通常在电子学中，分压器或分压器是一种无源线性电路，用于提供作为其输入电压一部分的输出电压。这里，分压是在分压器组件之间分配输入电压的结果。在分压器电路中，两个电阻器串联连接，输入电压通过两个电阻器提供，输出从两个电阻器之间的连接处获得。基于应用，有不同类型的分压器电路可用，如电阻式、电感式、低通RC滤波器和电容式分压器。本文简要介绍了分压器的一种类型，即——电容分压器以及它与应用程序的配合。


什么是电容式分压器？

电容分压器是一种使用电容器作为分压元件的分压电路。与电阻器类似，电容器也可以用于形成分压器电路，从而可以基于电容器值将电压分离为电路的多个部分。类似于使用电阻器的分压器电路，电容器串联连接，以与电压源形成分压器网络。

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电容式分压器

如何使用电容式分压器？

与电阻网络相比，电容网络分配器更复杂，因为电容器是电抗性设备。因此，电路中电容器提供的电阻主要取决于输入信号的频率。电容器电阻可以用Xc表示，并且以欧姆为单位进行测量。电容器的响应与电容器的电容值成比例。

因此，XC∞1/C

如果源电流的频率较低，则电容器的充电时间将增加。类似地，如果电流源的频率高，那么电容器的充电时间将减少。最后，我们确定了频率“F”，容抗为“Xc”，电容值为“C”，则方程为；

XCŞ1/C

XC≠1/f

电容电抗Xc=1/2πfc的公式

哪里

“Xc”是电容器的电抗，单位为欧姆(Ω)

“f”是以赫兹（Hz）为单位的频率

“C”是电容器的电容，单位为法拉（F）

“π”是数值常数（3.1416）

电容分压器电路

电容分压器电路如下所示，用于计算电容器的分压规则。在下面的分压器电路中，两个电容器与“Vs”等电压源串联。之后，电压源可以分为两个，其中一个电源贯穿C1电容器，另一个电压贯穿C2电容器。此外，电路中的VC1表示整个C1电容器的电压，而VC2表示整个C2电容器的压力。

Capacitive Voltage Divider Circuit
电容分压器电路

因此，组合电容可以给出为：；

1/Ceq=1/C1+1/C2

Ceq=C1C2/C1+1/C2

通过源提供的电荷量Q=Ceq Vs，这基本上是

Q=（C1C2/C1+1/C2）Vs

“C1”电容器处的电压为Vc1

VC1=Q1/C1

VC1=（C1C2/C1+C2）x Vs/C1

VC1=Vs/（C1+C2）x C2

“C2”电容器处的电压为Vc2

VC2=Q2/C2

VC2=（C1C2/C1+C2）x Vs/C2

VC2=Vs/（C1+C2）x C1

因此，整个电容器的单个电压是相反电容的一小部分，该电容乘以整个电容和电压。

问题示例

电容分压器只适用于交流和直流，但交流和直流的公式几乎相同。因此，交流和直流电容分压器电路的示例问题将在下面进行解释。

电容式交流分压器电路示例

示例电容式交流分压器电路图如下所示。电压源为120V；频率为1500Hz。电路中的两个电容器简单地串联连接，其中具有电容Xc的第一电容器值VC1 3uF为30欧姆。与VC2类似的第二电容器值为1uF，其中电容Xc为60欧姆。

AC Voltage Divider Circuit
交流分压器电路

像VC1和VC2这样的电容器的输出电压降是，

3uF电容器的电抗为；

XC1=1/2πfC1=>1/（2*3.142*1500*3*10^-6）=>10^6/28278=>35欧姆

1uF电容器的电抗为；

XC2=>1/2πfC2=>1/（2*3.142*1500*1*10^-6）=10^6/9426=>106欧姆

该电路的完整容抗为XC=XC1+XC2=35Ω + 106Ω = 141Ω

电路内的电流是，

I=V/XC=120V/141Ω = 0.85毫安

每个电容器两端的电压降是，

VC1=I*XC1=0.85毫安*35Ω = 29.75伏

VC2=I*XC2=0.85mA*106Ω = 90.01伏

电容式直流分压器电路示例

电容式直流分压器的电路图如下所示。电压源为9V，两个电容器串联连接，其中VC1为3uF，VC2为1uF。这里，DC分压器基于类似V＝Q/C的公式来分离电压。如果电路的频率为12000Hz或12 kHz，则评估DC的输出电压。

DC Voltage Divider Circuit
直流分压器电路

3uF电容器电抗XC1=1/2πfC1=1/（2*3.142*12000*3*10^-6）=10^6/226224=4.420Ω

1uF电容电抗XC2=1/2πfC2=1/（2*3.142*12000*1*10^-6）=10^6/75408=13.26Ω

电路的完整容抗可以使用XC=XC1+XC2=4.420来计算Ω + 13.26Ω = 17.68欧姆。

I=V/XC=9V/17.68Ω = 0.50毫安

每个电容器两端的电压降是，

VC1=I*XC1=0.50mA*4.420Ω = 2.21伏

VC2=I*XC2=0.50mA*13.26Ω = 6.63伏

注：其他电容分压器公式也可以用于CT=（C1*C2）/（C1+C2），之后XCT=1/2πfCT。

优点和缺点

这个电容分压器的优点包括以下内容。

  • 廉价的
  • 热量损失较小。
  • 它们在交流电或直流电下工作。
  • 安装成本低。
  • 取决于频率。
  • 电容分压器具有带宽宽、响应快、稳定性好、分压比高等优点，如脉冲信号测量速度快。

这个电容分压器的缺点包括以下内容。

  • 相当重。
  • 工作效率可能由于过热而降低。
  • 有些分压器只能使用交流电。

应用

这个电容分压器的应用包括以下内容。

  • 这种分压器是用来降低电压来测量高电平电压的。
  • 这些是快速上升电压和脉冲测量的理想选择。
  • 在微控制器中，它用于测量传感器的电阻。
  • 该分压器可以用作逻辑电平移位器电路，用于对接各种操作电压。
  • 这些电路用于不同的电子应用，从Colpitts振荡器电路到电容式触敏屏幕。
  • 这些分压器被广泛用于电子束加速器中，以评估ns（纳秒）范围内的高电压o/p信号。
  • 简单的电容分压器用于测量纳米到微秒范围内的高压信号。

因此，这一切都是关于电容分压器的概述，并以交流和直流电路为例。该电路使用电势差并在保持电压比的同时将其分离。这里有一个问题要问你，什么是电阻分压器？