Виды электролитических конденсаторов: Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика

Разновидности конденсаторов по типу диэлектрика

Электролитические конденсаторы

В радиоэлектронике используются огромное количество всевозможных конденсаторов. Все они различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск.

Но это лишь основные параметры. Ещё одним немаловажным параметрам может служить то, из какого диэлектрика состоит конденсатор. Рассмотрим более подробно, какие бывают конденсаторы по типу диэлектрика.

В радиоэлектронике применяются полярные и неполярные конденсаторы. Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные включаются в электронную схему в строгом соответствии с указанной полярностью. К полярным конденсаторам относятся так называемые электролитические конденсаторы. Наиболее распространены радиальные алюминиевые электролитические конденсаторы. В отечественной маркировке они имеют обозначение К50-35.

Радиальный электролитический конденсатор

У аксиальных конденсаторов проволочные выводы размещены по бокам цилиндрического корпуса, в отличие от радиальных конденсаторов, выводы которых размещаются с одной стороны цилиндрического корпуса.

Аксиальными электролитами являются конденсаторы с маркировкой К50-29 К50-12, К50-15 и К50-24.

Аксиальные электролитические конденсаторы серии К50-29 и импортный фирмы PHILIPS

В обиходе радиолюбители называют электролитические конденсаторы “электролитами”.

Обнаружить их можно в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры. В основном они служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения. Также электролитические конденсаторы активно применяются в усилителях звуковой частоты (усилках) для разделения постоянной и переменной составляющей тока.

Электролитические конденсаторы обладают довольно значительной ёмкостью. В основном, значения номинальной ёмкости простираются от 0,1 микрофарады (0,1 мкФ) до 100.000 микрофарад (100000 мкФ).

Номинальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может быть в диапазоне от 10 вольт до нескольких сотен вольт (100 – 500 вольт). Конечно, не исключено, что есть и другие образцы, с другой ёмкостью и рабочим напряжением, но на практике встречаются они довольно редко.

Стоит отметить, что номинальная ёмкость электролитических конденсаторов уменьшается по мере роста срока их эксплуатации.

Поэтому, для сборки самодельных электронных устройств, стоит применять либо новые купленные, либо те конденсаторы, которые эксплуатировались в электроаппаратуре небольшой срок. В противном случае, можно столкнуться с ситуацией неработоспособности самодельного устройства по причине неисправности электролитического конденсатора. Наиболее распространённый дефект “старых” электролитов – потеря ёмкости и повышенная утечка.

Перед повторным применением стоит тщательно проверить конденсатор, ранее бывший в употреблении.

Опытные радиомеханики могут многое рассказать про качество электролитических конденсаторов. В пору широкого распространения советских цветных телевизоров в ходу была очень распространённая неисправность телевизоров по причине некачественных электролитов. Порой доходило до того, что телемастер заменял практически все электролитические конденсаторы в схеме телевизора, после чего аппарат исправно работал долгие годы.

В последнее время всё большее распространение получают компактные электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Их габариты значительно меньше, чем классических выводных.

Конденсаторы электролитические алюминиевые для SMD монтажа на плате CD — привода

Также существуют миниатюрные танталовые конденсаторы. Они имеют довольно малые размеры и предназначены для SMD монтажа. Обнаружить их легко на печатных платах миниатюрных МР3 плееров, мобильных телефонов, материнских платах ноутбуков и компьютеров.

Танталовые электролитические конденсаторы на печатной плате MP-3 плеера

Несмотря на свои маленькие размеры, танталовые конденсаторы имеют значительную ёмкость. Они аналогичны алюминиевым электролитическим конденсаторам для поверхностного монтажа, но имеют значительно меньшие размеры.

Танталовый SMD конденсатор ёмкостью 47 мкФ и рабочее напряжение 6 вольт.
Печатная плата компьютерного CD-привода

В основном в компактной аппаратуре встречаются танталовые конденсаторы на 6,3 мкФ, 10 мкФ, 22 мкФ, 47 мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ и на рабочее напряжение 10 -16 вольт. Столь небольшое рабочее напряжение связано с тем, что напряжение источника питания в малогабаритной электронике редко превышает порог в 5 – 10 вольт. Конечно, есть и более высоковольтные экземпляры.

Кроме танталовых конденсаторов в миниатюрной электронике используются и полимерные для поверхностного монтажа. Такие конденсаторы изготавливаются с применением твёрдого полимера. Он выполняет роль отрицательной обкладки –

катода. Плюсовым выводом – анодом — в полимерном конденсаторе служит алюминиевая фольга. Такие конденсаторы хорошо подавляют электрические шумы и пульсации, обладают высокой температурной стабильностью.

На танталовых конденсаторах указывается полярность, которую необходимо учитывать при их использовании в самодельных конструкциях.

Кроме танталовых конденсаторов в SMD корпусах есть и выводные с танталовым диэлектриком. Их форма напоминает каплю. Отрицательный вывод маркируется полосой на корпусе.

Такие конденсаторы также обладают всеми преимуществами, что и танталовые для поверхностного монтажа, а именно низким током утечки, высокой температурной и частотной стабильностью, более высоким сроком эксплуатации по сравнению с обычными конденсаторами.

Активно применяются в телекоммуникационном оборудовании и компьютерной технике.

Выводной танталовый конденсатор ёмкостью 10 микрофарад и рабочее напряжение 16 вольт

Среди электролитических конденсаторов есть и неполярные. Выглядят они, так же как и обычные электролитические конденсаторы, но для них не важна полярность приложенного напряжения. Они применяются в схемах с переменным или пульсирующим током, где использование полярных конденсаторов невозможно. К неполярным относятся конденсаторы с маркировкой К50-6. Отличить полярный конденсатор от неполярного можно, например, по отсутствию маркировки полярности на его корпусе.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Основные типы конденсаторов | Электрик

Электрический конденсатор — один из самых распространених радио элементов, служит он для накопления электроэнергии (заряда). Самый простой конденсатор можно представить в виде двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика который находится между ними.

Когда к конденсатору подключают источник напряжения, то на его обкладках (пластинах) появляются противоположные заряды и возникнет электрическое поле притягивающие их друг к другу, и даже после отключения источника питания, такой заряд остается некоторое время и энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

В электронных схемах роль конденсатора также может состоять не только в накоплении заряда но и в разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и разных других задачах.
В зависимости от задач и факторов работы, конденсаторы используются очень разных типов и конструкций. Здесь мы рассмотрим наиболее популярные типы конденсаторов.

Конденсаторы алюминиевые электролитические

Это может быть, например, конденсатор К50-35 или К50-2 или же другие более новые типы.
Они состоят из двух тонких полосок алюминия свернутых в рулон, между которыми в том же рулоне находится пропитанная электролитом бумага в роли диэлектрика.
Рулон находится в герметичном алюминиевом цилиндре, чтобы предотвратить высыхание электролита.
На одном из торцов конденсатора (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

В электролитических конденсаторах емкость исчисляется в микрофарадах и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Как правило большая емкость и характеризует этот тип конденсаторов.
Еще одним из важных параметров есть максимальное рабочее напряжение, которое всегда указывается на корпусе и в конденсаторах этого типа может быть до 500 вольт!
 Среди недостатков данного типа можно рассмотреть 3 причины:
1. Полярность. Полярные конденсаторы недопустимы с работой в переменном токе. На корпусе обозначаются соответствующими значками выводы конденсатора, как правило конденсаторы с одним выводом минусовой контакт имеют на корпусе, а плюсовой на выводе.
2. Большой ток утечки. Естественно такие конденсаторы не годятся для длительного хранения энергии заряда, но они хорошо себя зарекомендовали в качестве промежуточных элементов, в фильтрах активных схем и пусковых установках двигателей.
3.Снижение емкости с увеличением частоты. Такой недостаток легко устраняется с помощью параллельно подключенного керамического конденсатора с очень маленькой ёмкостью.

Керамические однослойные конденсаторы

Такие типы, например как К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальное напряжения такого типа конденсаторов лежит в пределах 15 — 50 вольт, а ёмкость от 1 пФ до 0.47 мкф при сравнительно небольших размерах довольно не плохой результат технологии.
У данного типа характерны малые токи утечки и низкая индуктивность что позволяет им легко работать на высоких частотах, при постоянном, переменном и пульсирующих токах.
Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА.
Конденсаторы данного типа спокойно переносят внешние факторы, такие как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.
Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф. Для удобства составлены таблицы наиболее «ходовых» ёмкостей конденсаторов и их маркировочные коды.
Наиболее часто применяются в фильтрах блоков питания и как фильтр поглощающий высокочастотные импульсы и помехи.

Керамические многослойные конденсаторы

Например К10-17А или К10-17Б.
В отличии от вышеописанных, состоят уже из нескольких слоев металлических пластин и диэлектрика в виде керамики, что позволяет иметь им большую ёмкость чем у однослойных и может быть порядка нескольких микрофарад, но максимальное напряжение у данного типа все также ограничено 50 вольтами.
Применяются в основном как фильтрующие элементы и могут исправно работать как с постоянным так и с переменным и пульсирующим током.

Керамические высоковольтные конденсаторы

Например К15У, КВИ и К15-4
Максимальное рабочее напряжение данного типа может достигать 15 000 вольт! Но ёмкость у них небольшая, порядка 68 — 100 нФ.
Работают они как с переменным так и с постоянным током. Керамика в качестве диэлектрика создает нужное диэлектрическое свойство выдерживать большое напряжение, а особая форма защищает конструкцию от пробоя пластин.
Применение у них самое разнообразное, например в схемах вторичных источников питания в качестве фильтра для поглощения высокочастотных помех и шумов, или в конструирование катушек Тесла, мощной и ламповой радиоаппаратуре.

Танталовые конденсаторы

Например К52-1 или smd А. Основным веществом служит — пентоксид тантала, а в качестве электролита — диоксид марганца. Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода.
По рабочим свойствам танталовые конденсаторы схожи с электролитическими, но рабочее максимальное напряжение ограничено 100 вольтами, а ёмкость как правило не превышает 1000 мкФ.
Но в отличии от электролитических, у данного типа собственная индуктивность намного меньше что дает возможность их использования на высоких частотах, до несколько сотен килогерц.
Основной причиной выхода из строя бывает превышение максимального напряжения.
Применение у них в большинстве наблюдается в современных платах электронных устройств, что возможно из за конструктивной особенности smd-монтажа.

Полиэстеровые конденсаторы

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки…
Весьма популярные из за небольшой стоимости конденсаторы встречающиеся в почти всех электронных устройствах, например в балластах энергосберегающих ламп. Их корпус состоит из эпоксидного компаунда что придает конденсатору устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, химическим растворам и перегревам.
Ёмкость таких конденсаторов идет порядка 1 нф — 15мкф и максимальное рабочее напряжение у них от 50 до 1500 вольт.
Большой диапазон максимального напряжения и ёмкости дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсных токов.

Полипропиленовые конденсаторы

Например К78-2 и CBB-60.
В данного типа конденсаторов в качестве диэлектрика выступает полипропиленовая пленка. Корпус изготовлен из негорючих материалов, а сам конденсатор призначен для работы в тяжелых условиях.
Ёмкость, как правило в пределах 100пф — 10мкф, но в последнее время выпускают и больше, а по поводу напряжение то большой запас может достигать и 3000 вольт! Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tg? может не превышать 0,001, что позволяет использовать конденсаторы на больших частотах в несколько сотен килогерц и применять их в индукционных обогревателях и пусковых установках асинхронных электродвигателей.

Пусковые конденсаторы (CBB-60) могут иметь ёмкость и до 1000мкф что стает возможным из за особенностей конструкции такого типа конденсаторов. На пластиковый сердечник наматывается металлизированная полипропиленовая пленка, а сверху весь этот рулон покрывается компаундом.

Максимальное напряжение у них сравнительно не большое, до 300 — 600 вольт что вполне достаточно для пуска и работы электродвигателей.
Выводы конденсатора могут быть как в виде проводов, так и под клеммы или под болт.

Цифровая маркировка конденсаторов

Цифро-буквенная маркировка конденсаторов

Виды конденсаторов и их применение

Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Существует много видов конденсаторов. В основном они делятся по материалу из которого изготовлены обкладки и по типу используемого диэлектрика между ними.

Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеем

Мощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…

 

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.

Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Держатель для платы

Материал: АБС + металл, размер зажима печатной платы (max): 20X14 см. ..

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al₂O₃),

Свойства:

• работают корректно только на малых частотах;
• имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta₂O₅).

Свойства:

• высокая устойчивость к внешнему воздействию;
• компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
• меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

• работают исправно при большом токе;
• имеют высокую прочность на растяжение;
• имеют относительно небольшую емкость;
• минимальный ток утечки;
• используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

• температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
• максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
• устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид  конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Виды конденсаторов. Устройство и особенности. Параметры и работа

Все виды конденсаторов имеют одинаковое основное устройство, оно состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), на которых концентрируются электрические заряды противоположных полюсов, и слоя изоляционного материала между ними.

Применяемые материалы и величина обкладок с разными параметрами слоя диэлектрика влияют на свойства конденсатора.

Виды конденсаторов

Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.

Назначению:

• Общего назначения. Это популярный вид конденсаторов, которые используют в электронике. К ним не предъявляются особые требования.
• Специальные. Такие конденсаторы обладают повышенной надежностью при заданном напряжении и других параметров при запуске электродвигателей и специального оборудования.

Изменению емкости:

• Постоянной емкости. Не имеют возможности изменения емкости.
• Переменной емкости. Они могут изменять значение емкости при воздействии на них температуры, напряжения, регулировки положения обкладок. К конденсаторам переменной емкости относятся:
  — Подстроечные конденсаторы не предназначены для постоянной работы, связанной с быстрой настройкой емкости. Они служат только для одноразовой наладки оборудования и периодической подстройки емкости.
  — Нелинейные конденсаторы изменяют свою емкость от воздействия температуры и напряжения по нелинейному графику. Конденсаторы, емкость которых зависит от напряжения, называются варикондами, от температуры – термоконденсаторами.

Способу защиты:

• Незащищенные работают в обычных условиях, не имеют никакой защиты.
• Защищенные конденсаторы выполнены в защищенном корпусе, поэтому могут работать при высокой влажности.
• Неизолированные имеют открытый корпус и не имеют изоляции от возможного соприкосновения с различными элементами схемы.
• Изолированные конденсаторы выполнены в закрытом корпусе.
• Уплотненные имеют корпус, заполненный специальными материалами.
• Герметизированные имеют герметичный корпус, полностью изолированы от внешней среды.

Виду монтажа:

• Навесные делятся на несколько видов с;
  — ленточными выводами;
  — опорным винтом;
  — круглыми электродами;
  — радиальными или аксиальными выводами.
• Конденсаторы с винтовыми выводами оснащены резьбой для соединения со схемой, применяются в силовых цепях. Подобные выводы проще фиксировать на охлаждающих радиаторах для снижения тепловых нагрузок.
• Конденсаторы с защелкивающимися выводами являются новой разработкой, при монтаже на плату они защелкиваются. Это очень удобно, так как нет необходимости использовать пайку.
• Конденсаторы, предназначенные для поверхностной установки, имеют особенность конструкции: части корпуса являются выводами.
• Емкости для печатной установки изготавливают с круглыми выводами для расположения на плате.

По материалу диэлектрика:

Сопротивление изоляции между пластинами зависит от параметров изоляционного материала. Также от этого зависят допустимые потери и другие параметры.

• Конденсаторы с неорганическим изолятором из стеклокерамики, стеклоэмали, слюды. На диэлектрический материал нанесено металлическое напыление или фольга.
• Низкочастотные конденсаторы включают в себя изоляционный материал в виде слабополярных органических пленок, у которых диэлектрические потери зависят от частоты тока.
• Высокочастотные содержат пленки из фторопласта и полистирола.
• Импульсные высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
• В конденсаторах постоянного напряжения в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
• Низковольтные работают при напряжении до 1,6 кВ.
• Высоковольтные функционируют при напряжении свыше 1,6 кВ.
• Дозиметрические конденсаторы служат для работы с малым током, имеют незначительный саморазряд и большое сопротивление изоляции.
• Помехоподавляющие емкости уменьшают помехи, возникающие от электромагнитного поля, имеют низкую индуктивность.
• Емкости с органическим изолятором выполнены с применением конденсаторной бумаги и различных пленок.
• Вакуумные, воздушные, газонаполненные конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями, поэтому их применяют в аппаратуре с высокой частотой тока и напряжения.

Форме пластин:

• Сферические.
• Плоские.
• Цилиндрические.

Полярности:

• Электролитические конденсаторы называют оксидными. При их подключении обязательным является соблюдение полярности выводов. Электролитические конденсаторы содержат диэлектрик, состоящий из оксидного слоя, образованный электрохимическим способом на аноде из тантала или алюминия. Катодом является электролит в жидком или гелеобразном виде.
• Неполярные конденсаторы могут включаться в схему без соблюдения полярности.

Конструктивные особенности

Воздушные виды конденсаторов

В качестве диэлектрика используется воздух. Такие виды конденсаторов хорошо зарекомендовали себя при работе на высокой частоте, в качестве настроечных конденсаторов с изменяемой емкостью. Подвижная пластина конденсатора является ротором, а неподвижную называют статором. При смещении пластин друг относительно друга, изменяется общая площадь пересечения этих пластин и емкость конденсатора. Раньше такие конденсаторы были очень популярны в радиоприемниках для настраивания радиостанций.

Керамические

Такие конденсаторы изготавливают в виде одной или нескольких пластин, выполненных из специальной керамики. Металлические обкладки изготавливают путем напыления слоя металла на керамическую пластину, затем соединяют с выводами. Материал керамики может применяться с различными свойствами.

Их разнообразие обуславливается широким интервалом диэлектрической проницаемости. Она может достигать нескольких десятков тысяч фарад на метр, и имеется только у такого вида емкостей. Такая особенность керамических емкостей позволяет создавать большие значения емкостей, которые сопоставимы с электролитическими конденсаторами, но для них не важна полярность подключения.

Керамика имеет нелинейную сложную зависимость свойств от напряжения, частоты и температуры. Из-за небольшого размера корпуса эти виды конденсаторов применяются в компактных устройствах.

Пленочные

В таких конденсаторах в качестве диэлектрика выступает пластиковая пленка: поликарбонат, полипропилен или полиэстер.

Обкладки конденсатора напыляют или выполняют в виде фольги. Новым материалом служит полифениленсульфид.

Параметры пленочных конденсаторов:

• Применяются для резонансных цепей.
• Наименьший ток утечки.
• Малая емкость.
• Высокая прочность.
• Выдерживают большой ток.
• Устойчивы к электрическому пробою (выдерживают большое напряжение).
• Наибольшая эксплуатационная температура до 125 градусов.

Полимерные

Имеют отличие от электролитических емкостей наличием полимерного материала, вместо оксидной пленки между обкладками. Они не подвергаются утечке заряда и раздуванию.

Параметры полимера обеспечивают значительный импульсный ток, постоянный температурный коэффициент, малое сопротивление. Полимерные модели способны заменить электролитические модели в фильтрах импульсных источников и других устройствах.

Электролитические

От бумажных электролитические конденсаторы отличаются материалом диэлектрика, которым является оксид металла, созданный электрохимическим методом на плюсовой обкладке.

Вторая пластина выполнена из сухого или жидкого электролита. Электроды обычно выполнены из тантала или алюминия. Все электролитические емкости считаются поляризованными, и способны нормально работать только на постоянном напряжении при определенной полярности.

Если не соблюдать полярность, то может произойти необратимый химический процесс внутри емкости, которая приведет к выходу его из строя, или даже взрыву, так как будет выделяться газ.

К электролитическим можно отнести суперконденсаторы, которые называют ионисторами. Они обладают очень большой емкостью, достигающей тысячи Фарад.

Танталовые электролитические

Устройство танталовых электролитов имеет особенность в электроде из тантала. Диэлектрик состоит из пентаоксида тантала.

Параметры:

• Незначительный ток утечки, в отличие от алюминиевых видов.
• Малые размеры.
• Невосприимчивость к внешним воздействиям.
• Малое активное сопротивление.
• Высокая чувствительность при ошибочном подключении полюсов.

Алюминиевые электролитические

Положительным выводом является электрод из алюминия. В качестве диэлектрика использован триоксид алюминия. Они применяются в импульсных блоках и являются выходным фильтром.

Параметры:

• Большая емкость.
• Корректная работа только на низких частотах.
• Повышенное соотношение емкости и размера: конденсаторы других видов при одной емкости имели бы большие размеры.
• Большая утечка тока.
• Низкая индуктивность.

Бумажные

Диэлектриком между фольгированными пластинами служит особая конденсаторная бумага. В электронных устройствах бумажные виды конденсаторов обычно работают в цепях высокой и низкой частоты.

Металлобумажные конденсаторы обладают герметичностью, высокой удельной емкостью, качественной электрической изоляцией. В их конструкции применяется вакуумное металлическое напыление на бумажный диэлектрик, вместо фольги.

Бумажные конденсаторы не обладают высокой механической прочностью. В связи с этим его внутренности располагают в металлическом корпусе, который защищает его устройство.

Похожие темы:

Типы конденсаторов

Конденсатор — один из самых распространенных электронных компонентов. Существует множество разных типов конденсаторов, которые классифицируют по различным свойствам.

В основном типы конденсаторов разделяют:

• По характеру изменения емкости — постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные.
• По материалу диэлектрика — воздух, металлизированная бумага, слюда, тефлон, поликарбонат, оксидный диэлектрик (электролит).
• По способу монтажа — для печатного или навесного монтажа.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы или керамические дисковые конденсаторы сделаны из маленького керамического диска, покрытого с двух сторон проводником (обычно серебром).

Карамические конденсаторы

Благодаря довольно высокой относительной диэлектрической проницаемости (от 6 до 12) керамические конденсаторы могут вместить достаточно большую емкость при относительно малом физическом размере. Диапазон емкости этого типа конденсаторов — от нескольких пикоФарад (пФ или pF) до нескольких микроФарад (мФ или uF). Однако их номинальное напряжение, как правило, невысокое.

Маркировка керамических конденсаторов обычно представляет собой трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить.

Например, маркировка 103 на керамическом конденсаторе означает 10 000 пикоФарад или 10 наноФарад. Соответственно, маркировка 104 будет означать 100 000 пикоФарад или 100 наноФарад и.т.д. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Пленочные конденсаторы

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок. Для того чтобы компактно вместить большую площадь, используют пленочные конденсаторы. Здесь применяют принцип «многослойности». Т.е. создают много слоев диэлектрика, чередующегося слоями обкладок. Однако с точки зрения электричества, это такие же два проводника разделенные диэлектриком, как и у плоского керамического конденсатора.

В качестве диэлектрика пленочных конденсаторов обычно используют тефлон, металлизированную бумагу, майлар, поликарбонат, полипропилен, полиэстер. Диапазон емкости этого типа конденсаторов составляет примерно от 5pF (пикофарад) до 100uF (микрофарад). Диапазон номинального напряжения пленочных конденсаторов достаточно широк . Некоторые высоковольтные конденсаторы этого типа достигают более 2000 вольт.

Различают два вида пленочных конденсаторов по способу размещения слоев диэлектрика и обкладок – радиальные и аксиальные.

Радиальный и аксиальный тип пленочных конденсаторов

Маркировка емкости пленочных конденсаторов происходит по тому же принципу что и керамических. Это трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%. Например 103J означает 10 000 пикоФарад +/- 5% или 10 наноФарад +/-5%.

Однако довольно часто разные производители кроме значения емкости и точности добавляют символы номинального напряжения, температуры, серии, класса, корпуса, и других особых характеристик. Данные символы могут отличатся и быть размещены в разном порядке, в зависимости от производителя. Поэтому для разшифровки маркировки пленочных конденсаторов желательно пользоваться документацией (Datasheets).

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обычно используются когда требуется большая емкость. Конструкция этого типа конденсаторов похожа на конструкцию пленочных, только здесь вместо диэлектрика используется специальная бумага, пропитанная электролитом. Обкладки конденсатора создаются из алюминия или тантала.

Обратим внимание, что электролит хорошо проводит электрический ток! Это полностью противоречит принципу устройства конденсатора, где два проводника должны быть разделены диэлектриком.

Дело в том, что слой диэлектрика создается уже после изготовления конструкции компонента. Через конденсатор пропускают ток, и в результате электролитического окисления на одной из обкладок появляется тонкий слой оксида алюминия или оксида тантала (в зависимости из какого металла состоит обкладка). Этот слой представляет собой очень тонкий и эффективный диэлектрик, позволяющий электролитическим конденсаторам превосходить по емкости в сотни раз «обычные» пленочные конденсаторы.

Электролитические конденсаторы

Недостатком вышеописанного процесса окисления является полярность конденсатора. Оксидный слой обладает свойствами односторонней проводимости. При неправильном подключении напряжения оксидный слой разрушается, и через конденсатор может пойти большой ток. Это приведет к быстрому нагреву и разширению электролита, в результате чего может произойти взрыв конденсатора! Поэтому необходимо всегда соблюдать полярность при подключении электролитического конденсатора. В связи с этим на корпусе компонента производители указывают куда подключать минус.

По причине своей полярности электролитические конденсаторы не могут быть использованы в цепях с переменным током. Но иногда можно встретить компоненты состоящие из двух конденсаторов, соединенными минус-к-минусу и формирующие «не полярные» конденсаторы. Их можно использовать в цепях с переменным током малого напряжения.

Емкость алюминиевых электролитических конденсаторов в колеблется основном от 1 мкФ до 47000 мкФ. Номинальное напряжение — от 5В до 500В. Допуск обычно довольно большой — 20%.

Танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых аналогов. Вдобавок электролитические свойства оксида тантала лучше чем оксида алюминия — у танталовых конденсаторов значительно менше утечка тока и выше стабильность емкости. Диапазон типичных емкостей от 47нФ до 1500мкФ.

Танталовые электролитические конденсаторы также являются полярными, однако лучше переносят неправильное подключение полярности чем их алюминиевые аналоги. Вместе с тем, диапазон типичных напряжений танталовых компонентов значительно ниже – от 1В до 125В.

Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы широко используются в устройствах, где часто требуется настройка во время работы — приемниках, передатчиках, измерительных приборах, генераторах сигналов, аудио и видео аппаратуре. Изменение емкости конденсатора позволяет влиять на характеристики проходящего через него сигнала (форму, частоту, амплитуду и т.д.).

Емкость может менятся механическим способом, электрическим напряжением (вариконды), и с помощью температуры (термоконденсаторы). В последнее время во многих областях вариконды вытесняются варикапами (диодами с переменной емкостью).

Под названием «переменные конденсаторы» обычно имеют ввиду компоненты с механическим изменением емкости. Управление емкостю здесь достигается путем изменения площади обкладок. Обкладки в переменных конденсаторах состоят из множества пластин с воздушным пространством между ними в качестве диэлектрика.

Часть пластин фиксированная, часть подвижная. Положение подвижных пластин по отношению к фиксированным определяет общую емкость конденсатора. Чем больше общая площадь пластин тем больше емкость.

Переменные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы используются при разовом или периодическом регулировании емкости, в отличии от «стандартных» переменных конденсаторов, где емкость меняется в «режиме реального времени». Такая настройка предназначена для самих производителей аппаратуры, а не для ее пользователей, и выполняется специальной настроечной отверткой. Обычная стальная отвертка не подходит, так как может повлиять на емкость конденсатора. Емкость подстроечных конденсаторов как правило невелика – до 500 пикоФарад.

Способ монтажа конденсаторов

Конденсаторы разделяют по способу монтажа на компоненты для навесного монтажа и для печатного монтажа (SMD или чип-конденсаторы). У компонентов для навесного монтажа есть выводы в виде «ножек». У конденсаторов для печатного монтажа выводами служит часть их поверхности.

Все о пусковых электролитических конденсаторах переменной емкости

Уже в самом имени конденсатора содержится его прямое предназначение. Свое наименование конденсатор получил от латинского слова condensatio, что переводится как «накопление». Основное предназначение этого элемента состоит в накоплении энергии и заряда электрического поля, а главной характеристикой является ёмкость. Работа элемента построена на взаимодействии двух электродов через слой диэлектрика. Электролитические отличаются от конденсаторов переменной емкости и других вариантов тем, что диэлектриком у них выступает слой электролита, который заполняет все пространство между обкладками. Поэтому электролитический конденсатор часто называют просто электролитом.

Виды электролитических конденсаторов

Виды

В зависимости от вида электродов, все электролиты разделены на три основные группы:

1. алюминиевые;
2. танталовые;
3. ниобиевые.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Конструкция этого прибора во многом напоминает старые бумажные электролиты, но здесь слой бумаги дополнительно пропитан электролитом. Схематично прибор выглядит следующим образом. Все слои представляют собой:

• 2 ленты фольги (обкладки), на одну из которых нанесен оксид металла;
• пропитанную электролитом бумагу, помещенную между лентами;
• 2 бумажных обертки.

Один слой фольги через приваренную металлическую пластину выводится на «минус», а другой – на «плюс». Положительный заряд образуется на ленте фольги с оксидным слоем. Сам оксидный слой образуется при прохождении тока. Все эти слои в свернутом в рулон виде помещены в цилиндрический корпус. Оксид алюминия относится к хрупким материалам, который может растрескаться во время работы. Это приводит к повышению тока утечки, а, значит, ухудшению общетехнических показателей прибора. Чтобы избежать подобного явления, в качестве электролита используют сложные многокомпонентные составы из солей и кислот, которые способны восстанавливать микроповреждения оксидного слоя алюминия.

Емкость любого конденсатора определяется по формуле:

C= εε0S/d, где:

• S – площадь каждой обкладки;
• d – расстояние между пластинами;
• ε – величина электрической проницаемости среды внутри их;
• ε0 – это электрическая постоянная.

Известно, чем выше емкость, тем больше эффективность конденсатора. Согласно формуле, емкость увеличивается пропорционально площади пластины. Для того чтобы увеличить площадь, проводят дополнительное травление анодной алюминиевой пленки со стороны электролита. Жидкие частицы затекают в микроскопические поры, и ёмкость конденсатора существенно возрастает.

Как устроен алюминиевый электролитический конденсатор

Жидкий электролит со временем начинает усыхать, из-за этого емкость прибора падает. Чтобы минимизировать такие потери, не следует размещать электролитический конденсатор вблизи источников тепла или в системах с плохой вентиляцией.

Важно! После выключения схемы из сети пусковой конденсатор еще некоторое время сохраняют свой заряд. Если в этот момент коснуться выводов прибора, можно получить удар током. Поэтому перед началом ремонта приборы необходимо разряжать. Особенно это касается оборудования, рабочее напряжение которого может доходить до 100-400 вольт.

Основная проблема, возникающая во время эксплуатации, – выход из строя и вытекание электролита. Это может произойти при сильном перегреве или перенапряжении, которые приводят к новому формированию оксидного слоя. Если у КПЕ-конденсатора переменной емкости этот показатель может меняться в зависимости от напряжения, то у электролитического конденсатора подобный перепад приводит к серьезным последствиям. Электролит начинает выделять больше тепла, возникают процессы газообразования, давление внутри повышается, что приводит к повреждению корпуса.

Для того чтобы прибор не взорвался, с торца конденсатора устанавливается предохранительный элемент – мембрана. На ее поверхности имеются насечки в форме знака «+» или букв «Т» и «Y». При повышении технологических характеристик пусковой конденсатор «хлопает», и электролит через мембрану вытекает наружу без взрыва.

Важно! При установке следует располагать пусковой конденсатор таким образом, чтобы конденсаторная установка не вышла из строя из-за вытекания электролита.

При использовании приборов нужно учитывать номинальные значения рабочего напряжения. Рабочее напряжение электролита должно составлять 80 процентов от номинального. Кроме того, следует учесть диапазон рабочих температур. Верхнее пороговое значение обычно указывается на корпусе. Если не соблюдать этой пропорции, электролитический конденсатор скоро выйдет из строя.

Танталовые конденсаторы

Действие этих приборов основано на методе электрохимического окисления, в ходе которого на поверхности тантала образуется стабильное высокотемпературное соединение Ta2O5 – пентоксид тантала. Это соединение пропускает ток в одном направлении и устойчиво при нахождении в кислых электролитах.

Строение танталового конденсатора

Удельное сопротивление может доходить до 7,5х1012 Ом·см, поэтому танталовые электролитические конденсаторы применяются в аэрокосмической и военной отраслях.

Основное отличие этих приборов от алюминиевых заключается в конструкции. Здесь анод представляет собой объемную пористую таблетку из спеченного в вакууме танталового порошка. В таблетку запрессован проволочный вывод. В качестве электролита применяется водный раствор серной кислоты, которая, как известно, обладает повышенными техническими характеристиками:

• максимальной электропроводностью;
• возможностью не замерзать до температуры в -600С.

Для защиты от возможного агрессивного воздействия серной кислоты в конструкции используется двойной корпус: из серебра внутри и из стали снаружи. Серебро нейтрально ведет себя по отношению к серной кислоте, а сталь обеспечивает необходимую прочность.

Танталовые конденсаторы могут работать не только с жидким, но и твердым электролитом. Вторые получили название оксидно-полупроводниковых. В этих приборах используется MnO2 – диоксид марганца. В этом случае таблетка из гранул тантала и слоя пентоксида сначала выдерживается в растворе нитрата марганца, а затем высушивается при +2500С. В процессе образуется MnO2, который играет роль катода. Затем на слой диоксида наносится графит, который сверху покрывается серебром. И уже к слою серебра припаивают вывод катода. Кроме этого уже ставшего классическим метода, в производстве современных танталовых конденсаторов с твердым электролитом используются полимеры:

• тетрацианхинодиметан;
• полианилин;
• полипиролл;
• полиэтилендиокситиофен.

Танталовые конденсаторы отличаются лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с алюминиевыми, но максимальное напряжение первых намного меньше (125 В по сравнению с 600 В).

Обратите внимание! Практически все недостатки электролитических конденсаторов устранены в многослойных керамических моделях. Такие конденсаторы обладают высокой емкостью, более 100мкФ, но при этом сильно зависят от температуры и существенно дороже.

Ниобиевые конденсаторы

Принцип производства ниобиевых конденсаторов похож на выпуск танталовых.

Виды ниобиевых конденсаторов

Берется заготовка на основе порошка металлического ниобия или его оксида с диэлектриком и диодом. Затем конструкция спекается для придания конденсатору твердотельных свойств.

Выбор электролитических конденсаторов достаточно широк. Для длительной эксплуатации всей конденсаторной установки нужно точно соблюдать рабочее напряжение, температурный диапазон, а также ЭПС. Так называется эквивалентное последовательное сопротивление, которое включает все виды сопротивлений, возникающих в конденсаторе. Это сопротивления, которые появляются при потерях на диэлектрике из-за неоднородности, на проволочных выводах, а также между обкладками и выводами.

Видео

Оцените статью:

Свойства и виды конденсаторов

Конденсаторный час

Что делает конденсаторы особенными, так это их способность накапливать энергию, этим радиодетали при продаже и ценятся; они как полностью заряженный электрический аккумулятор. Заглавные буквы, как мы обычно называем их, имеют все виды критических применений в цепях. Общие области применения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и сложную фильтрацию сигналов.

Наиболее часто используемым и производимым конденсатором является керамический конденсатор, который скупается в Москве оптом и много, да и цена на него отличная. Название происходит от материала, из которого сделан их диэлектрик.

Керамические конденсаторы

Две крышки в сквозном, радиальном корпусе; крышка 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине крошечная крышка для поверхностного монтажа 0,1 мкФ 0603.

По сравнению со столь же популярными электролитическими крышками керамика представляет собой более близкий к идеальному конденсатор (гораздо более низкие значения ESR и токи утечки), но их небольшая емкость может быть ограничивающей. Они, как правило, самый дешевый вариант среди радиодеталей в Москве. Эти заглушки хорошо подходят для высокочастотных соединений и развязки.

Алюминий и тантал электролитический

Электролитики хороши тем, что могут вместить большую емкость в относительно небольшой объем. Если вам нужен конденсатор в диапазоне 1 мкФ-1 мФ, вы, скорее всего, найдете его в электролитической форме. Они особенно хорошо подходят для высоковольтных применений из-за их относительно высоких значений максимального напряжения.

Танталовые электролитические конденсаторы и танталовые шарики доступны как в мокром (фольговом), так и в сухом (твердом) электролитическом типах, причем наиболее распространенным является сухой или твердый тантал, которые можно купить по доступной цене в Москве. Твердые танталовые конденсаторы используют диоксид марганца в качестве своей второй клеммы и физически меньше, чем эквивалентные алюминиевые конденсаторы.

Кроме того, танталовые конденсаторы, хотя и поляризованные, могут гораздо легче переносить подключение к обратному напряжению, чем алюминиевые типы, но рассчитаны на гораздо более низкие рабочие напряжения. Интересно отметить, что твердотельные танталовые конденсаторы обычно используются в цепях, где напряжение переменного тока мало по сравнению с напряжением постоянного тока.

Следует подчеркнуть, что некоторые типы танталовых конденсаторов содержат два конденсатора в одном, соединенные отрицательно-отрицательно, чтобы сформировать «неполяризованный» конденсатор для использования в цепях переменного тока низкого напряжения в качестве неполяризованного устройства. Обычно положительный вывод обозначается на корпусе конденсатора знаком полярности, а корпус конденсатора с танталовым шариком имеет овальную геометрическую форму. Типичные значения емкости варьируются от 47 нФ до 470 мкФ, а сдать танталовые конденсаторы можно в Москве по приятной цене. Сотрудники нашей компании оперативно проконсультируют всех клиентов по любым вопросам, связанным со сдачей радиодеталей.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, наиболее популярные в семействе электролитов, обычно выглядят как маленькие жестяные банки, причем оба провода идут снизу.

Электролитические колпачки

Ассортимент сквозных и поверхностных электролитических конденсаторов. Обратите внимание, что у каждого есть некоторый метод для маркировки катода.

К сожалению, электролитические колпачки обычно поляризованы. У них есть положительный вывод — анод — и отрицательный вывод, называемый катодом. Когда на электролитическую крышку подается напряжение, анод должен иметь более высокое напряжение, чем катод.

Катод электролитического конденсатора обычно обозначается знаком «-» и цветной полоской на корпусе. Ножка анода также может быть немного длиннее в качестве другого признака. Если напряжение подается на электролитический колпачок в обратном направлении, они будут эффектно проваливаться (с треском и разрывом) и навсегда. После появления электролита электролит будет вести себя как короткое замыкание.

Эти колпачки также известны своей утечкой — позволяя небольшим величинам тока (порядка нА) проходить через диэлектрик от одного контакта к другому. Это делает электролитические колпачки менее идеальными для хранения энергии, что, к сожалению, учитывая их высокую емкость и номинальное напряжение и снижает их стоимость при продаже.

            Не существует проблемы сдать конденсаторы в РФ, это востребованный товар, промышленность нуждается в редкоземельных драгоценных металлах.

Электролитические конденсаторы трех разных типов

Электролитические конденсаторы имеют полярность, в отличие от керамических и пленочных, которые не выдерживают постоянного тока. Их положительные аноды состоят из алюминия, тантала или ниобия. К ним прикрепляется изолирующий слой анодированного оксида, образуя диэлектрик. Наконец, твердый или жидкий электролит окружает их как отрицательный анод

.

Алюминиевый электролитический конденсатор: Elcap: Public Domain

Влияние высокой емкости электролитических конденсаторов

«Емкость» — это просто еще один способ описать способность накапливать электрический заряд.Это позволяет избежать путаницы, потому что мы используем термин «емкость» во многих различных контекстах. Электролитические конденсаторы имеют относительно высокую емкость из-за тонкости анодированного оксидного диэлектрика. Кроме того, у них большие аноды.

Эта большая емкость делает их идеальными для хранения большего количества энергии. Фактически они могут обходить или пропускать сигналы в несколько герц. Однако напряжения обратной полярности или токи пульсации всего лишь в один вольт могут разрушить диэлектрик. Это может привести к катастрофическим взрывам и пожару.

Семейство электролитических конденсаторов: Elcap: Public Domain

Разновидности трех различных типов электролитических конденсаторов

В алюминиевых версиях в качестве диэлектрика используется оксид алюминия, а в других — пентоксиды тантала и ниобия соответственно. Эти поверхности спечены или протравлены, чтобы получить шероховатую структуру поверхности. Это создает большую рабочую зону, чем гладкая плоская поверхность. Процесс нанесения аналогичен гальванике. Чем дольше прикладывается напряжение, тем толще слой, но тем меньше емкость.

Как электролитические конденсаторы могут загореться и взорваться

Из-за природы электролита положительный вывод всегда должен иметь более высокое напряжение. Если полярность напряжения изменится, изолирующий диэлектрик может начать выходить из строя, что приведет к короткому замыканию на клеммах. Большой ток, протекающий через него, приводит к перегреву конденсатора до точки, при которой корпус лопается. Это похоже на процесс, который мог привести к взрыву аккумуляторов Samsung Galaxy.

Связанные

Керамические конденсаторы на 1 триллион в год

Пленочные конденсаторы не только для фильмов

типов конденсаторов | Типы конденсаторов по функциям и применению

Существует множество типов конденсаторов с различными функциями и приложениями. Конденсаторы варьируются от маленьких до больших, и каждый имеет характеристики, которые делают их уникальными. Например, некоторые конденсаторы маленькие и хрупкие, такие как те, что используются в радиосхемах.С другой стороны, конденсаторы могут быть довольно большими, например, в сглаживающих схемах.

При сравнении конденсаторов различных типов обычно принимается во внимание диэлектрик, используемый между пластинами.

Ассортимент конденсаторов многочислен. Возьмем, например, конденсаторы переменного типа, которые дают пользователю возможность изменять значение их емкости для использования в схемах типа «подстройка частоты». Некоторые конденсаторы выглядят трубчатыми из-за пластин из металлической фольги, которые свернуты в цилиндр.Диэлектрический материал обычно находится между пластинами из металлической фольги и цилиндром.

Также существуют конденсаторы, используемые в коммерческих целях, которые сделаны из металлической фольги, переплетенной с тонкими листами майлара или пропитанной парафином бумаги.

Малогабаритные конденсаторы обычно изготавливаются из керамических материалов, а затем покрываются эпоксидной смолой. Независимо от того, какой тип конденсатора используется, все они играют важную роль в электронных схемах. Давайте более подробно рассмотрим многие из наиболее распространенных типов конденсаторов, доступных в настоящее время.

Пленочный конденсатор Тип

A Mallory 150 100 нФ 630 В постоянного тока полиэфирный пленочный конденсатор

Это наиболее распространенный тип конденсатора (с точки зрения доступности), который принадлежит к относительно большому семейству конденсаторов. Основное отличие пленочных конденсаторов от других форм конденсаторов — их диэлектрические свойства. К ним относятся поликарбонат, полипропилен, полиэстер (майлар), полистирол, тефлон и металлизированная бумага. Что касается диапазона емкости, конденсаторы пленочного типа доступны в диапазоне от 5 пФ до 100 мкФ.

Пленочные конденсаторы бывают разных стилей и форм, включая:

• Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый) — конденсатор заключен в формованный пластиковый корпус, который затем заполняется эпоксидной смолой.
• Wrap and Fill (Oval and Round) — используется пластиковая лента, чтобы плотно обернуть конденсатор, а концы заделаны эпоксидной смолой.
• Металлический герметичный (прямоугольный и круглый) — конденсатор заключен в металлический корпус или трубку и залит эпоксидной смолой.

Пленочные конденсаторы с диэлектриками из тефлона, полистирола и поликарбоната иногда называют «пластиковыми конденсаторами». Конденсаторы с пластиковой пленкой имеют такую ​​же конструкцию, что и конденсаторы с бумажной пленкой. Основное различие между ними заключается в том, что в одном используется бумага, а в другом — пластик.

Конденсаторы с пластиковой пленкой имеют преимущество перед типами с пропитанной бумагой в том, что они имеют меньшие допуски, высокую надежность, длительный срок службы и могут продолжать работать в достаточной степени даже при высоких температурах.

Диэлектрические конденсаторы

Конденсатор с диэлектриком

Диэлектрические конденсаторы, относящиеся к «переменному типу» конденсаторов, в которых для настройки транзисторных радиоприемников, передатчиков и приемников требуется непрерывное изменение емкости. Конденсаторы с переменной диэлектрической проницаемостью уникальны тем, что представляют собой многопластинчатые конденсаторы с воздушным разнесением, которые имеют лопатки статора (неподвижные пластины) и лопатки ротора (подвижные пластины), которые перемещаются между неподвижными пластинами.

Значение емкости в конечном итоге определяется положением подвижных пластин по отношению к неподвижным пластинам.Обычно, когда два набора пластин полностью сцепляются вместе, значение емкости будет максимальным. Конденсаторы с высоким напряжением имеют относительно большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами.

Помимо конденсаторов переменного типа, существуют также переменные конденсаторы предварительно заданного типа, называемые подстроечными устройствами. Триммеры, как правило, небольшие, и их можно предварительно настроить или отрегулировать на определенное значение емкости с помощью отвертки. Большинство триммеров имеют небольшую емкость 500 пФ (или меньше) и не имеют поляризации.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы обычно называют «дисковыми конденсаторами». Для их изготовления нужно взять небольшой керамический или фарфоровый диск и покрыть его серебром с обеих сторон перед тем, как сложить их вместе, чтобы получился работающий конденсатор.

Одиночные керамические диски размером примерно 3–6 мм используются, когда требуются низкие значения емкости. Керамические конденсаторы имеют высокую диэлектрическую проницаемость (High-K) и обычно доступны, поэтому высокая емкость может быть достигнута с помощью объекта меньшего размера.

Керамические конденсаторы имеют тенденцию к существенным нелинейным изменениям емкости в зависимости от температуры. В результате керамические конденсаторы часто используются как шунтирующие или развязывающие конденсаторы. Что касается значений, керамические конденсаторы варьируются от пары пикофарад до нескольких микрофарад (мкФ). Однако обычно керамические конденсаторы имеют низкое напряжение.

Трехзначный код обычно печатается на корпусе конденсаторов керамического типа для определения их емкости в пикофарадах.Вычисление относительно простое после того, как оно было рассчитано — первые две цифры представляют собой номинал конденсаторов, а третья цифра представляет количество нулей, которые необходимо добавить.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обычно резервируются для ситуаций, когда требуются более высокие значения емкости. Электролитические конденсаторы отличаются тем, что вместо использования тонкопленочного (металлического) слоя в качестве одного из электродов вместо этого в качестве второго электрода используется раствор электролита в виде полужидкого желе или пасты.

Большинство электролитических типов конденсаторов поляризованы, что означает, что для напряжения постоянного тока, подаваемого на конденсатор, необходимо использовать правильную полярность. Другими словами, положительная полярность должна соединяться с положительной клеммой, а отрицательная полярность — с отрицательной клеммой. В случае неправильной поляризации оксидный слой, действующий как изоляция, может выйти из строя и в результате может быть необратимо поврежден.

Из-за большой емкости и небольшого размера электролитические конденсаторы используются в цепях питания постоянного тока.Это сделано для приложений связи и развязки, а также для уменьшения пульсаций напряжения. Электролитические конденсаторы имеют относительно низкое напряжение (один из основных недостатков). Поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, они не могут (и не должны) использоваться с источниками переменного тока.

Есть две формы электролитических веществ, о которых вам следует знать — танталовые электролитические конденсаторы и алюминиевые электролитические конденсаторы.

1) Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые электролитические конденсаторы и танталовые шарики бывают двух видов — с сухим (твердым) и влажным (фольга) электролитическим типом.Сухие танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых, и в качестве второго вывода используется диоксид марганца.

2) Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы бывают двух типов — с фольгой и с протравленной фольгой. Из-за высокого напряжения пробоя и пленки оксида алюминия алюминиевые электролитические конденсаторы имеют высокие значения емкости по сравнению с их размером.

Конденсатор имеет пластины из фольги, анодированные постоянным током.Во время этого процесса устанавливается полярность материала пластины, и создаются положительные и отрицательные стороны.

Протравленные типы фольги отличаются от обычных типов фольги в одном основном — оксид алюминия на катоде и аноде подвергается химическому травлению для увеличения диэлектрической проницаемости и площади поверхности.

Когда дело доходит до электролитов с протравленной фольгой, их лучше всего использовать для блокировки постоянного тока, байпасных цепей и связи. С другой стороны, простые типы фольги больше предназначены для сглаживания конденсаторов в источниках питания.Имейте в виду, что алюмоэлектролитики считаются поляризованными устройствами. Таким образом, могут возникнуть катастрофические последствия, когда приложенное напряжение на выводах меняется на противоположное, поскольку изолирующий слой, расположенный внутри конденсатора (а также сам конденсатор), будет разрушен. К счастью, если повреждение минимально, электролит, который используется внутри конденсатора, может помочь устранить повреждение.

Электролиты могут не только самостоятельно лечить поврежденные пластины. Они также могут повторно анодировать пластину из фольги.Поскольку процесс анодирования можно обратить вспять, электролит может удалить оксидное покрытие с фольги (что также произошло бы, если бы конденсатор был подключен с обратной полярностью). Помните, что, поскольку электролит может проводить электричество, могут возникнуть катастрофические проблемы, если слой оксида алюминия будет удален из уравнения или полностью разрушен.

Когда дело доходит до диэлектрических свойств, оксид тантала считается лучше, чем оксид алюминия, потому что он обеспечивает лучшую стабильность емкости и снижает токи утечки, что в конечном итоге делает их идеальными для фильтрации, обхода, применения, блокировки и развязки.

Имейте в виду, что танталовые конденсаторы могут выдерживать обратное напряжение намного лучше, чем алюминиевые (потому что они поляризованы), но на самом деле они рассчитаны на более низкие рабочие напряжения. Обычно сухие танталовые конденсаторы используются в цепях, где напряжение постоянного тока больше по сравнению с напряжением переменного тока.

Существуют «неполяризованные» конденсаторы, в которых в некоторых танталовых типах используются два конденсатора в одном. В такой ситуации соединение является отрицательным (создает неполяризованный конденсатор), что часто используется в цепях переменного тока с низким напряжением в качестве неполяризованного устройства.

Изображение предоставлено: Clker-Free-Vector-Images / Pixabay

Строительство, символы, преимущества и их использование

Электролитический конденсатор обычно известен как поляризованный конденсатор, в котором анод имеет большее положительное напряжение, чем катод. Они используются в приложениях фильтрации, фильтрах нижних частот, схемах аудиоусилителей и многих других. Металлы, такие как алюминий, тантал, ниобий, марганец и т. Д., Образуют оксидный слой в электрохимическом процессе, который блокирует электрический ток, текущий в одном направлении, но позволяет току течь в противоположном направлении.Это явление впервые наблюдал Иоганн Генрих Бафф (1805–1878), немецкий физик и химик в 1857 году. Французский исследователь и основатель Эжен Дюкрете в 1875 году был первым, кто реализовал эту идею и изобрел для них термин «вентильный металл». металлы. Фактическая разработка электролитических конденсаторов с намотанной фольгой разделена бумагой, начатой ​​А. Эккелем из Hydra-Werke (Германия) в 1927 году в сочетании с идеей Сэмюэля Рубена о многоярусной конструкции.

Что такое электролитический конденсатор?

Определение электролитического конденсатора — это поляризованный конденсатор, анод которого имеет более высокое или более положительное напряжение, чем катод.Как следует из названия, это поляризованный конденсатор, и функция электролитического конденсатора заключается в том, что он использует электролит для работы с более высоким или более положительным напряжением на аноде, чем на катоде. Поэтому анодный вывод обозначается положительным знаком, а катод — отрицательным. Применение напряжения обратной полярности от 1 до 1,5 В может привести к повреждению конденсатора и диэлектрика, что может привести к взрыву или возгоранию.

В электролитическом конденсаторе используется электролит в твердой, жидкой или гелевой форме — он служит катодом или отрицательной пластиной для достижения гораздо более высокой емкости на единицу объема.С другой стороны, положительная пластина или анод из металла действует как изолирующий оксидный слой, сформированный путем анодирования. Это позволяет оксидному слою работать как диэлектрик конденсатора.

Строительство

Конструкция электролитического конденсатора состоит из двух тонких слоев алюминиевой фольги — простой фольги и протравленной фольги. Эти две фольги разделены электролитом. Чтобы установить полярность двух фольг, они анодируются путем химического выращивания тонкого слоя оксида алюминия, который формирует анод и отличается от катода.В процессе изготовления электролитического конденсатора образуются катод и анодированный анод, которые разделены электролитом (бумага, пропитанная электролитом).

Во время стандартной работы анод удерживается в положительном положении относительно катода, поэтому катод обозначен отрицательным знаком (-) на корпусе конденсатора. Поскольку алюминий является поляризованным устройством, приложение обратного напряжения к этим клеммам приведет к образованию изоляции в конденсаторе, что приведет к его повреждению.

Уникальное свойство алюминиевого конденсатора — процесс самовосстановления поврежденного конденсатора. Во время обратного напряжения оксидный слой удаляется с фольги, позволяя току проходить от одной фольги к другой.

Символ электролитического конденсатора

Обозначение электролитического конденсатора показано на рисунке ниже. Обозначения конденсаторов бывают двух типов. Второй символ (b) представляет поляризованный конденсатор, который может быть электролитическим или танталовым конденсатором.Изогнутая пластина на символе означает, что конденсатор поляризован и является катодом, который удерживается под более низким напряжением, чем анод. Первый символ (а) на рисунке ниже обозначает неполяризованный конденсатор.

Полярность

Знание полярности любого устройства важно для построения любых электронных схем. В противном случае подключение может повредить конденсатор. Хотя некоторые конденсаторы не поляризованы, например керамические конденсаторы (1 мкФ или меньше), их можно подключать любым способом.

керамический конденсатор

В некоторых случаях положительный провод конденсатора может быть длиннее отрицательного. Иногда клеммы конденсатора обрезаются, при этом пользователь должен быть осторожен при подключении конденсатора.

Танталовые и алюминиевые конденсаторы имеют полярность, обозначенную знаком плюс (+), указывающую сторону анода.

Электролитический конденсатор с нетвердым электролитом имеет полярность, обозначенную знаком минус (-), указывающую на катодную сторону.

Нетвердые

Электролитические конденсаторы с твердым электролитом имеют полярность, отмеченную знаком плюс, указывающую на сторону анода, но отсутствуют для цилиндрических светодиодных и полимерных конденсаторов SMD.

Твердый электролитический конденсатор

Значения

В зависимости от структуры анода и электролита, значения электролитической емкости имеют тенденцию меняться. Электролитические конденсаторы с нетвердым электролитом демонстрируют более широкое отклонение для частотного и температурного диапазонов, чем твердые электролиты.

Базовая единица электролитического конденсатора выражается в микрофарадах (мкФ). В таблицах данных, подготовленных производителями, значение емкости упоминается как номинальная емкость (CR) или номинальная емкость (CN). Это значения, для которых рассчитана емкость.

Электролитические конденсаторы представляют собой большую цилиндрическую конструкцию, поляризованную и имеющую более высокую емкость.

Электролитический конденсатор Значения и единицы измерения разборчиво напечатаны на корпусе конденсаторов.Начиная слева направо, 1 мкФ, 10 мкФ, 100 мкФ, 1000 мкФ.

Типы электролитических конденсаторов

В зависимости от типа материала и используемого электролита электролитические конденсаторы подразделяются на следующие типы.

Алюминиевый электролитический конденсатор

Алюминиевые электролитические конденсаторы — это поляризованные конденсаторы, в которых анодный (+) вывод сформирован из алюминиевой фольги с протравленной поверхностью. В процессе анодирования образуется тонкий изолирующий слой оксида, который действует как диэлектрик.Катод формируется через вторую алюминиевую фольгу, когда нетвердый электролит маскирует шероховатую поверхность оксидного слоя.

Конденсатор неэлектролитический

Неэлектролитические конденсаторы — это конденсаторы, которые состоят из «изоляционного материала» в качестве диэлектрика в неэлектролитической форме. Конденсаторы такого типа неполяризованы и имеют множество применений.

Танталовый электролитический конденсатор

Танталовый электролитический конденсатор обеспечивает более низкий ток утечки и снижение ESR.В нем используется металлический тантал, который работает как анод, окруженный слоем оксида, который работает как диэлектрик, и дополнительно обернут проводящим катодом. Эти конденсаторы являются поляризованными по своей природе устройствами и очень стабильны. При правильном подключении он работает эффективно с исключительной частотой.

Электролитический конденсатор из оксида ниобия

Конструкция оксидно-электролитических конденсаторов ниобия аналогична танталовым конденсаторам. В качестве анода использовался оксид ниобия вместо металлического тантала.Оксид ниобия доступен в изобилии и предлагает чрезвычайно стабильные характеристики, чем танталовый конденсатор.

Использование / применение

Широкий спектр применений электролитических конденсаторов :

• Используется в приложениях фильтрации для уменьшения пульсаций в источниках питания
• Используется как фильтр нижних частот для сглаживания входных и выходных сигналов
• Используется в схемах усиления звука в качестве фильтров для уменьшения шума

Преимущества и недостатки

Преимущества электролитического конденсатора составляют

• Используется для достижения высокого значения емкости
• Используется в низкочастотных приложениях
• Танталовые конденсаторы предпочтительнее других типов из-за высокой стабильности электролитических конденсаторов следующие:
• Необходимо внимательно следить за тем, чтобы конденсаторы были исправлены с правильными выводами
• Обратное напряжение может повредить конденсатор
• Легко повреждается при изменении температуры
• Конденсатор при использовании с комбинацией неэлектролитов увеличивает размер конденсатора

Часто задаваемые вопросы

1.Где используются электролитические конденсаторы?

Они используются в приложениях фильтрации, схемах усиления звука и в фильтрах нижних частот

2. Как определить электролитический конденсатор?

Электролитические конденсаторы обычно маркируются полосой, указывающей на отрицательный вывод. Положительный провод обычно длиннее отрицательного.

3. В конденсаторах есть масло?

Да. Доступны маслонаполненные конденсаторы, обычно они имеют высокую мощность и высокое напряжение.

4. Электролитический конденсатор переменного или постоянного тока?

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях с источником постоянного тока. Напряжение переменного тока может повредить конденсатор.

5. Каков средний срок службы конденсатора?

Ожидается, что средний срок службы конденсатора составит 15 лет. Срок службы может быть уменьшен, если ток пульсаций слишком велик и нагревает конденсатор.

В этой статье читатель узнает об электролитическом конденсаторе.Мы обсудили определение, конструкцию, полярность и маркировку, применение, а также преимущества и недостатки. Далее читатель может узнать типы электролитических конденсаторов.

Конструкция электролитического конденсатора

, различные типы и применение

Электролитический конденсатор

является одним из типов конденсаторов общего назначения. Эти конденсаторы были разработаны с целью достижения большего значения емкости. В этом типе изоляционного материала используется «электролитический».Ионы, присутствующие в этом электролите, будут иметь высокую концентрацию. Выбранный электролит гелевый или жидкий. Он имеет «два вывода», как и другие конденсаторы.

В конденсаторах этого типа его выводы поляризованы. Это указывает на наличие положительного и отрицательного значения на клеммах. Значение напряжения на положительной клемме всегда больше, чем напряжение на отрицательной клемме. Эти конденсаторы далее классифицируются на различные типы в зависимости от выбранного варианта диэлектрика.Дальнейшие усовершенствования конструкции проложили путь к разработке специального корпуса конденсаторов, известного как «суперконденсаторы».

Что такое электролитический конденсатор?

• Электролитический конденсатор спроектирован с соблюдением полярности и позволяет достичь высокой емкости. Это следует принципу «прямого смещения» диода.
• Две клеммы в ней можно рассматривать как «анод» и «катод».
• Значение напряжения на оконечном аноде должно быть выше, чем на оконечном катоде.
• Эти конденсаторы требуют особого ухода при обращении. Потому что он может легко перегреться из-за «обратного напряжения».
• Для защиты от перегрева в конденсаторе установлен предохранительный клапан.
• Некоторые другие типы электролитических конденсаторов спроектированы таким образом, чтобы выдерживать воздействие источника переменного тока. Это означает, что для этих типов также существует неполяризованный конденсатор.

Определение электролитического конденсатора

«Конденсатор, созданный на основе концепции анодирования ценного металла для создания большого значения емкости, известен как электролитический конденсатор».

Неэлектролитический конденсатор

Конденсатор, в котором он состоит из «изоляционного материала», называемого диэлектриком, в неэлектролитической форме. Эти конденсаторы можно определить как неэлектролитические конденсаторы. Это обычно предпочтительные и неполяризованные.

Символ и полярность:

Как уже говорилось, он состоит из двух выводов с положительной и отрицательной полярностями. Это означает, что в этих конденсаторах существует полярность. Что касается проводимости, чтобы получить высокую емкость, конденсатор должен быть в «прямом смещении».Небольшие изменения напряжения с прямого на обратное могут повлиять на конденсатор или даже повредить его. Следовательно, полярность является важной проблемой при использовании этих конденсаторов в любой цепи.

Символ электролитического конденсатора

Конструкция:

Он расположен между двумя пластинами, разделенными электролитом. Он состоит из выводов, называемых «анодом» и «катодом». Эти металлы покрыты «окисленным слоем». Этот слой является изоляционным материалом компонента.В зависимости от типа материала, выбранного в качестве диэлектрика, они классифицируются как

1. Алюминиевый электролитический конденсатор
2. Танталовый электролитический конденсатор
3. Электролитический конденсатор на основе оксида ниобия

Вышеупомянутый электролитический конденсатор является наиболее предпочтительным. Обсудим их подробнее.

Алюминиевый электролитический конденсатор

• Это конденсаторы, которые изготавливаются с использованием алюминиевой фольги, покрытой оксидом.При анодировании алюминиевого электролита он образует диоксид алюминия Al2o3, который образует диэлектрический слой. Другой вывод без покрытия используется как катод.
• Есть два варианта этих конденсаторов. Во-первых, это обычный шрифт, а второй — гравированный.

Конденсатор с алюминиевым электролитом

• Эти два конденсатора используются в разных приложениях. Обычный является предпочтительным для обеспечения сглаживающего эффекта в цепях питания.Другой предпочтительнее в схемах BYPASS.
• Диапазон этого конденсатора составляет от 1 мкФ до 47000 мкФ.
• Максимальный диапазон напряжений до 500 вольт.

Танталовый электролитический конденсатор

• Конденсаторы, в которых в качестве изоляционного материала используется «твердый оксид тантала». Эти конденсаторы можно определить как танталовые электролитические конденсаторы.
• Даже они подпадают под категорию поляризованных.
• Они доступны как в мокром, так и в сухом виде.
• Один терминал у него меньше, чем у других. Меньший состоит из диоксида марганца.
• При анодировании тантал образует пятиокись тантала Ta2O3, которая действует как диэлектрик.

Танталовый электролитный конденсатор

• По сравнению с алюминиевыми конденсаторами они считаются более стабильными.
• Диапазон емкости от 47 нанофарад до 470 мкФ.
• Максимальный диапазон напряжения около 50 Вольт.
• Эти конденсаторы более дорогие по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Электролитический конденсатор из оксида ниобия

• Даже он сделан так же, как и другие конденсаторы, описанные выше. Анод этого конденсатора покрыт оксидом ниобия.
• Это поляризованные. Он может работать более эффективно с напряжением постоянного тока.
• При анодировании оксид ниобия образует пятиокись ниобия Nb2O5, которая является аморфной.

Ниобиевый электролитический конденсатор

Вышеупомянутые три обсуждаемых типа являются типами электролитических конденсаторов.

Преимущества и недостатки электролитического конденсатора

Ниже перечислены преимущества этих конденсаторов:

1. Эти конденсаторы используются везде, где требуется высокая емкость.
2. Среди всех других типов танталовые конденсаторы предпочтительны по соображениям стабильности и широко используются.
3. Используется в низкочастотных приложениях.

Недостатки этих конденсаторов следующие:

1. Этот конденсатор необходимо использовать в сочетании с неэлектролитным конденсатором.Это увеличивает размер конденсатора.
2. Поскольку эти конденсаторы имеют полярность, при подключении в цепи следует уделять внимание.
3. Электролитические конденсаторы легко повреждаются при изменении температуры.

Выше приведены некоторые преимущества и недостатки этих конденсаторов.

Приложения:

Различные применения электролитического конденсатора ‘ ‘ следующие:

• Их можно использовать в различных приложениях фильтрации для уменьшения содержания пульсаций напряжения.
• Практически, в схемах усиления звука, чтобы уменьшить «гудение» в цепи.
• При сглаживании как входных, так и выходных сигналов, которые генерируются фильтром нижних частот (LPF). Эти конденсаторы используются.

Существуют различные применения этих конденсаторов. В этих конденсаторах наблюдается эффект полярности и условия перегрева. Это плохо сочетается с сигналами высокой частоты. На него влияет присутствующее в нем сопротивление.Это сопротивление известно как Сопротивление эквивалентной серии . Основная причина этого — рассеяние мощности. Какой электролитический конденсатор вы использовали в своей недавней схеме?

Различные типы конденсаторов и их применение

Конденсатор

Конденсаторы широко используются в качестве электронного компонента в современных схемах и устройствах. Конденсатор имеет долгую историю и используется более 250 лет назад. Конденсаторы являются старейшим электронным компонентом, который изучается, проектируется, разрабатывается и используется.С развитием технологий конденсаторы выпускаются разных типов в зависимости от их характеристик. В этой статье мы обсудим самые популярные и полезные типы конденсаторов. Конденсатор является компонентом, и он обладает способностью накапливать энергию в виде электрического заряда, который создает электрическую разность между его пластинами, и он похож на небольшую перезаряжаемую батарею.

Что такое конденсатор?

Конденсатор является пассивным компонентом и накапливает электрическую энергию в электрическом поле.Эффект конденсатора известен как емкость. Он состоит из двух близких проводников и разделен диэлектрическим материалом. Если пластины подключены к источнику питания, они накапливают электрический заряд. Одна пластина накапливает положительный заряд, а другая пластина — отрицательный. Электрический символ конденсатора показан ниже.

Обозначение конденсатора

Емкость

Емкость — это отношение электрического заряда (Q) к напряжению (В), математическое разложение приведено ниже.

C = Q / V

Где

• Q — электрический заряд в кулонах
• C — емкость в фарадах
• V — напряжение между пластинами в вольтах

Различные типы конденсаторов

Ниже перечислены различные типы конденсаторов.

1. Электролитический конденсатор
2. Слюдяной конденсатор
3. Бумажный конденсатор
4. Пленочный конденсатор
5. Неполяризованный конденсатор
6. Керамический конденсатор

Электролитический конденсатор

Как правило, при использовании больших электролитических конденсаторов используются конденсаторы большой емкости являются обязательными.Слой тонкой металлической пленки используется для одного электрода, а для второго электрода (катода) используется полужидкий раствор электролита, который находится в желе или пасте. Диэлектрическая пластина представляет собой тонкий слой оксида, который в процессе производства проявляется электрохимическим способом, толщина пленки составляет менее десяти микрон.

Электролитический конденсатор

Этот изолирующий слой очень тонкий, можно изготавливать конденсаторы с большим значением емкости для физического размера, который мал, а расстояние между двумя пластинами очень мало.Типы конденсаторов в большинстве электролитических являются поляризованными, то есть на клемму конденсатора подается постоянное напряжение, и они должны иметь правильную полярность.

Если положительный полюс к положительному выводу и отрицательный к отрицательному выводу из-за неправильной поляризации сломает изолирующий оксидный слой, что приведет к необратимому повреждению. Все поляризованные электролитические конденсаторы имеют четкую полярность с отрицательным знаком, указывающим на отрицательный вывод, и полярность должна соблюдаться.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепи питания постоянного тока, потому что они имеют большую емкость и малы для снижения пульсаций напряжения. Эти электролитические конденсаторы используются для связи и развязки. Недостатком электролитических конденсаторов является их относительно низкое напряжение из-за поляризации электролитического конденсатора.

Конденсатор слюдяной

Этот конденсатор представляет собой группу природных минералов, а конденсаторы из серебряной слюды используют диэлектрик.Существует два типа слюдяных конденсаторов: фиксированные конденсаторы и серебряные слюдяные конденсаторы . Фиксированные слюдяные конденсаторы считаются устаревшими из-за их худших характеристик. Серебряные слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прослоения листа слюды, покрытого металлом с обеих сторон, и затем этот узел покрывается эпоксидной смолой для защиты окружающей среды. Слюдяные конденсаторы используются в конструкции, требующей стабильного, надежного конденсатора относительно небольшого размера.

Слюдяные конденсаторы

Слюдяные конденсаторы — это конденсаторы с низкими потерями, используемые на высоких частотах, и этот конденсатор очень стабилен химически, электрически и механически из-за его специфической кристаллической структуры, связывающей, и это обычно слоистая структура.Чаще всего используются слюда мусковит и флогопит. Мусковитовая слюда лучше по электрическим свойствам, а другая слюда обладает стойкостью к высоким температурам.

Бумажный конденсатор

Конструкция бумажного конденсатора находится между двумя листами оловянной фольги, отделенными от бумаги, или промасленной бумагой и тонкой вощеной. Сэндвич из тонкой фольги и бумаги затем скатывается в цилиндрическую форму и помещается в пластиковую капсулу.Две тонкие фольги бумажных конденсаторов прикрепляются к внешней нагрузке.

Бумажный конденсатор

На начальном этапе, если конденсаторы использовались между двумя фольгами конденсатора, бумага использовалась, но в наши дни используются другие материалы, такие как пластмассы, поэтому он называется бумажным конденсатором. Диапазон емкости бумажного конденсатора составляет от 0,001 до 2 000 мкФ, а напряжение очень высокое, до 2000 В.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы также являются конденсаторами, и в качестве диэлектрика в них используется тонкий пластик.Пленочный конденсатор изготавливается чрезвычайно тонким с использованием сложного процесса вытягивания пленки. Если пленка производственная, она может быть металлизирована в зависимости от свойств конденсатора. Для защиты от воздействия окружающей среды электроды добавляются и собираются.

Пленочный конденсатор

Существует различных типов пленочных конденсаторов. доступны, например, полиэфирная пленка, металлизированная пленка, полипропиленовая пленка, пленка PTE и пленка из полистирола. Основное различие между этими типами конденсаторов заключается в том, что материал, используемый в качестве диэлектрика, и диэлектрик следует выбирать в соответствии с их свойствами.Применение пленочных конденсаторов — стабильность, низкая индуктивность и низкая стоимость.

Емкость пленки PTE является термостойкостью и используется в аэрокосмической и военной технике. Конденсатор с металлизированной полиэфирной пленкой используется там, где требуется длительная стабильность при относительно низком уровне.

Неполяризованные конденсаторы

Неполяризованные конденсаторы подразделяются на два типа конденсаторов с пластиковой фольгой, а другой — электролитический неполяризованный конденсатор.

Неполяризованный конденсатор

Конденсатор из пластиковой фольги неполяризован по своей природе, а электролитические конденсаторы, как правило, представляют собой два последовательно соединенных конденсатора, которые расположены друг за другом, поэтому в результате получается неполяризованный конденсатор с половинной емкостью. Неполяризованный конденсатор требует подключения переменного тока последовательно или параллельно с сигналом или источником питания.

Примерами являются фильтры кроссовера громкоговорителей и схема коррекции коэффициента мощности. В этих двух приложениях на конденсатор подается большой сигнал переменного напряжения.

Керамический конденсатор

Керамические конденсаторы являются конденсаторами и используют керамический материал в качестве диэлектрика. Керамика — один из первых материалов, используемых в производстве конденсаторов в качестве изолятора.

Керамический конденсатор

В керамических конденсаторах используется много геометрических форм, и некоторые из них представляют собой керамический трубчатый конденсатор. Конденсаторы с барьерным слоем устарели из-за своего размера, паразитных эффектов или электрических характеристик.Два распространенных типа керамических конденсаторов — это многослойный керамический конденсатор , (MLCC) и керамический дисковый конденсатор.

Многослойные керамические конденсаторы изготавливаются по технологии поверхностного монтажа (SMD), они меньше по размеру, поэтому широко используются. Номиналы керамических конденсаторов обычно находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, и возможны значения до 100 мкФ.

Керамические дисковые конденсаторы изготавливаются путем покрытия керамического диска серебряными контактами с обеих сторон, и для достижения большей емкости эти устройства состоят из нескольких слоев.Керамические конденсаторы будут иметь высокочастотные характеристики из-за паразитных эффектов, таких как сопротивление и индуктивность.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о конденсаторах MCQ

В этой статье мы рассказали о различных типах конденсаторов и их использовании. Я надеюсь, что, прочитав эту статью, вы получили некоторые базовые знания о типах конденсаторов. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о реализации, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии в разделе ниже.Вот вопрос к вам в конденсаторах, в которых хранится заряд электролита?

Rap по замене электролитических конденсаторов

Rap по замене электролитических конденсаторов

Стратегии ремонта или замены старых электролитических конденсаторов

ПРИМЕЧАНИЕ. ПОЖАЛУЙСТА: эта веб-страница предоставляет только информацию; ты несешь ответственность для уверенности в том, что ваш ремонт безопасен, и что все ремонтные работы проводятся с надлежащей безопасностью. Ламповое оборудование работает при высоком напряжении который может быть смертельным , и если вы не совсем уверены в своем возможность обеспечить вашу личную безопасность и безопасную работу вашего отремонтированное оборудование пожалуйста, возьмите усилитель, радио или тестовое оборудование квалифицированному технику.

Что доступно для ремонта

К сожалению, сегодня выбор высоковольтных электролитических конденсаторов является как меньше и отличается от прошлого, так что, скорее всего, вы не найдете точной замены для электролитиков вашего оригинального оборудования. Для низковольтных приложений, например, катода байпасные конденсаторы, большинство винтажных типов имеют осевую конфигурацию, которая встречается реже сегодня, но все еще доступен. Более современная радиальная конфигурация также может быть использована, если их выводы достаточно длинные, и они не нарушают ваше представление об эстетике.

Более проблематичны конденсаторы высоковольтных источников питания, обычно многосекционные. алюминиевые банки, установленные на верхней пластине шасси. Чтобы отремонтировать их, у вас, возможно, есть четыре параметры:

Рэп про электролитики

Колпачки электролитических источников питания, вероятно, представляют собой худшее ответственность за старое аудио, радио и тестовое оборудование. Объединив небольшие размер и очень низкая стоимость единицы емкости, электролитические конденсаторы (далее называемые электролитами) — единственный экономичный выбор для дорогостоящие приложения, такие как фильтрация источников питания в большинстве потребительских механизм.Однако электролиты нельзя использовать для переменного напряжения (т. Е. изменение полярности не допускается), и по сравнению с другими типами конденсаторов, их электрические характеристики ужасно плохи. Они менее линейны, имеют огромную утечку и диэлектрическое поглощение, имеют очень слабые допуски (например, +/- 20% или хуже) и очень короткие сроки хранения и эксплуатации по сравнению со всеми другими широко доступными типами конденсаторов. Если хочешь чтобы узнать больше о работе электролитических конденсаторов, вот Примечание по применению Nichicon (формат PDF), часть 1 и часть 2, в которой подробно рассматривается тема.

Электролитики бездействием не переносят. Они могут вызвать большие неприятности при простое в течение длительного времени, требуется периодическая подзарядка, чтобы оставаться «сформированным» и поддерживать оксидный слой, изолирующий проводящие пластины. Иногда их можно «реформировать», постепенно возвращаясь к работе. напряжение (см. ниже). Даже при регулярном использовании электролиты выходят из строя. из-за высыхания или утечки электролита в результате внутренней коррозии. Если электролит вздувается, показывает очевидную потерю электролита или просто не может быть реформирован, вы должны заменить его.

Обратите внимание, что есть два типа утечки; физические и электрические. Поскольку электролит представляет собой жидкость или пасту, когда электролит катастрофически в случае неудачи обычно выделяется какая-то едкая грязь: физическая утечка. В отличие от идеальный конденсатор, электролиты слегка проводят при наличии напряжения пластины: утечка электричества. Помимо отклонения от идеала поведение, небольшая утечка в новом электролите не вызывает серьезных проблем; по мере старения электролита утечка увеличивается.Утечка выделяет тепло, что приводит к старению электролита и увеличивает утечку, вызывая больше тепла, и так далее. При достаточной утечке электролит закипает, и пар лопается. предохранительная заглушка контейнера, вызывающая физическую утечку и сигнализирующая кончина конденсатора.

Обратите внимание, что существуют и другие формы отказа клемм, в том числе: полная потеря емкости (разомкнутая) или замыкание проводящих пластин (короткая). Хотя вы можете реформировать свой 30-50-летний оригинал электролитические, они могут работать не так хорошо, как новые.Может быть частичная потеря емкости или может быть чрезмерная утечка ( колпачки действительно нагреваются), или и то, и другое. Если вы не хотите сохранить оригинал состояние вашего усилителя, превентивная «перепланировка» может быть лучшим решением восстановить оборудование до функционально первоначального состояния.

Реформирование

Тонкий слой оксида алюминия, образованный для изоляции фольги конденсатора. составляет формаций. Производители конденсаторов используют проприетарные смеси химикатов и электричества постоянного тока для создания этого изоляционного слоя, который портится со временем и бездействием.Часто оксидный слой находится в такое плохое состояние в старом оборудовании, что оно должно быть отремонтировано или иначе конденсатор выйдет из строя. Все методы реформирования используйте медленное повторное применение электричества постоянного тока для восстановления оксидного слоя до первоначальной толщины и однородности. На мой взгляд никого нет проверенный способ реформирования — доступно много разных подходов, но все есть один общий элемент — медлительность. Реформирование должно происходить быстрее чем накопление тепла из-за низкого сопротивления неисправного оксида слой — это займет как минимум часы, а может и дни.

Метод ограничения тока (от Angela Instruments): Вот ссылка к инструкциям Angela tools по переработке старых электролитов из их шасси с помощью внешнего источника питания. В этом методе используется большая серия резистор и высоковольтный источник питания для преобразования конденсаторов, которые не используются. (новый-старый сток) или конденсаторы, снятые с шасси оборудования.

Метод ограничения напряжения 1: В методах ограничения напряжения используется удобное устройство, называемое переменным автотрансформатором (A.к.а. Вариак, генерал Фирменное наименование радио). Используя внешний высоковольтный источник питания, каждый конденсатор медленно доводится до рабочего напряжения путем медленного повышения линейное напряжение к источнику питания. Это также можно сделать с помощью переменной DC питание с диапазоном примерно от 50 В до 500 В, но варианты дешевле и чаще. Резистор может быть установлен последовательно для контроля тока, но наблюдение за напряжением также может выявить прогресс реформирования; на каждом вариакте При установке, напряжение будет медленно расти, пока не произойдет преобразование при этом напряжении. полный.

Запас для этой цели сделать несложно из мусорных коробок; Схема представляет собой пару трансформаторов 500 мА 24 В, подключенных вторично к вторичная, за которой следует цепь утроения напряжения. Общая стоимость составила около 10 долларов (правда), включая коробку из местного Radio Shack. Будучи напряжением утроение, регулирование слабое, и напряжение сильно падает с увеличением тока. Я использовал эту характеристику, чтобы дать приблизительную оценку текущего слейте воду, как показано в таблице вверху источника.(Значения были измерены используя реостат и мой цифровой мультиметр — источник питания с другим набором деталей будет иметь аналогичное поведение, но будет измерять по-другому). Обычно я подключил бы мою поставку через электролитики, которые нужно реформировать, вдоль с моим цифровым мультиметром, установленным на максимальное значение напряжения. Я подключаю питание к variac (выключен, установлен на ноль), включите variac и медленно увеличивайте на настройку 30 вольт. Если показание напряжения на цифровом мультиметре не повышается, или поднимается ниже 95 вольт, вероятно короткое замыкание.Если напряжение повышается, напряжение указывает ток, потребляемый источником питания. Как конденсатор начинает восстанавливаться, ток утечки будет уменьшаться, и напряжение будет продолжают расти. Как только утечка снизится до приемлемого уровня, Я пошагово поднимаюсь вверх с настройкой variac до тех пор, пока рабочее напряжение для конденсатора достигается.

В шасси оборудования часто конденсаторы разного номинального напряжения соединены резисторами для падения напряжения, а в оборудовании используются текущие требования схемы для поддержания напряжения в рабочем диапазоне.Ты мог бы отключите каждый конденсатор от схемы и восстановите индивидуально, или, возможно, следуйте методу 2.

Метод ограничения напряжения 2: Используя двухступенчатый метод, мы можем используйте нагрузку цепи, чтобы поддерживать напряжение во всех цепях. конденсаторы источника питания в рабочем диапазоне. Это метод, который Я обычно использую, и это можно сделать с помощью собственного оборудования. источник питания. Посмотрите на схему и обратите внимание на самое низкое номинальное напряжение все конденсаторы, которые подключаются к источнику высокого напряжения (B +).Удалить лампы от шасси и, используя вариак, отремонтировать блок питания конденсаторы на это самое низкое напряжение. Теперь вставьте трубы в шасси и поднимите конденсатор с максимальным рабочим напряжением до этого минимального напряжения. Этот обычно дает около 60% B + и достаточное напряжение накала обеспечить нагрузку. Медленно повышайте напряжение в сети (используя вариак) преобразовать каждый конденсатор источника питания, подключенный через резистор, к своему собственному рабочее напряжение (или чуть выше).

Этот метод имеет несколько больший риск по сравнению с реформированием шасси. — вам нужно будет следить за общим потребляемым током и повышать напряжение больше медленно, так как у вас меньше информации о состоянии человека конденсаторы.Помните, что вполне вероятно, что все подключенные конденсаторы, за исключением одного, будут исправлены, но эта одна плохая секция потянет жребий тока. Вы не можете предполагать, что если допустимая утечка для одного электролита это 1 мА, то нормально для 4 подключенных электролитов вместе иметь утечку около 4 мА — ваша группа из 4 электролитов должна иметь суммарную утечку меньше, чем допустимо для одного электролитического иначе вы допустили возможность 3 хорошего качества и 1 драндулет.

Если в оборудовании есть ламповый выпрямитель, вы должны перемыть его кремниевые диоды для работы этого метода. Это действительно просто — удалить выпрямитель и используйте несколько зажимов и пару 1N4007s, как показано на этом рисунке. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — этот метод, очевидно, оставляет незащищенными провода во время работы. Эти провода потенциально на ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ , которое может убить. Например, если вы положите правую руку на вариак (землю) и коснетесь открытые зажимы, которые образуют цепь от одной руки через вашу грудь, и вниз через другую руку, что может вызвать остановку сердца.Для меня это кажется не более опасным, чем работа с оборудованием, работающим под напряжением, с крышками выключено, хотя в обоих случаях требуется особая осторожность. Действуйте на свой страх и риск!

Некоторые последние предупреждения:

• Избыточный ток: вы должны внимательно следить за скорость нарастания напряжения, или вы должны измерить ток прямо при реформировании. Либо распаять соединение между выпрямитель и конденсатор и вставьте измеритель тока или вставьте резистор (при измерении напряжения на резисторе и вычислении ток), либо уже правильно использовать падение напряжения на резисторе помещен в цепь, чтобы следить за током.
• Вакуумные ламповые выпрямители: Они получают напряжение накала от того же силового трансформатора, что и блок питания B +. Таким образом, при низком начальном напряжения, при которых вы хотели бы начать реформирование, они не проводят. Соблюдая полярность, временно замените их кремниевыми диодами. с использованием старого цоколя лампы (с припаянными диодами) или с подключенными диодами клипсой.
• Плавкий предохранитель: Для защиты силового трансформатора во время реформирования, замените обычный предохранитель на 2 или 3 ампера на предохранитель очень низкого значения, например 0.25 или 0,5 А. Ваш variac предотвратит скачок включения, который обычно открывает этот размер предохранитель.
• Повышенное напряжение конденсаторов: Будьте осторожны при эксплуатации напряжение при снятии трубок с шасси; без нагрузки напряжение от трансформатора B + будет намного выше, чем при нормальной работе напряжение и может превышать номинальное напряжение конденсатора.

Замена на шасси

Насколько мне известно, доступны три типа замены крепления на шасси. Cегодня; поворотные замки (новые или винтажные), колпачки для компьютеров и защелкивающиеся крепления.

Слева направо у нас есть компьютерный конденсатор LCR, Elna Cerafine. компьютерный тип (к сожалению, снят с производства), крепление на защелках Panasonic TSHA конденсатор, твистлок Aero-M нового производства, твистлок NOS Mallory, и хорошая, но бывшая в употреблении Элна, снятая с оборудования.

Twist-Locks можно приобрести NOS (новые старые запасы) через обычные по каналам розничной торговли и в обменных пунктах, из старых запасов электронных магазинов, и так далее. Большинство из этих типов имеют несколько разделов (т.е. больше, чем один конденсатор в банке) и были построены с множеством различных комбинаций секций как по емкости, так и по номинальному напряжению. Последнее, что я слышал, Aero M / Mallory было прекратили производство электролитиков Twistlock на замену, но в недавнем сообщении группы новостей утверждалось, что производство будет возобновлено, если были востребованы. Антикварная электроника в настоящее время имеет ограниченный запас. Иногда удачно использованные твистлоки можно удалить из старое оборудование или найденное на свапе электроники встречается.

Бывшие в употреблении или замененные на другие устройства перед установкой необходимо отремонтировать.С разнообразие используемых товаров или типов БДУ становится все более и более ограниченным со временем вам, возможно, придется довольствоваться меньшим количеством разделов, чем в исходном конденсаторы. Это не должно быть проблемой, если вы можете скрыть оставшиеся разделы в шасси оборудования. Вы также можете принять замену на более высокую емкость, чем у оригинала, от 60% до 80% и, возможно, больше в зависимости от расположения в цепи. Однако не используйте замену с более низким номинальным напряжением, чем у оригинального оборудования (более высокое номинальное нормально, даже желательно).Разделы также могут быть параллельны, чтобы получить более высокую емкости; например, если вам нужен 40/20/20/25 мкФ @ 450/350/350/25 В, и вы нашли конденсатор для замены 20/20/20/20/20 мкФ @ 500/500/500/500 В, вы бы подключили две секции по 20 мкФ параллельно, чтобы получить 40 мкФ при 500 В, и используйте две оставшиеся секции 20uF @ 500V на 350V, затем поставьте 25uF / 25V конденсатор где-то в шасси.

Замена проста, но хорошо помните о проводе места перед любой распайкой. Также обратите внимание на расположение клеммы заземления, чтобы при установке новой крышки все провода дойдут до их наконечников.

Корпуса компьютеров различаются по высоте и диаметру; если они может поместиться на вашем шасси, вы можете выбрать один из многих физических размеров для ваш проект. Разъемы с винтовыми зажимами и наконечниками (типа Faston) использовал. Несмотря на то, что доступно множество диаметров и номинальных напряжений, мы сосредоточить внимание на высоковольтных компьютерных крышках диаметром 1,3125 дюйма и кратным разделы. Этот диаметр соответствует обычному диаметру поворотных замков. обсуждалось выше, и, таким образом, может использоваться для замены без серьезных модификация оборудования.

Производство электролитов с синей пластиковой оболочкой производства LCR прекращено (некоторые на складе все еще есть), но аналогичные конденсаторы продолжают производить JJ Electronics в Словакии. Elna в черной куртке, ориентированная на аудиофилов Cerafines были прекращены, хотя аудиофилы были нацелены на Black Gates. можно купить по бешеной цене, но я не могу позволить себе владеть примерами из тех. Для JJs, Триодная электроника, Анджела Инструменты, Запчасти Экспресс. Для черных Gates, Handmade Electronics, Angela Instruments, поставщики других запчастей на моей домашней странице.Показан пример моего Scott 299C с LCR. справа.

Для установки этих крышек требуется зажим, прикрученный к корпусу, и вы обычно приходится добавлять отверстия для крепления зажима, а возможно и увеличивать отверстие с зазором для соединительных наконечников. Зажимы можно найти в Mouser Electronics примерно за 50 центов. Обычно здесь меньше секций по сравнению с оригинальными поворотными замками, поэтому некоторые из секции необходимо переместить в шасси.

Заглушки Snap Mount обычно устанавливаются на печатную плату.В штифты защелкиваются в отверстиях на печатной плате и остаются там достаточно хорошо, чтобы их можно было волновать. припаял на место. Легко припаять прямо к контактам … и некоторые защелкивающиеся крепления имеют правильный диаметр (35 мм) для замены поворотных замков используя те же зажимы, которые использовались для крышек компьютеров выше. К несчастью, только с одним разделом, вам все равно нужно скрыть остальные разделы в шасси, хотя дают возможность залить некоторые площади шасси с качественной емкостью, а не с мертвым конденсатором.Проверьте Panasonic TSHA или TSHB (от Digikey Electronics) или Nichicon NT (Майкл Перси, но вероятно, другие производители тоже).

Установка под шасси

Из-за компактных размеров современных конденсаторов обычно можно найти достаточно места в шасси вашего оборудования, чтобы найти конденсаторы для замены. Если вы можете решить механические проблемы, современные стили конденсаторов также имеют гораздо более высокую производительность чем винтажные модели, поэтому вы можете наслаждаться звуком, используя только современные стили крышек для вашей замены, восстановления или ремонта.Механические проблемы включают

• Где поставить конденсаторы: нужно найти достаточно места для новые конденсаторы, в месте рядом с текущей проводкой и вдали от любые источники тепла, например, резисторы для падения напряжения.
• Как перенаправить проводку: возможно придется распаять имеющуюся проводку и замените на новую проводку, достаточно длинную, чтобы достать до новых конденсаторов, и проложите эту проводку вдали от источников шума (например, параллельная проводка переменного тока). Обязательно используйте провод, рассчитанный на допустимое напряжение.
• Как закрепить электролитический элемент на шасси: Приклеивание непосредственно к Я считаю, что шасси следует избегать, хотя некоторые используют этот метод. Я предпочитаю построить подшасси или клеммную колодку, смонтировать электролитические элементы на держатель и установите держатель на шасси.

При выборе конденсаторов для монтажа под шасси помните о качество конденсатора, который вы планируете использовать. Я знаю по личному опыту что дешевые общие излишки электролитов взорвутся, если подвергнуться воздействию высоких пульсирующий ток.Специально для конденсатора, электрически ближайшего к выпрямителя, выберите новый конденсатор высокого качества, специально предназначенный для сильных пульсаций тока, например Panasonic EB (поставляется Digikey Electronics).

Выше 3 камеры Panasonic TSHA 47 мкФ / 400 В, смонтированные на куске стекловолокна. плату (FR4) с помощью втулок. Изготовлены втулки и установочный инструмент. компанией Keystone и доступен в Mouser Электроника. Вы также можете протравить печатные платы для этой цели; Шелдон Стоукс из SDS Labs построил несколько высококачественных заменяющих плат для Harmon-Kardon Citation II и Dynaco ST-70.Обидно не использовать занимаемое пространство шасси колпачками твистлок, но доски Sheldon — очень изящное решение. Некоторые досок Sheldon также продаются Триодная электроника.

КОНДЕНСАТОРЫ, ПОДКЛЮЧАЕМЫЕ СЕРИИ : Недостаточное номинальное напряжение может быть проблемой, а последовательное соединение может быть единственным способ получения электролитов с достаточно высоким номинальным напряжением. Я знаю только несколько современных электролитов с номинальное напряжение выше 450 В, включая LCR (500 В) и атомы Sprague (600 В).Последовательное соединение требует добавления так называемых резисторов для выравнивания напряжения или , по одному на каждом конденсаторе, проводя ток, который поддерживает напряжение в серии конденсаторы симметричные. Некоторые из них описаны в заявке производителя. Примечания; Источниками здесь являются, в частности, примечания к приложениям Nichicon и Rifa.

Даже новейшие высококачественные электролитические конденсаторы в некоторой степени проводят ток. Этот ток утечки зависит от качества электролита, температуры и состояния электролита. конденсатор, и может быть представлен сопротивлением, параллельным конденсатору.На рисунке последовательно соединенные конденсаторы C1 и C2 имеют некоторое сопротивление утечке RL1 и RL2. Из-за широкие допуски электролитов, этот ток утечки варьируется от образца к пробе и по закону Ома влияет на баланс напряжений между электролитическими конденсаторы соединены последовательно. Обратите внимание, что мы рассматриваем только новые, идентичные конденсаторы, подключенные последовательно — пожалуйста, не смешивайте номиналы, типы или марки.

Балансные резисторы RB1 и RB2 поддерживают баланс напряжений между последовательными конденсаторами. в пределах допуска за счет включения другого большего тока параллельно с утечкой Текущий.Уравновешивающий ток выбран достаточно большим, чтобы подавить любую утечку. дисбаланс и тем самым гарантировать безопасную работу. Для расчета стоимости балансировочные резисторы, сначала определите приблизительную максимальную утечку последовательно соединенные конденсаторы. Ток утечки в мкА составляет от 1/5 кв. 1/2 sqrt (CV) согласно Nichicon, где C в мкФ, В в вольтах и ​​ток в мкА. Вы также можете получить характеристики утечки из вашего конденсатора. техническая спецификация. Общее практическое правило для балансировочного тока — 10-кратная утечка. ток — таким образом, для двух конденсаторов 100 мкФ / 350 В, соединенных последовательно, чтобы сформировать 50 мкФ конденсатор, максимальная утечка 1/2 sqrt (100 * 350) = 94 мкА, умноженное на 10 составляет примерно 1 мА.Допустим, мы хотим, чтобы наш прикладной напряжение должно быть 650 В, тогда RB1 и RB2 = 325 кОм. Рассеиваемая мощность I * V = 0,325 Вт, поэтому резистор минимум 1 Вт обеспечит достаточный запас прочности. Обязательно проверьте напряжение рейтинг любых балансировочных резисторов тоже.

Можно подумать, что два электролита 350 В, соединенные последовательно, будут иметь напряжение номинал 700В, но опять мешают неплотные допуски электролитов. В качестве указано в инструкции по применению электролитического конденсатора Evox Rifa, последовательные конденсаторы действуют как емкостный делитель напряжения, а N электролитические элементы, подключенные последовательно с диапазоном допуска емкости от Cmin до Cmax имеют максимальное разделенное напряжение (на стыке двух конденсаторов) Vdiv = (Vapplied * Cmax) / (Cmax + (N — 1) * Cmin).Итак, в нашем примере с допуском емкости +/- 20% Cmax = 1,2 * 100 и Cmin = 0,8 * 100, с Vdiv = (650 * 120) / (120 + (2-1) * 80) = 390V. Это превышает номинальное напряжение электролитов на 40 вольт; с некоторой алгеброй мы можем видеть, что 350 + 350 дает максимум 583 В при допуске емкости 20%. Для наших примененных напряжение 650 В, минимальное номинальное напряжение для каждого конденсатора должно быть 400 В.

В примечании к применению Nichicon представляет более точный расчет балансировочного тока, чем приведенное выше правило 10-кратной утечки.Пусть Vdif = (Vmax — Vmin) — разность рабочее напряжение в результате дисбаланса утечки для двух последовательно включенных электролитов, а Idif = (Imax — Imin) — это максимальная разница в ток утечки между двумя конденсаторами, тогда RB1 = RB2 = Vdif / Idif (см. примечание по применению, хотя получить такой результат довольно просто). Используя текущий диапазон, указанный выше, Idif = 0,3 * sqrt (CV) * Tc * F, где Tc равно температурный коэффициент и F — коэффициент выдумки. Электролитики проводят больше при повышении температуры с Tc при 20 ° C от 1 до 2 примерно при 60 ° C и 5 примерно при 85 ° C.Опять же, вы можете найти эту характеристику в своем паспорт конденсатора. Фактор выдумки — это произвольный коэффициент безопасности дополнительные 40%, например, для нашего примера при 60 ° C: 0,3 * sqrt (100 * 400) * 2 * 1,4 = 168 мкА. Ничикон выбирает произвольное значение Vdif, равное 10% от номинала конденсатора, но зная предполагаемое приложение, мы можем сделать лучшую оценку в худшем случае.

Учтите, что в худшем случае дисбаланс напряжения из-за тока утечки между Последовательные конденсаторы увеличиваются с уменьшением тока балансного резистора.Таким образом чем больше дисбаланс мы можем терпеть, тем меньше может быть ток баланса. Если мы не игнорируем емкостной допуск, мы должны добавьте эффекты емкости и утечки, чтобы получить действительную оценку для наихудшего случая дисбаланс напряжений. Используя 2 последовательных соединения при 400 В / 100 мкФ, работающих при 650 В, наихудший случай дисбаланса напряжений из-за с допуском по емкости 20% 390 — 260 = 130В. Этот дисбаланс может увеличение из-за утечки максимум на 20 В до 400 — 250 = 150 В и Vdif / Idif = 20 В / 168 мкА = 120 К Ом или 2.7 мА. Это 0,9 Вт на балансный резистор … требуется два 2 Вт или более мощные резисторы. Лучшее решение было бы увеличить номинальное напряжение до 450 В, что привело бы к небольшому увеличение разницы тока утечки (10uA) с увеличением напряжения допуск дисбаланса на 100В. Тогда Vdif / Idif = 120 В / 178 мкА = 675 кОм или 480 мкА при 0,16 Вт. Также может быть целесообразно подобрать устройства, чтобы минимизировать емкостные дисбаланс, хотя должна оставаться некоторая терпимость, чтобы учесть возможные изменение характеристик стареющих конденсаторов.

Поскольку 450 В — это наивысшее доступное электролитическое напряжение, для напряжения намного выше 650 В, мы должны увеличить количество последовательно соединенных конденсаторы. С 3 последовательно соединенными конденсаторами по 450 В и емкостью 20% Допуск, максимальное рабочее напряжение 450 * (120 + 2 * 80) / 120 = 1050В. Выбор рабочего напряжения 900 В с номиналом 300 В на каждом конденсатор, если два конденсатора работают при наименьшем напряжении, а один — при низком напряжении. наибольшее, тогда Vmax = 1,2 * 900 / (1,2 + 0.8 + 0,8) = 346В. Здесь Vdif = 2 * (450-346) а Idif по-прежнему 178 мкА, поэтому Vdif / Idif = 1,2 МОм или 250 мкА.

Сводя это к выводам, не требующим математики, для нескольких одинаковых последовательно соединенных электролитические конденсаторы:

• Сумма номинальных напряжений должна быть на 30-40% выше, чем приложенное напряжение.
• Требуется сеть резисторов, уравновешивающих напряжение, и ток баланса должен быть не более 1 мА.

Правило 10-кратной утечки не делает предположения о напряжениях используемых конденсаторов, обеспечивающие консервативное требование, но без учета дисбаланса напряжений из-за к допускам емкости и тока утечки.Для строителя / ремонтника-любителя, используя бит больший ток баланса, чем минимальный, как рекомендовано правилом 10-кратной утечки, не имеет значения. Более тщательный анализ гарантирует, что номинальное напряжение последовательно соединенных конденсаторы находятся в пределах наихудшего случая. Производитель Рекомендации указывают на факторы, влияющие на баланс конденсаторов — температура, диапазон тока утечки, емкостной допуск, диапазон напряжения — и эти факторы следует учитывать при выборе и установке.

Восстановление конденсаторов

Для электролитических банок с номиналом менее 450 В вы можете их восстановить. себя, сохраняя существующие связи. После перестройки останется «шрам» на банке, так что вы можете попробовать услугу восстановления для любого электролиты от сверхценного мятного аудиооборудования или радиоприемников. Вот объявление от Antique Radio ведомости для Frontier Capacitor:

Конденсатор может восстанавливаться, теперь с быстрым возвратом восстановленного жестяная банка. Любой поворотный замок можно восстановить за 30 долларов, до четырех секций.Максимум 450 вольт по этой цене. Банки с гайкой 20 $ односекционные, для многосекционных Добавьте 2 доллара за секцию только для банок с гайкой. Доставка добавляет $ 4 за заказ для приоритетной и застрахованной доставки через PO. Восстановленные банки возвращаются только после квитанция о чеке, денежном переводе или информации о кредитной карте. Наша гарантия на все восстановленные бидоны, 1 год. Мы проверим любую банку на утечку и емкость, при правильное напряжение, за 2 доллара. Конденсатор Frontier, PO Box 218, Lehr, ND 58460 или 403 С. Макинтош, UPS. Бесплатный звонок (877) 372-2341.Тел .: (701) 378-2341. Факс: (701) 378-2551, запись голосовой почты в любое время

Я полагаю, что Frontier может открыть обжатое дно банки и замените пластины и электролит, затем закройте банку, чтобы восстановить оригинальный внешний вид.

Если вы восстанавливаете электролитик самостоятельно, вам нужно будет разрезать банку. и заменить существующее содержимое банки новыми электролитиками, направив новые провода к клеммам. Эта процедура требует некоторого мастерства, здравого смысла и планирования, поэтому остерегайтесь поражения электрическим током и / или возгорания, если вы сделаете какие-либо ошибки.Вот несколько пошаговых инструкций:

Сначала соберите новые электролиты, которые вы будете использовать для замены существующих. кишки банки. Они должны уместиться внутри банки, так что расставьте их как хотите. поместите в банку и убедитесь, что они не превышают высоту или диаметр банки, плюс немного места для маневра. Обратите внимание на совет по выбору крышки в предыдущий раздел.

Далее нужно разрезать банку. Я использовал широкую пилу X-acto, или зажал конденсатор в токарном станке по металлу и прорезал узким бит металлорежущий.Мой друг использует инструмент Dremel с отрезным диском. Конденсатор содержит катушку из алюминиевых пластин (фольги), разделенных электролитом и выводы из алюминиевой фольги от пластин подключаются к клеммам в фенольная плита основания. Капля смолы закрепляет пластины в алюминии. может (обычно). Монтажный фланец, банка и фенольное дно обжать вместе, чтобы закрыть банку.

Когда у вас будет банка, снимите и выбросьте пластины. Обрежьте вывод как можно ближе к фенольной пластине.Соскребите смолу. Чистый Удалите посторонний электролит влажным ватным тампоном.

Хорошо, теперь немного о планировании: поскольку вы вырезали выводы, вы нужно подвести провода к клеммам от новых конденсаторов внутри банка. Вам также потребуется создать новое заземление, так как электролитики теперь будут изолированы от канистры. Я начинаю с приклеивания конденсаторы вместе с небольшой каплей силиконового герметика (RTV) в ориентацию они будут принимать при установке в банку. Вам нужно планировать расположение выводов так, чтобы они могли проходить через фенольный диск и оберните вокруг основания существующих клемм.В зависимости от свинца длины, возможно, вам придется добавить дополнительный провод … обычно мне нужно только добавьте провод для заземляющего провода. Если вам нужно уложить новый электролитик внутри банки, чтобы они поместились, обязательно изолируйте все провода от других провода и банка с трубкой для спагетти или термоусадочной трубкой.

Что касается RTV, я использую для этой работы легко доступную торговую марку из хозяйственного магазина. Обычный RTV выделяет уксусную кислоту при отверждении, поэтому он может вызвать коррозию любых металлов. он соприкасается с.У меня не было проблем с коррозией, но вы могли используйте RTV, не вызывающий коррозии, если это проблема. Клей-расплав может также можно использовать, но будьте осторожны с пальцами, так как он очень горячий и прилипает к коже нравится, ну и клей.

Используя сверло наименьшего размера, просверлите отверстие для каждого нового выводного провода рядом с каждый терминал, к которому он будет подключен. Протолкните провода через фенольный диск, размещение нового электролита на диске. Оберните провода вокруг их клеммы и протрите землю к банке, добавив немного спагетти. при необходимости трубку.Припаяйте новые выводы к клеммам.

Я предпочитаю добавить немного RTV вокруг конденсаторов, чтобы стабилизировать их в банке. Теперь вы должны закрыть банку, которую вы разрезали. Я закончил довольно много таких перестроек, просто склеив банку медью ленты, но недавно я добавил тонкую медную накладку, приклеенную к внутренней стороне банка. Больше клея на пластыре, и банку можно соединить вместе, как спичечная коробка. Остается едва заметная тонкая линия на месте пореза. Тот же друг, упомянутый выше использует немного эпоксидной смолы или, может быть, жидкую сталь.Он также близко режет к основанию и удерживает верх с помощью эпоксидной смолы, которая может быть больше эстетически приемлемо.

Вот мой Eico HF-85 с восстановленным фильтрующим конденсатором блока питания. используя вышеуказанный метод. Этот ремонт был произведен на месте , хотя я не рекомендую оставив электролит в шасси, так как вам нужно припаять к все равно терминалы.

Тим Риз
Центр биомедицинской визуализации Martinos
Charlestown Navy Yard
13th Street, Bldg 149 (2301)
Boston MA 02129

Алюминиевые электролитические конденсаторы — Промышленные устройства и решения

Продукты, описанные на этом веб-сайте, были разработаны и изготовлены для стандартных приложений, таких как общие электронные устройства, офисное оборудование, оборудование для передачи данных и связи, измерительные приборы, бытовая техника и аудио-видео оборудование .

Для специальных применений, в которых требуется качество и надежность, или если отказ или неисправность продукции может напрямую угрожать жизни или вызвать угрозу травмы (например, для самолетов и аэрокосмического оборудования, дорожного и транспортного оборудования, оборудования для сжигания, медицинского оборудования , устройства для предотвращения несчастных случаев и защиты от кражи, а также защитное оборудование), пожалуйста, используйте только после того, как ваша компания в достаточной степени проверит пригодность наших продуктов для этого применения.

Независимо от области применения, при использовании наших продуктов в оборудовании, для которого ожидается высокий уровень безопасности и надежности, убедитесь, что схемы защиты, схемы резервирования и другие устройства установлены для обеспечения безопасности оборудования при оценке области применения путем независимой проверки безопасности. тесты.

Обратите внимание, что продукты и технические характеристики, размещенные на этом веб-сайте, могут быть изменены без предварительного уведомления в целях улучшения. Независимо от области применения, пожалуйста, подтвердите последнюю информацию и спецификации до окончательного этапа проектирования, покупки или использования.

Техническая информация на этом веб-сайте содержит примеры типичных операций и схем применения продуктов. Он не предназначен для гарантии ненарушения или предоставления лицензии на права интеллектуальной собственности этой компании или любой третьей стороны.

Если какие-либо продукты, спецификации продуктов и техническая информация на этом веб-сайте подлежат экспорту или предоставлению нерезидентам, необходимо соблюдать законы и правила страны-экспортера, особенно те, которые касаются безопасного экспортного контроля.

Информация, содержащаяся на этом веб-сайте, не может быть перепечатана или воспроизведена полностью или частично без предварительного письменного разрешения Panasonic Corporation.

Инструменты и программы, представленные на этом веб-сайте, должны использоваться по вашему усмотрению.Panasonic не гарантирует каких-либо результатов от использования этих инструментов и программ и не несет ответственности за любые убытки, возникшие в результате использования вами.

<о письме для получения сертификата соответствия директиве ЕС RoHS>
Дата перехода на продукт, соответствующий требованиям RoHS, зависит от номера детали или серии.
При использовании инвентаря, в котором неясно соответствие требованиям RoHS, выберите «Запрос на продажу».
в форме веб-запроса.

Уведомление о передаче полупроводникового бизнеса

Полупроводниковый бизнес Panasonic Corporation (далее именуемой «Компания») будет передан 1 сентября 2020 года Nuvoton Technology Corporation (далее именуемой «Nuvoton»). Соответственно, Panasonic Semiconductor Solutions Co., Ltd., которая управляла полупроводниковым бизнесом Panasonic, перейдет под эгидой Nuvoton Group с новым названием Nuvoton Technology Corporation Japan (далее именуемой «NTCJ»).

No related posts.