隔直電容為的是兩個電路之間的隔離！但它同時又承擔著傳輸信號的功能，傳輸信號電容越大信號損失越小，而且容量大有利于低頻信號的傳輸。在電路中用于隔離直流電，而只允許交流電通過的電容，在此電路中叫“隔直電容器”。

電容隔直原理是什么

電容器的結構是兩塊極板，中間隔著一層絕緣體，所以，正常情況下電容器是不會有電流通過的（除非中間的絕緣被擊穿）。

在交流環(huán)境下，電源頻率越大，角頻率ω就越大，容抗就越小，當小到與其他阻抗忽略不計時，甚至可以認為是短路。而在直流環(huán)境下，電源頻率為0，ω趨近無窮小，容抗無窮大，沒有直流電流通過。因此，交流電流可以通過電容；不能通過電容。電容不能流通直流的外在表現(xiàn)是：當電容器接入直流回路時，會有一個短暫的充電過程，當正負極板都充滿電荷，即電容器兩端電壓等于電源電壓以后，就沒有直流再流動，所以說電容是隔離直流電流的。

隔直電容的性能

隔直電容通常串接在一個差分鏈路的每根數(shù)據(jù)線上，它有很多用途。例如，它可以轉換一個信號的平均直流偏置電平，以適合于不同電壓標準的邏輯器件。它可以保護發(fā)射器、接收器，使之免受因上電序列不良而出現(xiàn)破壞性過載事件的危害。它可以作為電路功能的一部分，檢測線路斷連的情況。在所有這些應用中，隔直電路都不得損壞通過它的數(shù)據(jù)。

圖1給出了一個隔直電容的典型電氣模型，可以用一個串行鏈路將其串接。該模型顯示了一個PCB走線的輸入和一個輸出。實際上，電容是焊在連接輸入與輸出走線的焊盤上。電氣上看，圖中用一個邏輯圖替代了實際的電容，該邏輯符號包括三個主要元件，都是電容的標準電氣模型。CBULK 表示元件的標稱電容。LSERIES 是與焊盤、過孔和信號電流所穿過電容體任何部分相關的布局電感。RSERIES 是元件的等效串聯(lián)電阻。圖1列出了一個普通EIA 0402尺寸6.3V電容的典型值。圖中亦包含了第四只元件CBODY。該元件表示實際電容體與所有其它鄰近物體（包括參考面）之間的寄生電容。

圖1 在一個隔直電容中，在3.125 GHz時，CBULK和RSERIES的阻抗是可忽略的。LSERIES和CBODY的值最關鍵。

在任何電路分析中，第一步都是對電路阻抗做一個快速評估，看是否可以忽略掉任何元件。假設鏈接速率為6.25 Gbps，交錯101010模式（可以做出的最快模式）的頻率等于3.125 GHz。圖1列出了這一頻率下，四個模型元件的阻抗大小。

體電容與串聯(lián)電阻的阻抗可以忽略不計；串聯(lián)電感與寄生并聯(lián)電容是主要的成份。電路看起來像一個針對分布式傳輸線的梯形模型單穩(wěn)態(tài)部分。電路的阻抗等于

當一個上升沿到達輸入終點時，如果電路的體電容過大，而串聯(lián)電感過小，則阻抗小于PCB走線的阻抗，電路表示為一個簡單的負脈沖。另一方面，如果電路的串聯(lián)電感過大，而體電容過小，則阻抗大于PCB走線的阻抗，電路表示為一個簡單的正脈沖。將電感與電容調節(jié)到正確的比率，電路就變得幾乎完全電氣透明。這就是優(yōu)秀隔直電容性能的秘密。

一種降低體電容的方式是在電容下方的參考面上，切割出一個小的圓形空洞，從而對地釋放了電容，并略微增加了串聯(lián)電感。這兩個結果都提高了電路的阻抗。

一名模擬工程師可能建議說，可以主動地縮小體電容的值，直到由體電容和串聯(lián)電感所形成的串聯(lián)諧振頻率與3.125 GHz相適應。不幸的是，只有在窄帶情況下，以這種方式調節(jié)體電容才會獲得利益，并且仍留有寄生體電容，產生出反射。增大儲能電容，直到其阻抗可以忽略，這樣就只要考慮串聯(lián)電感和體電容。這些元件之間可以做均衡，以獲得幾乎理想的性能

隔直電容在逆變電源中的作用

在弧焊逆變電源中，全橋式主電路具有輸出功率大的優(yōu)點，但是全橋主電路變壓器容易發(fā)生偏磁！變壓器磁心工作滯回線偏離中心零點，正反向脈沖過程中磁工作狀態(tài)不對稱的現(xiàn)象’，偏磁的存在會降低效率，甚至勵磁電流大到將變壓器燒毀，嚴重影響逆變焊機的正常工作X$Y。抑制偏磁的方法有很多，如隔直電容法X0Y、變壓器峰值電流控制法X&Y等，其中以隔直電容法最為簡單，但由于缺乏具體適用范圍以及抑制能力的詳細研究資料，對其抗偏磁作用說法不一，有的認為隔直電容能完全消除變壓器偏磁，有的認為隔直電容基本無抗偏磁能力作用等X“Y，有的認為隔直電容只適合于小功率X1Y。為此，分析了隔直電容對偏磁的抑制作用，并采用電路理論建立了帶隔直電容的全橋主電路的等效電路，通過求解與分析等效電路得出了實際意義的結論，并對結論用計算機仿真的方法進行了驗證。

隔直電容抑制偏磁的原理

當全橋逆變電路的變壓器發(fā)生偏磁時，變壓器一次側電壓波形發(fā)生正負半波伏秒積不等，變壓器磁心工作區(qū)單向飽和，導致勵磁電流急劇增大，這種不平衡會隨著時間的增加累積下來，勵磁電流可以大到將變壓器燒毀，隔直電容法抑制偏磁是在變壓器一次側串聯(lián)一個參數(shù)合適的電容，此電容可以消除變壓器一次側電壓波形中的直流成分，當單向伏秒積增大時，產生的直流成分會被隔直電容抑制，在一定程度上全橋電路變壓器偏磁受到抑制。

隔直電容在抑制變壓器偏磁過程中的電路分析

帶隔直電容全橋逆變電源原理簡圖如圖1所示。

最大磁心磁通偏移量

在全橋電路中，對于功率器件飽和電壓或導通脈沖寬度不一致引起的電路不平衡，隔直電容抗偏磁過程是一個二階過程。在偏磁的調整過程中存在最大磁通偏移量，在出現(xiàn)最大磁通偏移量后，磁通偏移量逐漸穩(wěn)定在一個常數(shù)，最大偏移量的幅度和電路參數(shù)有關，在設計時只要合理選擇電路參數(shù)和變壓器磁心的飽和磁通量，使得磁心的最大磁通偏移量和最大工作磁通量之和小于磁心的飽和磁通量，可避免變壓器飽和，從而防止逆變失敗。選擇合適的隔直電容和磁心可以得到合適的最大磁心磁通偏移量。