除了將電刷傳遞過來的電能給線圈以外,還有一個作用就是換向。
轉(zhuǎn)子中的線圈是按照一定角度繞制的,并且按照一定的順序連接到換向器上。這樣電機在旋轉(zhuǎn)時,就是根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)子的位置,自動控制需要通電的線圈,使相對應(yīng)的線圈通電產(chǎn)生磁性與定子產(chǎn)生排斥,這樣電機就在電刷與換向器的作用下自動旋轉(zhuǎn)了。
從上面的工作原理可以看出,電刷與換向器直接是接觸非連接的。這樣電機在工作時,不同線圈直接就會不斷地通電斷電,由于線圈屬于感性負載,在斷電時就會產(chǎn)生自感電動勢,從而在電刷及換向器之間產(chǎn)生電火花,這種電火花實際上就是一種高頻的電磁波。
對于玩具來講,一般不僅僅只有電機,還有很多其他電路,比如遙控、語音、按鍵控制等等。電機在工作時,電刷與換向器之間產(chǎn)生的電火花就有可能對其他電路產(chǎn)生一定干擾,比如造成遙控失效、控制距離縮短、誤動作等等。為了避免電機運行時產(chǎn)生的干擾,就需要想辦法把干擾降低或者濾除。比較容易的方法或者說使用比較多的方法就是在電機兩端并聯(lián)小容量的電容。
并聯(lián)電容實際上是利用了電容的充發(fā)放電作用,把高頻的電磁干擾旁路掉。雖然不能夠完全濾除,但是能夠把大部分的干擾源消除。為了達到比較好的效果,電容要靠近電機,有時也會將電源負極與電機外殼相連,增強屏蔽作用。
最直接回答一下,玩具中有喇叭的會產(chǎn)生呲呲的噪音,加個電容降低干擾。
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