Практические аспекты применения конденсаторов
Добавлено 11 декабря 2019 в 00:19
Сохранить или поделиться
Конденсаторы, как и все электрические компоненты, имеют ограничения, которые необходимо учитывать для надежности и правильной работы схемы.
Рабочее напряжение конденсатора
Рабочее напряжение: поскольку конденсаторы представляют собой не более чем два проводника, разделенных изолятором (диэлектриком), вы должны обратить внимание на максимально допустимое на нем напряжение. Если приложено слишком высокое напряжение, номинальное значение «пробоя» диэлектрического материала может быть превышено, что приведет к внутреннему короткому замыканию конденсатора.
Полярность конденсатора
Полярность: некоторые конденсаторы изготавливаются таким образом, что они могут выдерживать приложенное напряжение только одной полярности, но не другой. Это связано с их конструкцией: диэлектрик представляет собой микроскопически тонкий слой изоляции, нанесенный во время изготовления на одну из пластин с помощью постоянного напряжения. Они называются электролитическими конденсаторами, и их полярность четко обозначена.
Рисунок 1 – Полярность конденсатораИзменение полярности напряжения на электролитическом конденсаторе может привести к разрушению этого сверхтонкого диэлектрического слоя, что приведет к разрушению устройства. Однако толщина этого диэлектрика позволяет получать чрезвычайно высокие значения емкости при относительно небольшом размере корпуса. По той же причине электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь низкое номинальное напряжение по сравнению с другими типами конструкций конденсаторов.
Эквивалентная схема конденсатора
Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:
Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатораК счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!
Физические размеры конденсатора
Для большинства применений в электронике минимальный размер является целью для разработки компонентов. Чем меньшие по размеру компоненты можно изготовить, тем большая схема может быть встроена в меньший корпус, при этом, как правило, также уменьшается вес. В случае конденсаторов существуют два основных ограничивающих фактора для минимального размера устройства: рабочее напряжение и емкость. И эти два фактора, как правило, противоречат друг другу. Для любого конкретного выбранного диэлектрического материала единственный способ увеличить номинальное напряжение конденсатора – это увеличить толщину диэлектрика. Однако, как мы видели, это приводит к уменьшению емкости. Емкость можно восстановить, увеличив площадь пластины, но это делает компонент больше. Вот почему вы не можете судить о емкости конденсатора в фарадах просто по размеру. Конденсатор любого заданного размера может быть относительно высоким по емкости и с низким рабочим напряжением, или наоборот, или иметь некоторый компромисс между двумя этими крайностями. Посмотрим для примера следующие две фотографии:
Рисунок 3 – Масляный конденсатор высокого напряженияЭто довольно большой конденсатор по физическим размерам, но он имеет довольно низкое значение емкости: всего 2 мкФ. Тем не менее, его рабочее напряжение довольно высокое: 2000 вольт! Если бы этот конденсатор был перепроектирован так, чтобы между его пластинами был более тонкий слой диэлектрика, то могло бы быть достигнуто, по крайней мере, стократное увеличение емкости, но за счет значительного снижения его рабочего напряжения. Сравните приведенную выше фотографию с приведенной ниже. Конденсатор, показанный на нижнем рисунке, представляет собой электролитический компонент, по размерам подобный приведенному выше, но с очень отличающимися значениями емкости и рабочего напряжения:
Рисунок 4 – Электролитический конденсаторБолее тонкий слой диэлектрика дает ему гораздо большую емкость (20000 мкФ) и резко снижает рабочее напряжение (постоянное напряжение 35 В, напряжение 45 В в пике).
Вот некоторые образцы конденсаторов разных типов, все по размеру меньше, чем показанные ранее:
Рисунок 5 – Керамические конденсаторыРисунок 6 – Пленочные конденсаторыРисунок 7 – Электролитические конденсаторыРисунок 8 – Танталовые конденсаторыЭлектролитические и танталовые конденсаторы являются полярными (чувствительны к полярности) и всегда помечаются как таковые. У электролитических конденсаторов отрицательные (-) выводы отмечаются стрелками на корпусе. У некоторых полярных конденсаторов полярность обозначена на положительном выводе. У большого электролитического конденсатора на 20 000 мкФ, показанного выше, положительный (+) вывод помечен знаком «плюс». Керамические, майларовые, пленочные и воздушные конденсаторы не имеют маркировки полярности, потому что эти типы являются неполярными (они не чувствительны к полярности).
Конденсаторы являются очень распространенными компонентами в электронных схемах. Внимательно посмотрите на следующую фотографию – каждый компонент, обозначенный на печатной плате буквой «С», является конденсатором:
Рисунок 9 – Конденсаторы на сетевой картеНекоторые конденсаторы на плате – это стандартные электролитические конденсаторы: C30 (верхняя часть платы, в центре) и C36 (левая сторона, 1/3 от вершины). Некоторые другие представляют собой особый вид электролитических конденсаторов, называемый танталовым, потому что именно этот тип металла используется для изготовления пластин. Танталовые конденсаторы имеют относительно высокую емкость для своих физических размеров. На плате, показанной выше, танталовые конденсаторы: C14 (чуть ниже слева от C30), C19 (непосредственно под R10, который ниже C30), C24 (нижний левый угол платы) и C22 (внизу справа).
Примеры еще меньших по размеру конденсаторов можно увидеть на этой фотографии:
Рисунок 10 – Конденсаторы на жестком дискеКонденсаторы на этой печатной плате из соображений экономии места являются «устройствами поверхностного монтажа», как и все резисторы. В соответствии с соглашением о маркировке компонентов конденсаторы могут быть идентифицированы по меткам, начинающимся с буквы «C».
Оригинал статьи:
Теги
Алюминиевый электролитический конденсаторКерамический конденсаторКонденсаторТипы конденсаторовЭлектролитический конденсаторЭлектронные компонентыСохранить или поделиться
Э лектрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин — обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.
В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты. В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты. В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в). Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида — диэлектрика очень мала. При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные — просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов — разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока. Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания. Таблица 2.Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена.
Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот — металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера — это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока. Таблица 3.Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала.
Конденсаторы на основе поликарбоната используются
в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих
и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.
2. Второй вариант — маркировка производится не в пико, а в микрофарадах, причем вместо десятичной точки ставиться буква µ. 3.Третий вариант. У советских конденсаторов вместо латинской «р» ставилось «п». Допустимое отклонение номинальной емкости маркируется буквенно, часто буква следует за кодом определяющим
емкость(той же строкой). Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры.
Далее следует напряжение в вольтах, чаще всего — в виде обычного числа.
Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично.
Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с (вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного
буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке). Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая — закодированным значением
в пикоФарадах(мантиссой). Цифра — показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе).
Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт |
Пассивные компоненты. Конденсаторы — презентация онлайн
1. Омский государственный технический университет каф. «Электроника»
ДисциплинаРадиоматериалы и радиокомпоненты
Пассивные компоненты
Конденсаторы
Ст. преп. Пономарёв Д.Б.
2. Содержание
1. Функции, классификация2. Система обозначений и маркировка
3. Параметры конденсаторов
Конструкции конденсаторов
Эквивалентные схемы
Электрический
конденсатор
представляет собой систему из двух
электродов
(обкладок),
разделённых
диэлектриком, и обладает способностью
накапливать электрическую энергию.
Функции
На долю конденсаторов
примерно
25%
всех
принципиальной схемы.
приходится
элементов
C
e e0 S
d
,
C
e .
C0
Емкость плоского конденсатора, пФ
где e — относительная диэлектрическая
проницаемость диэлектрика ( e >1 ),
S — площадь обкладок конденсатора
(см2),
d — расстояние между обкладками (см).
5. Конденсаторы
Функции• Конденсатор в цепи постоянного
тока может проводить ток в
момент включения его в цепь
(происходит заряд или перезаряд
конденсатора), по окончании
переходного процесса ток через
конденсатор не течёт, так как его
обкладки разделены
диэлектриком.
• В цепи же переменного тока он
проводит колебания
переменного тока посредством
циклической перезарядки
конденсатора, замыкаясь так
называемым током смещения.
6. Конденсаторы
Слева — конденсаторыдля поверхностного
монтажа;
Справа — конденсаторы
для объёмного монтажа;
Сверху — керамические;
Снизу —
электролитические.
Классификация
конденсаторов
Классификация
Конденсаторы общего
назначения
1. Низкочастотные
2. Высокочастотные
Конденсаторы специального
назначения
1. Высоковольтные
2. Помехоподавляющие
3. Импульсные
4. Дозиметрические
5. Конденсаторы с электрически
управляемой ёмкостью
(варикапы, вариконды) и др.
Классификация
конденсаторов
Классификация
По назначению
1. Контурные
2. Разделительные
3. Блокировочные
4. Фильтровые
По характеру изменения ёмкости
1. Постоянные
2. Переменные
3. Подстроечные
9. Обозначение конденсаторов на схемах
Обозначениепо ГОСТ 2.728-74
Описание
Конденсатор постоянной ёмкости
Поляризованный конденсатор
Подстроечный конденсатор
переменной ёмкости
10. Обозначение конденсаторов на схемах
11. Обозначение конденсаторов на схемах
Варикапы. Это конденсаторы, емкость которых изменяется за счетизменения расстояния между его обкладками путем подведения
внешнего напряжения. Варикап — это одна из разновидностей
полупроводникового диода, к которому подводится обратное
напряжение, изменяющее емкость диода.
Вариконды. Это конденсаторы, емкость
которых зависит от напряженности
электрического поля.
12. Функции конденсаторов
ФункцииБлокировочный
(развязывающий)
конденсатор
Разделительный
конденсатор
Фильтр верхних
частот
Функции
Фильтр верхних
частот
Слаживающий
конденсатор
Демпфер
14. Обозначение конденсаторов на схемах
• На электрических принципиальных схемах номинальнаяёмкость конденсаторов обычно указывается в
микрофарадах (1 мкФ = 106 пФ) и пикофарадах, но
нередко и в нанофарадах.
• При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора
указывают в пикофарадах, при этом допустимо не
указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ»
опускают.
• При обозначении номинала ёмкости в других единицах
указывают единицу измерения.
15. Обозначение конденсаторов на схемах
• Для электролитических конденсаторов, а также длявысоковольтных конденсаторов на схемах, после
обозначения номинала ёмкости, указывают их
максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или
киловольтах (кВ).
• Например так: «10 мк x 10 В».
• Для переменных конденсаторов указывают диапазон
изменения ёмкости, например так: «10 — 180».
• В настоящее время изготавливаются конденсаторы с
номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических
рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну декаду
приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с
соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю
декаду.
16. Кодовая маркировка конденсаторов
• Маркировка 3 цифрамиПервые две цифры указывают на значение емкости в
пигофарадах (пф)
Последняя — количество нулей.
Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то
последняя цифра может быть «9».
При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0».
Буква R используется в качестве десятичной запятой.
Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пф.
Код Емкость [пФ] Емкость [нФ] Емкость [мкФ]
109
1
0,001
0,000001
159
1,5
0,0015
0,000001
229
2,2
0,0022
0,000001
339
3,3
0,0033
0,000001
479
4,7
0,0047
0,000001
689
6,8
0,0068
0,000001
100*
10
0,01
0,00001
150
15
0,015
0,000015
220
22
0,022
0,000022
330
33
0,033
0,000033
470
47
0,047
0,000047
680
68
0,068
0,000068
101
100
0,1
0,0001
151
150
0,15
0,00015
221
220
0,22
0,00022
331
330
0,33
0,00033
471
470
0,47
0,00047
681
680
0,68
0,00068
102
1000
1
0,001
* Иногда последний ноль не указывают
Код Емкость [пФ] Емкость [нФ] Емкость [мкФ]
152
1500
1,5
0,0015
222
2200
2,2
0,0022
332
3300
3,3
0,0033
472
4700
4,7
0,0047
682
6800
6,8
0,0068
103
10000
10
0,01
153
15000
15
0,015
223
22000
22
0,022
333
33000
33
0,033
473
47000
47
0,047
683
68000
68
0,068
104
100000
100
0,1
154
150000
150
0,15
224
220000
220
0,22
334
330000
330
0,33
474
470000
470
0,47
684
680000
680
0,68
105
1000000
1000
1
18. Кодовая маркировка конденсаторов
Код Емкость[пФ] Емкость[нФ] Емкость[мкФ]1622
16200
16,2
0,0162
4753
475000
475
0,475
• Маркировка 4 цифрами
Возможны варианты
кодирования
4-значным числом.
Но и в этом случае
последняя цифра
указывает количество
нулей,
а первые три — емкость в
пикофарадах.
Кодовая маркировка конденсаторов
Код Емкость [мкФ]
R1
0,1
R47
0,47
1
1
4R7
4,7
10
10
100
100
• Маркировка емкости в
микрофарадах
Вместо десятичной точки
может ставиться буква R.
20. Кодовая маркировка конденсаторов
• Смешанная буквенно-цифровая маркировка емкости, допуска, ТКЕ,рабочего напряжения
В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в
соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм
имеет различную буквенно-цифровую маркировку.
Код
p10
Ip5
332p
1НО или 1nО
15Н или 15n
33h3 или 33n2
590H или 590n
m15
1m5
33m2
330m
1mO
10m
Емкость
0,1 пФ
1,5 пФ
332 пФ
1,0 нФ
15 нФ
33,2 нФ
590 нФ
0,15мкФ
1,5 мкФ
33,2 мкФ
330 мкФ
1 мФ или 1000 мкФ
10 мФ
Параметры конденсаторов
Параметры конденсаторов
Параметры
конденсаторов
Параметры конденсаторов
Основные
1. Номинальная ёмкость
2. Рабочее напряжение
Кроме того, конденсаторы
паразитных параметров.
характеризуются
рядом
Параметры конденсаторов
Q
C
U
Ёмкость
конденсатора
–
электрическая ёмкость между электродами
конденсатора
(ГОСТ
19880
–
74),
определяемая
отношением,
накапливаемого
в
нём
заряду
к
приложенному
напряжению.
Ёмкость
конденсатора
зависит
от
материала
диэлектрика,
формы
и
взаимного
расположения электродов.
Удельная ёмкость – отношение
ёмкости
к
массе
(или
объёму)
конденсатора.
Номинальная
ёмкость
конденсатора СНОМ — емкость, которую
должен иметь конденсатор в соответствие
с нормативной документацией (ГОСТ или
ТУ).
Параметры конденсаторов
Номинальные
значения
ёмкости
СНОМ
электролитических конденсаторов определяются рядом:
0,5;1; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000;
5000 мкФ.
Номинальные значения
плёночных конденсаторов
ёмкости
СНОМ
бумажных
0,05; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8;.20; 40; 60; 80; 100; 400; 600; 800;
1000 мкФ.
Параметры конденсаторов
Международной электротехнической комиссией (МЭК) установлено
семь предпочтительных рядов для значений номинальной емкости
(Публикация № 63): ЕЗ; Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192. Цифры после
буквы Е указывают на число номинальных значений в каждом
десятичном интервале (декаде). Номинальные емкости соответствуют
числам декады и числам, полученным путем их умножения и деления
на 10n, где n — целое положительное или отрицателе число.
В производстве конденсаторов чаще всего используют
Параметры конденсаторов
Допустимое
отклонение
от
номинала
С
характеризует точность значения ёмкости и определяется
классом точности.
Класс
0,01
0.02
0,05
0
00
I
II
III
IV
V
VI
Допуск %
0,1
0,2
0,5
1
2
5
10
20
— 10
+20
-20
+30
-20
+50
Конденсаторы широкого применения имеют класс
точности I, II или III и соответствуют рядам Е6, Е12, Е24.
Блокировочные и разделительные конденсаторы
обычно соответствую классам II и III.
Контурные конденсаторы обычно соответствуют
классам 1, 0, или 00.
Фильтровые конденсаторы обычно соответствуют
классам IV, V, VI.
Параметры конденсаторов
Номинальное
рабочее
напряжение
конденсатора – максимальное напряжение, при
котором конденсатор может работать в течение
минимальной наработки, в условиях, указанных в
технической документации (ГОСТ 21415 – 75).
Значения номинальных напряжений установлены ГОСТ
9665 – 77. Все конденсаторы в процессе изготовления
подвергают воздействию испытательного напряжения в
течение 2…5 секунд.
U Н U ИСП U ПРОБ
Электрическое
сопротивление
изоляции
конденсатора – электрическое сопротивление
конденсатора постоянному току, определяемое
соотношением
Параметры конденсаторов
R ИЗ
U
I УТ
U — напряжение, приложенное к
конденсатору;
IУТ — ток утечки (проводимости).
Сопротивление изоляции всех видов конденсаторов, кроме
электролитических и полупроводниковых, очень велико и
составляет МОм, ГОм и даже ТОм. Это со противление измеряют в
нормальных климатических условиях (температура 25 10 С,
относительная влажность 45…75 %, атмосферное давление
86…106 кПа).
С
повышением
уменьшается.
температуры
сопротивление
изоляции
Эквивалентное
сопротивление ЭПС (ESR)
последовательное
Параметры конденсаторов
ESR Rc Ra
1
Rc
2 RC
Добротность конденсатора
Rc
Q
ESR
Rобкл = Rиз
Эквивалентная схема
конденсатора
Ia
1
tg
,
Ic C R
Параметры конденсаторов
Частотные свойства
При изменении частоты изменяется диэлектрическая
проницаемость диэлектрика. Увеличивается степень влияния
паразитных параметров (собственной индуктивности и
сопротивления потерь).
Собственная индуктивность конденсатора Lc – это
индуктивность выводов и обкладок.
На высоких частотах любой конденсатор можно
рассматривать как последовательный колебательный контур,
образуемый ёмкостью, собственной индуктивностью LC и
сопротивлением потерь RП. Резонанс наступает на частоте
fP
1
2 LC C
RC
При f > fP конденсатор ведёт себя как катушка
индуктивности. Обычно максимальная рабочая частота
конденсатора в 2…3 раза ниже резонансной.
Параметры конденсаторов
Характер частотной зависимости действующей ёмкости СД
в диапазоне частот от нуля до fР обусловливается
соотношением C, LC, RП. В большинстве случаев СД
уменьшается с ростом частоты во всём указанном диапазоне
частот. Вблизи резонансной частоты она всегда уменьшается
и стремится к нулю.
Параметры конденсаторов
Эквивалентная емкость конденсатора
Рабочие частоты конденсатора должны
быть существенно меньше f0.
Допустимая амплитуда переменного напряжения на
конденсаторе Um ДОП – амплитуда переменного напряжения, при
которой потери энергии в конденсаторе не превышают
допустимых. Значения Um ДОП приводятся в справочниках или
определяются по формуле
Параметры конденсаторов
U m ДОП
QР ДОП
2 f C
QР ДОП — допустимая реактивная мощность
конденсатора, В А
f
— частота напряжения на конденсаторе, Гц
C
— ёмкость конденсатора, Ф
Превышение Um
диэлектрика.
ДОП
может вызвать тепловой пробой
Ниже представлена зависимость напряжения Um ДОП от
частоты, построенная для фиксированных значений
температуры и допустимой мощности потерь РА = РА ДОП.
Граничная частота определяется допустимым снижением
действующей ёмкости.
Um ДОП
4
t = const
РА > РА ДОП
Параметры конденсаторов
UИСП
3
2
UНОМ
РА = РА ДОП
1
РА
5
fГР
6
fР
f
Стабильность параметров
конденсаторов
Электрические свойства и срок службы
конденсатора
зависят
от
условий
эксплуатации.
Воздействия
1. тепла
2. влажности
3. радиации
4. вибраций
5. ударов
6. др.
Наибольшее влияние оказывает температура.
Влияние температуры проявляется в изменении
1. ёмкости конденсатора
2. добротности конденсатора
3. электрической прочности конденсатора
Влияние температуры оценивают ТКЕ
С
С
С 0 T
Изменение ёмкости обусловлено изменением
диэлектрической проницаемости (в основном), а также
линейных размеров обкладок и диэлектрика
конденсатора
TKC TK e
TK e
e 2 e1
e1 (T2 T1 )
С
повышением
температуры
уменьшается
электрическая прочность и срок службы конденсатора.
У высокочастотных конденсаторов величина ТКЕ не зависит
от температуры и указывается на корпусе путём окрашивания
корпуса в определённый цвет и нанесения цветной метки.
У низкочастотных конденсаторов температурная зависимость
ёмкости
носит
нелинейный
характер.
Температурную
стабильность этих конденсаторов оценивают величиной
предельного отклонения ёмкости при крайних значениях
температуры.
Низкочастотные конденсаторы разделены на три группы
по величине температурной нестабильности:
1. Н20
20 %
2. Н30
30 %
3. Н90
+ 50 — 90 %
Понижение атмосферного давления приводит к
уменьшению электрической прочности, изменениям
ёмкости вследствие деформации элементов конструкции
конденсатора. Возможны нарушения герметичности
конденсатора.
При поглощении влаги диэлектриком конденсатора
увеличивается ёмкость и резко уменьшается сопротивление
изоляции. В результате возрастают потери энергии,
особенно при повышенных температурах, и уменьшается
электрическая
прочность
(повышается
вероятность
пробоя).
При
длительном
хранении
конденсаторов изменяется их ёмкость.
Стабильность конденсаторов во времени
характеризуется
коэффициентом
старения
С
С 0 t
Потери энергии в конденсаторах обусловлены
электропроводностью и поляризацией диэлектрика.
Их характеризуют тангенсом угла диэлектрических
потерь tgδ.
1. Конденсаторы с керамическим диэлектриком
имеют tgδ 10-4
2. Конденсаторы со слюдяным диэлектриком
имеют tgδ 10-4
3. Конденсаторы с бумажным диэлектриком имеют tgδ
= 0,01…0,02
4. Конденсаторы с оксидным диэлектриком имеют tgδ
= 0,1…1,0
Конструкция конденсаторов
Конструкция
конденсаторов
1. Пакетная
2. Трубчатая
3. Дисковая
4. Литая секционная
5. Рулонная
6. Конденсаторы гибридных
ИМС
7. Подстроечные
8. КПЕ
Спасибо за внимание!
45
Обозначение и схема всех типов конденсаторов
Конденсатор — это устройство, которое накапливает электрическую энергию в виде электрического заряда в электрическом поле. Конденсатор хорошо известен как пассивный электрический или электронный компонент. Конденсатор — это устройство с двумя выводами, и свойство или эффект конденсатора называется емкостью. Конденсатор также известен как конденсатор.
Конденсатор — очень полезный компонент, который используется почти во всех электрических и электронных схемах.Основная функция конденсатора — накапливать электрическую энергию. Конденсатор используется для накопления энергии, повышения коэффициента мощности и схем фильтрации. Существуют различные типы конденсаторов в зависимости от их природы, полярности и конструкции. В этой статье мы увидим все типы обозначений и схем конденсаторов.
Различные типы конденсаторов:
- Электролитический конденсатор
- Керамический конденсатор
- Поляризованный конденсатор
- Неполяризованный конденсатор
- Фиксированный конденсатор
- Переменный конденсатор
- Подстроечный конденсатор
Электролитический конденсатор
пластина из алюминия или тантала с оксидным диэлектрическим слоем.Другой электрод — жидкий электролит. Электролитические конденсаторы — это поляризованные конденсаторы. Электролитические конденсаторы обладают высокой емкостью, но имеют низкую стойкость и высокий риск взрыва. Здесь вы можете увидеть символ электролитического конденсатора. - Соединение по переменному току , включая шунтирование (пропускание сигналов переменного тока с блокировкой постоянного тока)
- развязка (фильтрация переменного тока или высоких частот, наложенных на постоянный или низкие частоты в силовых, опорных и сигнальных цепях)
- активные / пассивные фильтры RC или частотно-избирательные сети
- аналоговые интеграторы и схемы выборки и хранения (сбор и хранение заряда)
- Политика в отношении файлов cookie
- Глобальный
- верхний Глобальный
- Продукты Продукты
- Конденсаторы
- Резисторы
- Индукторы (катушки)
- Решения для управления температурным режимом
- Компоненты ЭМС, защита цепей
- Датчики
- Устройства ввода, переключатели
- Полупроводники
- Реле, Коннекторы
- Датчики и компоненты FA
- Двигатели, компрессоры
- Носители записи
- Пользовательские и модульные устройства
- Завод Автоматизация, Сварочные Аппараты
- Промышленные аккумуляторы
- Электронные материалы
- Материалы
- Руководства по применению Руководства по применению
- Автомобильная промышленность
- Кондиционер
- Кластерный HUD
- Модуль управления кузовом
- Автомобильная AV-система
- Зарядная станция для электромобилей
- Система управления батареями
- Модуль стеклоподъемника
- Записывающее устройство
- Электрический мотоцикл
- Система контроля давления в шинах (TPMS)
- Система вызова службы экстренной помощи (eCall)
- Промышленные предприятия
- Многофункциональный принтер (МФУ)
- Программируемый логический контроллер (ПЛК)
- 3д принтер
- Электрические инструменты
- Кондиционер питания
- Автономный робот доставки
- Промышленный робот
- Модули решений
- Серводвигатель переменного тока
- Источник бесперебойного питания (ИБП)
- Умное общество
- Камера слежения
- Биометрия
- Газовый счетчик
- Водомер
- Базовая станция для малых сот
- Цифровые вывески
- Бытовая техника
- Светодиодное освещение (потолочный светильник)
- Умный счетчик
- Кондиционер
- Домашняя система энергоменеджмента (HEMS)
- Холодильник
- Стиральная машина
- Солнечная инверторная система
- Система хранения энергии
- Микроволновая печь
- AV / Компьютеры
- Проектор
- Смартфон
- Носимое устройство
- Планшет
- Здравоохранение
- Портативный монитор ЭКГ
- Капсульный эндоскоп
- Сфигмоманометр
- Электрическая зубная щетка
- Слуховой аппарат
- Автомобильная промышленность
- Скачать Скачать
- Каталог продукции
- Отчет о подтверждении RoHS / REACH
- Данные САПР
- Данные моделирования схем
- Силовые индукторы
- SP-Cap / Алюминиевые конденсаторы с проводящим полимером
- POSCAP / Твердотельные конденсаторы из токопроводящего полимера и тантала
- OS-CON / Алюминиевые твердотельные конденсаторы с проводящим полимером
- Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
- Алюминиевые электролитические конденсаторы поверхностного монтажа
- Фильтры синфазного шума
- Чип-варисторы
- Варисторы (ZNR Surge Absorber)
- Подавитель ЭСР / Блок подавителя ЭСР
- Паспорт безопасности аккумуляторной батареи
- Литиевая батарея UN38.3 Резюме теста
- Поддержка дизайна Поддержка дизайна
- Поддержка выбора продукта
- Базовые знания
- Решения
- Оптимальное решение для схемотехники
- Решения для устройств
- Шумовые / тепловые решения
- Тепловые решения
- Инструменты проектирования и моделирования
- Инструменты поддержки
- Служба технической поддержки
- Поддержка производства
- Новости Новости
- Информация
- пресс-релиз
- Связаться с нами Связаться с нами
Базы продаж
Часто задаваемые вопросы
- Конденсаторы
- Проводящие полимерные алюминиевые электролитические конденсаторы (SP-Cap)
- Твердотельные конденсаторы из токопроводящего полимера и тантала (POSCAP)
- Проводящие полимерные алюминиевые твердотельные конденсаторы (OS-CON)
- Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (поверхностного монтажа)
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (с радиальными выводами)
- Электрические двухслойные конденсаторы (намотанного типа) (Продукция, снятая с производства)
- Модули резервного питания с двухслойными электрическими конденсаторами
- Пленочные конденсаторы (для электронного оборудования)
- Пленочные конденсаторы (для двигателей переменного тока)
- Пленочные конденсаторы (автомобильные, промышленные и инфраструктурные)
- Многослойные керамические конденсаторы
- Многослойные керамические массивы конденсаторов
- Электрические двухслойные конденсаторы (многослойные монеты) (Продукция, снятая с производства)
- Резисторы
- Чип-резисторы для высоких температур
- Прецизионные чип-резисторы
- Чувствительные чип-резисторы
- Чип-резисторы малой и большой мощности
- Антисульфурные чип-резисторы
- Чип-резисторы общего назначения
- Резисторная сеть
- Резисторы с выводами (продукция, снятая с производства)
- Аттенюатор
- Термочувствительные резисторы (Продукция, снятая с производства)
- Подстроечные потенциометры (Продукция, снятая с производства)
- Индукторы (катушки)
- Силовые индукторы для автомобильной промышленности
- Силовые индукторы для потребителей
- Силовые индукторы многослойного типа (Продукция, снятая с производства)
- Катушки повышения напряжения
- Дроссельные катушки (Продукция, снятая с производства)
- Чип-индукторы (Продукция, снятая с производства)
- Другие изделия индуктивности (катушки)
- Решения для управления температурным режимом
- Лист термозащиты (Графитовый лист (PGS) / прикладные продукты PGS / NASBIS)
- Термистор NTC (тип чипа)
- Материалы монтажных плат для светодиодных светильников серии «ECOOL».
- Вентилятор охлаждения с уникальным гидродинамическим подшипником
- Другие изделия для управления температурным режимом
- Компоненты ЭМС, защита цепей
- Фильтры синфазного шума
- Фильтры EMI (продукция, снятая с производства)
- Подавитель ЭСР
- Чип варистор
- Варисторы (ZNR Surge Absorber)
- Предохранители
- Пленка для защиты от электромагнитных волн
- Другие компоненты ЭМС
- Датчики
- Датчик MR
- Гироскопические датчики
- Датчики температуры (автомобильные)
- Датчики положения
- Инерционный датчик 6DoF для автомобильной промышленности (датчик 6в1)
- Датчик движения PIR PaPIRs
- Датчик освещенности NaPiCa (Продукция, снятая с производства)
- Датчик движения MA (Продукция, снятая с производства)
- 1-осевой акселерометр GF1 (Продукция, снятая с производства)
- Датчик ускорения GS1 (Продукция, снятая с производства)
- Датчик ускорения GS2 (Продукция, снятая с производства)
- Датчики давления PF
- Датчики давления PS
- Датчики давления PS-A (встроенная схема усиления и температурной компенсации)
- Инфракрасный датчик Grid-EYE
- Датчик пыли (PM)
- TOF камера
- Волоконно-оптические датчики
- Световые завесы / Компоненты безопасности
- Датчики площади
- Фотоэлектрические датчики / лазерные датчики
- Микро-фотоэлектрические датчики
- Индуктивные датчики приближения
- Датчики давления / датчики расхода
- Датчики измерения
- Датчики особого назначения
- Опции сенсора
- Системы экономии проволоки
- Другие сенсорные продукты
- Устройства ввода, переключатели
- Детекторные переключатели
- Кнопочные переключатели
- Тактильные переключатели (переключатели Light Touch)
- Сенсорные панели
- Кулисные переключатели питания
- Переключатели типа уплотнения
- Переключатели без уплотнения
- Концевые выключатели
- Переключатели мгновенного действия
- Переключатели обнаружения падения
- Емкостное устройство для измерения силы
- Энкодеры
- Автомобильные кодеры
- Поворотные потенциометры
- Автомобильные поворотные потенциометры
- Другие устройства ввода
- Полупроводники
- Микрокомпьютеры
- Среда разработки программного обеспечения
- БИС с человеко-машинным интерфейсом
- Аудио интегрированные БИС
- Тег NFC
- Безопасная ИС
- ИС драйвера светодиодов
- ИС драйвера двигателя
- Диоды
- Транзистор
- МОП-транзисторы для защиты литий-ионных батарей
- МОП-транзисторы для общего переключения
- МОП-транзисторы для автомобильной схемы переключения
- МОП-транзисторы для балансировки автомобильных ячеек
- Другие полевые МОП-транзисторы
- Светодиоды
- Фото детекторы
- Лазерные диоды
- Датчики изображения
- Малошумящие усилители (МШУ)
- Усилитель мощности для мобильных телефонов (PA)
- Аналоговый мастер-слайс
- Устройства питания GaN
- Преобразователь переменного тока в постоянный / ИС источника питания (IPD)
- Регуляторы DC-DC
- ИС мониторинга батареи
- Прочие полупроводники
- Реле, Коннекторы
- PhotoMOS
- Силовые реле (более 2 А)
- Реле безопасности
- Твердотельные реле (SSR)
- Сигнальные реле (2 А или меньше)
- СВЧ-устройства (микроволновые реле / коаксиальные переключатели)
- Автомобильные реле
- Реле отключения постоянного тока большой емкости
- Муфта PhotoIC
- Интерфейсный терминал
- Коннектор с узким шагом для платы к FPC
- Коннектор с узким шагом для платы на плату
- Сильноточные соединители
- Разъемы FPC / FFC
- Активные оптические разъемы
- Упаковочные устройства MIPTEC 3D
- Другие реле / разъемы
- Датчики и компоненты FA
- Волоконно-оптические датчики
- Световые завесы / Компоненты безопасности
- Датчики площади
- Фотоэлектрические датчики / лазерные датчики
- Микро-фотоэлектрические датчики
- Индуктивные датчики приближения
- Датчики давления / датчики расхода
- Датчики измерения
- Датчики особого назначения
- Опции сенсора
- Системы экономии проволоки
- Устройства статического контроля
- Решения для управления энергопотреблением
- Программируемые контроллеры / интерфейсный терминал
- Человеко-машинный интерфейс
- Системы машинного зрения
- Системы УФ-отверждения
- Лазерные маркеры / считыватели 2D-кода
- Таймеры / Счетчики / Компоненты FA
- Двигатели
- Серводвигатели переменного тока
- Бесщеточные двигатели
- Компактные мотор-редукторы переменного тока
- Сервоприводы переменного тока
- Бесщеточный усилитель
- Компактные редукторные регуляторы скорости переменного тока
- Промышленные двигатели
- Опция (двигатели для FA и промышленного применения)
- Головка шестерни
- Двигатели для кондиционирования воздуха
- Двигатели для пылесосов
- Двигатели для холодильника
- Двигатели для автомобилей
- Компрессоры
- Насосы постоянного тока
- Поршневые компрессоры (фиксированная скорость)
- Поршневые компрессоры (с переменной скоростью)
- Роторные компрессоры (фиксированная скорость)
- Роторные компрессоры (с переменной скоростью)
- Спиральные компрессоры (фиксированная скорость)
- Спиральные компрессоры (с переменной скоростью)
- Носители записи
- Карты памяти SD
- Blu-ray Disc ™
- Другие промышленные устройства
- Пользовательские и модульные устройства
- Асферические стеклянные линзы
- Чип-кольцо
- Панели с вакуумной изоляцией
- Ультразвуковой датчик расхода газа GB-L1CM1
- Ультразвуковой датчик расхода и концентрации газа для водорода
- Литая свинцовая рама
- Другие пользовательские / модульные устройства
- Завод Автоматизация, Сварочные Аппараты
- Системы, связанные с установкой электронных компонентов
- Элементы решения
- Системы, связанные с устройством
- Системы, связанные с дисплеем
- Система измерения
- Окончательная сборка и упаковка
- Трехмерные профилометры сверхточности
- Роботы с параллельным соединением
- Аппараты для дуговой сварки
- Промышленные роботы
- Лазерная обработка
- Сварочное решение для Интернета вещей (VRPS / Bead Eye / iWNB)
- Сварочные аппараты прочие
- Другая автоматизация производства
- Промышленные аккумуляторы
- Литий-ионные аккумуляторы
- Никель-металлогидридные батареи
- Ni-Cd аккумуляторы (Cadnica)
- Перезаряжаемые литиевые батареи монетного типа
- Литий-ионные батареи штыревого типа
- Свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном
- Аккумулятор VRLA для электромобиля
- Литиевые батареи
- Цинк-угольные и щелочные батареи
- Литиевая батарея UN38.3 Резюме теста
- Электронные материалы
- Полупроводниковые герметизирующие материалы / клей
- Пластиковая формовочная смесь
- Материалы печатной платы
- Продвинутые фильмы
- Другие новые материалы
- Материалы
- Монокристалл оксида цинка пана-тетра
- Смола Pana-Tetra Compound
- Пленка для предотвращения электризации Pana-Tetra
- «AMTECLEAN A» Чистящее средство для термопластавтоматов.
- Неорганическое противомикробное средство «AMTECLEAN Z»
- Другие материалы
- Конденсаторы
- Продукты
- Руководства по применению
- Скачать
- Поддержка дизайна
- Новости
- Связаться с нами
- Panasonic
- бизнес
- Промышленные устройства и решения
- Продукты
- Конденсаторы
- Электролитические конденсаторы с проводящим полимером (OS-CON)
- Гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы с проводящим полимером
- Алюминиевые электролитические конденсаторы Расширенное меню вторичной навигации
- Алюминиевые твердотельные конденсаторы с проводящим полимером (OS-CON)
- Гибридный проводящий полимер Конденсаторы
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (поверхностного монтажа)
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (с радиальными выводами)
- Электрические двухслойные конденсаторы (золотой конденсатор) Expand Secondary Navigatio n Меню
- Модули резервного питания с электрическими двухслойными конденсаторами
- Пленочные конденсаторы Расширенное меню вторичной навигации
- Пленочные конденсаторы (для электронного оборудования)
- Пленочные конденсаторы (для двигателей переменного тока)
- Пленочные конденсаторы (автомобильные, промышленные и инфраструктурные)
Керамические конденсаторы очень дешевы и компактны. Они наиболее подходят для высокочастотных приложений. Керамический конденсатор обеспечивает только низкое значение емкости. Керамические конденсаторы — это неполяризованные конденсаторы. Здесь вы можете увидеть символ керамического конденсатора.
Поляризованные конденсаторы не могут работать с блоком питания различной полярности. У них есть определенные положительные и отрицательные клеммы. Когда положительная клемма конденсатора подключена к положительной клемме источника питания, а отрицательная клемма конденсатора подключена к отрицательной клемме источника питания, он будет работать правильно. Электролитический конденсатор, суперконденсатор являются примерами поляризованного конденсатора. Здесь вы можете увидеть символ поляризованного конденсатора.
Неполяризованные конденсаторы — это конденсаторы, которые могут работать с источниками питания различной полярности. У них нет какой-либо конкретной положительной или отрицательной клеммы. Керамические конденсаторы являются примерами неполяризованных конденсаторов. Здесь вы можете увидеть символ неполяризованного конденсатора.
Конденсатор постоянной емкости всегда обеспечивает постоянное значение емкости. Его емкость не может быть изменена или изменена. Здесь вы можете увидеть символ фиксированного конденсатора. Обычные компактные электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы являются примерами конденсаторов постоянной емкости.
Переменный конденсатор может обеспечивать различные значения емкости в соответствии с нашими требованиями. Мы можем изменить его значение емкости в любое время. Здесь вы можете увидеть символ переменного конденсатора.
Подстроечный конденсатор также является одним из типов конденсаторов переменной емкости. Он использует подгонку диэлектрической среды конденсатора для изменения значения емкости. Здесь вы можете увидеть символ подстроечного конденсатора.
Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.
Емкость и конденсаторы | Analog Devices
I. Общие сведения о паразитных эффектах в конденсаторах:
В. Мне нужно понять, как правильно выбрать конденсатор для моего приложения, но я не совсем понимаю преимущества и недостатки множества различных типов.
A. Выбор подходящего типа конденсатора для конкретного применения не так уж и сложен. Как правило, вы обнаружите, что большинство конденсаторов относятся к одной из четырех категорий применения:
Несмотря на то, что существует более дюжины или около того популярных типов конденсаторов, включая полимерные, пленочные, керамические, электролитические и т. Д.- вы обнаружите, что, как правило, только один или два типа лучше всего подходят для конкретного применения, потому что явные недостатки или «паразитные эффекты» на производительность системы, связанные с другими типами конденсаторов, заставят их устранить.
В. О каких «паразитических эффектах» вы говорите?
A. В отличие от «идеального» конденсатора, «настоящий» конденсатор характеризуется дополнительными «паразитными» или «неидеальными» компонентами или поведением в виде резистивных и индуктивных элементов, нелинейности и диэлектрической памяти.Результирующие характеристики этих компонентов обычно указываются в паспорте производителя конденсатора. Понимание влияния этих паразитных факторов в каждом приложении поможет вам выбрать правильный тип конденсатора.
В. Хорошо, каковы наиболее важные параметры, описывающие неидеальное поведение конденсатора?
A. Четыре наиболее распространенных эффекта — это утечка (параллельное сопротивление), эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), эквивалентное последовательное сопротивление (ESL) и диэлектрическое поглощение (память).
Утечка конденсатора, R P : Утечка является важным параметром в приложениях связи по переменному току, в устройствах хранения, таких как аналоговые интеграторы и держатели образцов, а также при использовании конденсаторов в цепях с высоким импедансом.
В идеальном конденсаторе заряд Q изменяется только в зависимости от внешнего тока. Однако в реальном конденсаторе сопротивление утечки позволяет заряду стекать со скоростью, определяемой постоянной времени R-C.
Конденсаторы электролитического типа (танталовые и алюминиевые), отличающиеся высокой емкостью, имеют очень высокий ток утечки (обычно порядка 5-20 нА на мкФ) из-за низкого сопротивления изоляции и не подходят для хранения или связи Приложения.
Наилучшим выбором для соединения и / или хранения является тефлон (политетрафторэтилен) и другие «поли» типы (полипропилен, полистирол и т. Д.).
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), R S : Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсатора — это сопротивление последовательно соединенных выводов конденсатора с эквивалентным сопротивлением пластин конденсатора.ESR заставляет конденсатор рассеивать мощность (и, следовательно, производить потери), когда протекают высокие переменные токи. Это может иметь серьезные последствия для ВЧ и разделительных конденсаторов питания, несущих большие токи пульсации, но вряд ли окажет большое влияние на прецизионные низкоомные аналоговые схемы с высоким импедансом.
Конденсаторы с самым низким ESR включают как слюдяные, так и пленочные типы.
Эквивалентная последовательная индуктивность (ESL), L S : Эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) конденсатора моделирует индуктивность выводов конденсатора, соединенных последовательно с эквивалентной индуктивностью пластин конденсатора.Как и ESR, ESL также может быть серьезной проблемой на высоких (RF) частотах, даже если сама прецизионная схема может работать на постоянном токе или на низких частотах. Причина в том, что транзисторы, используемые в прецизионных аналоговых схемах, могут иметь усиление, достигающее переходных частот ( F t ) в сотни МГц или даже несколько ГГц, и могут усиливать резонансы с низкими значениями индуктивности. Это делает важным, чтобы клеммы источника питания таких цепей были должным образом развязаны на высокой частоте.
Электролитические, бумажные или пленочные конденсаторы с пластиковой пленкой — плохой выбор для развязки на высоких частотах; в основном они состоят из двух листов металлической фольги, разделенных листами пластика или бумажного диэлектрика и скрученных в рулон. Такая структура имеет значительную самоиндукцию и действует больше как индуктор, чем конденсатор на частотах, превышающих всего несколько МГц.
Более подходящим выбором для ВЧ развязки является монолитный керамический конденсатор с очень низкой последовательной индуктивностью.Он состоит из многослойного сэндвича из металлических пленок и керамического диэлектрика, причем пленки соединены параллельно шинам, а не скручены последовательно.
Незначительный компромисс заключается в том, что монолитные керамические конденсаторы могут быть микрофонными (то есть чувствительными к вибрации), а некоторые типы могут даже быть саморезонансными со сравнительно высокой добротностью из-за низкого последовательного сопротивления, сопровождающего их низкую индуктивность. С другой стороны, дисковые керамические конденсаторы иногда бывают довольно индуктивными, хотя и менее дорогими.
В. Я видел термин «коэффициент рассеяния» в таблицах выбора конденсаторов. Что это?
A. Хороший вопрос. Поскольку утечку, ESR и ESL почти всегда сложно определить по отдельности, многие производители объединяют утечку, ESR и ESL в единую спецификацию, известную как коэффициент рассеяния или DF, который в основном описывает неэффективность конденсатора. DF определяется как отношение энергии, рассеиваемой за цикл, к энергии, запасенной за цикл.На практике это равно коэффициенту мощности диэлектрика или косинусу фазового угла. Если рассеяние на высоких частотах в основном моделируется как последовательное сопротивление, на интересующей критической частоте отношение эквивалентного последовательного сопротивления, ESR, к общему емкостному реактивному сопротивлению является хорошей оценкой DF,
Коэффициент рассеяния также оказывается эквивалентным обратной величине добротности конденсатора, или Q, которая также иногда указывается в паспорте производителя.
Диэлектрическая абсорбция, RDA, CDA: Монолитные керамические конденсаторы отлично подходят для ВЧ развязки, но они имеют значительное диэлектрическое поглощение , что делает их непригодными для использования в качестве запоминающего конденсатора усилителя удержания образца (SHA). Диэлектрическая абсорбция — это гистерезисное внутреннее распределение заряда, которое заставляет конденсатор, который быстро разряжается, а затем размыкается, чтобы восстановить часть своего заряда. Поскольку количество восстановленного заряда является функцией его предыдущего заряда, это, по сути, зарядная память и вызовет ошибки в любом SHA, где такой конденсатор используется в качестве запоминающего конденсатора.
Конденсаторы, рекомендуемые для этого типа применения, включают конденсаторы «поли» типа, о которых мы говорили ранее, то есть полистирол, полипропилен или тефлон. Эти типы конденсаторов имеют очень низкое диэлектрическое поглощение (обычно <0,01%).
Общие характеристики конденсаторов приведены в сравнительной таблице конденсаторов внизу этой страницы.
Замечание о высокочастотной развязке в целом: Лучший способ обеспечить адекватную развязку аналоговой цепи как на высоких, так и на низких частотах — это использовать конденсатор электролитического типа, такой как танталовый шарик, параллельно с монолитно-керамический.Комбинация будет иметь высокую емкость на низкой частоте и останется емкостной до довольно высоких частот. Обычно нет необходимости иметь танталовый конденсатор на каждой отдельной ИС, за исключением критических случаев; Если между каждой ИС и танталовым конденсатором имеется менее 10 см достаточно широкой дорожки для ПК, можно использовать один танталовый конденсатор для нескольких ИС.
Еще одна вещь, о которой следует помнить о высокочастотной развязке, — это фактическое физическое размещение конденсатора.Даже короткие отрезки провода имеют значительную индуктивность, поэтому устанавливайте ВЧ развязывающие конденсаторы как можно ближе к ИС и убедитесь, что выводы состоят из коротких широких дорожек ПК.
В идеале, ВЧ развязывающие конденсаторы должны быть частями для поверхностного монтажа, чтобы исключить индуктивность выводов, но конденсаторы с проволочным концом в порядке, при условии, что длина выводов устройства не превышает 1,5 мм.
II. Паразитная емкость:
Теперь, когда мы поговорили о паразитном влиянии конденсаторов как компонентов, давайте поговорим о другой форме паразитной емкости, известной как «паразитная» емкость.
В. Что это?
A. Что ж, точно так же, как конденсатор с параллельными пластинами, паразитные конденсаторы образуются всякий раз, когда два проводника находятся в непосредственной близости друг от друга (особенно, если они идут параллельно), и не закорочены вместе и не экранированы проводником, служащим в качестве щит Фарадея.
Паразитная или паразитная емкость обычно возникает между параллельными дорожками на печатной плате или между дорожками / плоскостями на противоположных сторонах печатной платы. Возникновение и эффекты паразитной емкости, особенно на очень высоких частотах, к сожалению, часто упускаются из виду при моделировании схемы и могут привести к серьезным проблемам с производительностью, когда системная печатная плата построена и собрана; Примеры включают больший шум, пониженную частотную характеристику и даже нестабильность.
Например, если формула емкости применяется к случаю следов на противоположных сторонах платы, то для материала печатной платы общего назначения (E R = 4,7, d = 1,5 мм) емкость между проводниками на противоположных сторонах платы. плата чуть ниже 3 пФ / см 2 . На частоте 250 МГц 3 пФ соответствуют реактивному сопротивлению 212,2 Ом!
В. Итак, как я могу устранить паразитную емкость?
A. Вы никогда не сможете «устранить» паразитную емкость; Лучшее, что вы можете сделать, это принять меры для минимизации его воздействия в цепи.
В. Как мне это сделать?
A. Что ж, один из способов минимизировать влияние паразитной связи — это использовать экран Фарадея, который представляет собой просто заземленный проводник между источником связи и цепью, на которую воздействуют.
В. Как это работает?
A. Посмотрите на рисунок; это эквивалентная схема, показывающая, как источник высокочастотного шума V N связан с полным сопротивлением системы Z через паразитную емкость C. Z 1 , следующим лучшим решением будет установка щита Фарадея:
Как показано ниже, экран Фарадея прерывает электрическое поле связи.Обратите внимание, как экран заставляет шум и токи связи возвращаться к своему источнику, не протекая через Z 1 .
Другой пример емкостной связи — керамические ИС с пайкой сбоку. Эти DIP-пакеты имеют небольшую квадратную токопроводящую крышку из ковара, припаянную к металлизированному краю на керамической крышке корпуса. Производители корпусов предлагают только два варианта: металлизированный ободок можно соединить с одним из угловых штырей упаковки или оставить неподключенным. Большинство логических схем имеют вывод заземления в одном из углов корпуса, поэтому крышка заземлена.Но у многих аналоговых схем нет контакта заземления в углу корпуса, и крышка остается плавающей. Такие схемы оказываются гораздо более уязвимыми к шуму электрического поля, чем тот же чип в пластиковом корпусе DIP, где он неэкранирован.
Каким бы ни был уровень шума окружающей среды, для пользователя рекомендуется заземлять крышку любой боковой паяной керамической ИС, если крышка не заземлена производителем. Это можно сделать с помощью проволоки, припаянной к крышке (это не повредит устройство, так как микросхема термически и электрически изолирована от крышки).Если пайка к крышке недопустима, можно использовать заземленный зажим из фосфористой бронзы для заземления или использовать токопроводящую краску для соединения крышки с контактом заземления. Никогда не пытайтесь заземлить такую крышку, не убедившись, что она действительно не подключена. ; существуют типы устройств, крышка которых соединена с шиной питания, а не с землей!
Один случай, когда экран Фарадея неосуществим, — это между соединительными проводами интегральной микросхемы. Это имеет важные последствия.Паразитная емкость между двумя соединительными проводами микросхемы и связанными с ними выводами составляет порядка 0,2 пФ; наблюдаемые значения обычно лежат между 0,05 и 0,6 пФ.
Рассмотрим преобразователь высокого разрешения (АЦП или ЦАП), который подключен к высокоскоростной шине данных. Каждая линия шины данных (которая будет переключаться со скоростью от 2 до 5 В / нс) сможет влиять на аналоговый порт преобразователя через эту паразитную емкость; последующее объединение цифровых фронтов ухудшит характеристики преобразователя.
Этой проблемы можно избежать, изолировав шину данных, вставив заблокированный буфер в качестве интерфейса. Хотя это решение включает в себя дополнительный компонент, который занимает площадь на плате, потребляет электроэнергию и увеличивает стоимость, оно может значительно улучшить отношение сигнал-шум преобразователя.
ТИП | ТИПИЧНЫЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОГЛОЩЕНИЕ | ПРЕИМУЩЕСТВА | НЕДОСТАТКИ |
НПО керамика | <0.1% | Маленький размер корпуса Недорого Хорошая стабильность Широкий диапазон значений Многие производители Низкая индуктивность | DA обычно низкий, но не может быть указан Ограничено небольшими значениями (10 нФ) |
Полистирол | 0,001% до 0,02% | Недорого Доступен низкий DA Широкий диапазон значений Хорошая стабильность | Повреждение из-за температуры> + 85 ° C Большой размер корпуса Высокая индуктивность |
Полипропилен | 0.001% до 0,02% | Недорого Доступен с низким DA Широкий диапазон значений | Повреждено температурой> + 105 ° C Большой размер корпуса Высокая индуктивность |
Тефлон | 0,003% до 0,02% | Доступен низкий DA Хорошая стабильность Эксплуатация при температуре выше + 125 ° C Широкий диапазон значений | Относительно дорого Большой размер Высокая индуктивность |
МОП | 0.01% | Good DA Small Эксплуатация при температуре выше + 125 ° C Низкая индуктивность | Ограниченная доступность Доступна только для малых значений емкости |
Поликарбонат | 0,1% | Хорошая стабильность Низкая стоимость Широкий температурный диапазон | Большой размер DA ограничивает 8-битные приложения Высокая индуктивность |
Полиэстер | 0.От 3% до 0,5% | Средняя стабильность Низкая стоимость Широкий температурный диапазон Низкая индуктивность (многослойная пленка) | Большой размер DA ограничивает 8-битные приложения Высокая индуктивность |
Монолитная керамика (High K) | > 0,2% | Низкая индуктивность Широкий диапазон значений | Плохая стабильность Плохая DA Высокий коэффициент напряжения |
Слюда | > 0.003% | Низкие потери на ВЧ Низкая индуктивность Очень стабильная Доступны значения 1% или лучше | Довольно большой Низкие значения (<10 нФ) Дорого |
Алюминий электролитический | Высокая | Большие значения Высокие токи Высокие напряжения Малые размеры | Высокая утечка Обычно поляризация Низкая стабильность Низкая точность Индуктивная |
Тантал электролитический | Высокая | Малый размер Большие значения Средняя индуктивность | Довольно высокая утечка Обычно поляризованный Дорогой Низкая стабильность Низкая точность |
Конденсаторы — Промышленные устройства и решения
Закрывать
SearchBuy or Sample
SearchBuy or Sample Нажмите здесь, чтобы увидеть продукцию, снятая с производства
Список продуктов
информация
[2021 ]
Новый продукт
Проводящие полимерные алюминиевые электролитические конденсаторы (SP-Cap): серия JX с гарантией высокой температуры и влажности запущена в продажу.Информация
Твердотельные конденсаторы с проводящим полимерным танталом: серии TPE (4 номера детали), серия TPG (9 номеров деталей) не рекомендуются для новой конструкции.Информация
Электрические двухслойные конденсаторы: Электрические двухслойные конденсаторы (намотанного типа) больше не выпускаются.Новый продукт
Твердотельные конденсаторы с проводящим полимерным танталом: каталожный номер TPE (24), TPB (4), TPC (4), TPF (12), TPS (1), Добавлена серия TQC (4).Новый продукт
Проводящие полимерные гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы: добавлен номер детали ZA-A (1 номер детали).
- Распечатать
-
Вернуться к началу - Район / Страна
© Корпорация Panasonic
О Panasonic | Карта сайта | Условия эксплуатации | Политика конфиденциальности | Политика использования файлов cookie | Обработка личной информацииРуководство по замене электролитического конденсатора на MLCC | Руководство по решению
Руководства по решениям
Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC Обзор
В электронных устройствах используются несколько конденсаторов.Алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы используются в приложениях, где требуется большая емкость, но миниатюризировать и уменьшить профиль этих продуктов сложно, и они имеют значительные проблемы с самонагревом из-за токов пульсаций.
Однако, благодаря достижениям в области большой емкости MLCC в последние годы, стало возможным заменить различные типы конденсаторов, используемых в цепях питания, на MLCC.
Переход на MLCC дает различные преимущества, такие как небольшой размер благодаря миниатюрному и низкопрофильному форм-фактору, контроль пульсации, повышенная надежность и длительный срок службы.Однако функция MLCC с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) может иметь неблагоприятные последствия, которые могут привести к аномальным колебаниям и антирезонансу, поэтому требуется осторожность.
Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC
Краткое руководство по замене электролитических конденсаторов на MLCCПочему электролитические конденсаторы сейчас заменяются на MLCC?
Замена электролитического конденсаторавозможна сегодня из-за большой емкости MLCC
Рисунок 1: Полоса частот, используемая различными конденсаторами, и диапазон емкости
Наряду с растущей высокой степенью интеграции основных компонентов LSI и IC в электронных устройствах, наблюдается тенденция к снижению напряжения в источниках питания, которые питают эти компоненты.Кроме того, потребление энергии также увеличилось с развитием многофункциональности, и тенденция к использованию сильноточного тока сохраняется. Чтобы поддержать тенденцию к низкому напряжению и сильному току, источники питания электронных устройств перешли с преобразователей промежуточной шины на распределенные системы питания, в которых несколько миниатюрных преобразователей постоянного тока в постоянный (преобразователи POL) размещаются рядом с нагрузками LSI и IC.
В преобразователе POL несколько конденсаторов подключены снаружи.Раньше алюминиевые и танталовые конденсаторы использовались, в частности, из-за необходимости большой емкости выходных сглаживающих конденсаторов.
Однако, сложность миниатюризации этих электролитических конденсаторов является препятствием для уменьшения площади схемы. Кроме того, они обладают значительными проблемами с самонагревом из-за пульсаций тока.
MLCC, используемые во многих электронных устройствах, представляют собой конденсаторы с превосходными характеристиками, но их емкость сравнительно мала, и они используются в основном в фильтрах и высокочастотных цепях.Однако в с достижениями в технологии утонения и многослойности диэлектрических материалов MLCC в последние годы были разработаны MLCC с большой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ, что позволяет заменять электролитические конденсаторы.
Меры предосторожности при использовании различных конденсаторов
Основные характеристики и меры предосторожности при использовании MLCC, алюминиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов указаны ниже.Важно понимать эти меры предосторожности при использовании, а также достоинства и недостатки этих конденсаторов при их замене на MLCC.
Хотя MLCC большой емкости позволяют заменять электролитические конденсаторы, важно отметить их недостаток, который заключается в большой скорости изменения емкости из-за температуры и смещения постоянного тока. Кроме того, слишком низкое ESR имеет неблагоприятные последствия и может привести к аномальным колебаниям в цепях питания.
»Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора для преобразователя постоянного тока в постоянный?
»Вопрос: Какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?
MLCC | Конденсатор электролитический танталовый | Алюминиевый электролитический конденсатор | |
---|---|---|---|
Основные характеристики |
|
|
|
Меры предосторожности при использовании |
|
|
|
Электролитические конденсаторы большой емкости, которые имеют тенденцию к короткому сроку службы из-за значительного самонагрева
Рисунок 2: Сравнительный пример самонагрева конденсатора из-за пульсаций
токов (частота: 100 кГц)
ESR конденсатора изменяется в зависимости от частоты.
Если ESR конденсатора настроен на определенную частоту как «R», а ток пульсации установлен как «I», «RI 2 » становится тепловыми потерями мощности и самонагрев конденсатора.
В то время как большая емкость достигается с помощью электролитического конденсатора, из-за пульсаций тока и высокого ESR , который является слабым местом электролитических конденсаторов, выделяется значительное количество тепла.
Верхний предел тока пульсаций, который допускает конденсатор, называется «допустимым током пульсаций».Срок службы конденсатора будет уменьшаться, когда использование превысит допустимый ток пульсаций.
Примечание: ESR и токи пульсации
Рисунок 3: ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)
Идеальный конденсатор должен обладать только емкостными свойствами, но на самом деле он также содержит компоненты резистора и индуктивности из-за электродов. Компонент резистора, не показанный в идеальном конденсаторе, называется «ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)», а компонент индуктивности называется «ESL (эквивалентная последовательная индуктивность)».
Рисунок 4: Пульсации токов
DC (постоянный ток) — это когда ток течет в одном направлении, но в источниках питания постоянного тока в дополнение к постоянному току есть различные наложенные друг на друга компоненты переменного тока, которые добавляют к току пульсации. Например, постоянный ток, возникающий в результате выпрямления (двухполупериодного выпрямления) промышленного переменного тока, содержит пульсирующие токи пульсации с удвоенной продолжительностью цикла промышленного переменного тока.Кроме того, пульсирующий ток цикла переключения в импульсном преобразователе постоянного тока накладывается на напряжение постоянного тока. Это называется «пульсирующий ток».
Алюминиевые конденсаторы со сроком службы 10 лет
Алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в электронных устройствах, поскольку они обладают высокой емкостью и недороги, но необходимо соблюдать осторожность из-за их ограниченного срока службы. Типичный срок службы алюминиевого электролитического конденсатора составляет десять лет. Это связано с тем, что емкость уменьшается по мере высыхания раствора электролита (потеря емкости).
Количество потерянного раствора электролита зависит от температуры и точно соответствует «уравнению Аррениуса» кинетики химической реакции. Если температура использования увеличится на 10 ° C, срок службы сократится вдвое. Если температура использования снизится на 10 ° C, то срок службы будет удвоен, поэтому это также называется правилом «10 ° C двойного». По этой причине срок службы сокращается еще больше при использовании в условиях значительного самонагрева из-за пульсаций тока.
Высыхание раствора электролита также увеличивает СОЭ. Следует отметить, что пиковое значение напряжения пульсаций не превышает номинальное напряжение (выдерживаемое напряжение), когда напряжение пульсаций накладывается на напряжение постоянного тока. Конденсатор, используемый в цепи питания, имеет номинальное напряжение, в три раза превышающее входное напряжение.
Рисунок 5: Диапазон номинальных напряжений различных конденсаторов
Рисунок 6: Сравнение срока службы
Пример замены MLCC: понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный
Замена выходного конденсатора в понижающем преобразователе постоянного тока
Выделение тепла конденсаторами из-за ESR и пульсаций тока является преобладающей проблемой в выходных конденсаторах цепей питания.
На рисунке 7 показана основная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.
Выходной конденсатор этого типа является основной целью замены электролитических конденсаторов на MLCC в преобразователях постоянного тока в качестве решения проблемы самонагрева, уменьшения занимаемого пространства и повышения надежности.
Рисунок 7: Принципиальная схема преобразователя POL
(понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)
Примечание: Принципиальная схема преобразователя POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)
На рисунке 8 показана принципиальная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.
Основная схема преобразователя выполнена в виде ИС, а конденсатор и катушка индуктивности прикреплены снаружи к печатной плате (также существуют изделия с внутренним присоединением).
Конденсатор, который идет перед ИС, называется «входным конденсатором (Cin)», а тот, который идет после, — «выходным конденсатором (Cout)». Помимо сбора электрического заряда и сглаживания выходного напряжения, выходной конденсатор в преобразователе постоянного тока играет роль заземления и устранения составляющей пульсаций переменного тока.
Сравнение характеристик выходного конденсатора понижающего преобразователя постоянного тока
Выходные напряжения выходных конденсаторов понижающего преобразователя постоянного тока сравнивались с использованием оценочной платы следующего типа. Сравниваемые конденсаторы представляли собой типичный алюминиевый электролитический конденсатор, танталовый электролитический конденсатор, функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор и MLCC с емкостью 22 мкФ.
Рисунок 8: Сравнительная проверка выходного напряжения различных электролитических конденсаторов с MLCC (продукты 22 мкФ)
MLCC имеет небольшие токи пульсаций и небольшой самонагрев из-за низкого ESR
На основе ранее указанных условий было проведено сравнение выходного тока и выходного напряжения типичного алюминиевого электролитического конденсатора, танталового электролитического конденсатора, функционального полимерного алюминиевого электролитического конденсатора и MLCC с емкостью 22 мкФ.
ESR в порядке убывания размера: типичный алюминиевый электролитический конденсатор> танталовый электролитический конденсатор> функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор> MLCC. Пульсации напряжения, вызывающие самонагрев, следует по аналогичной схеме. Функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор использует проводящий полимер в качестве электролита и является типом, разработанным для низкого ESR. По сравнению с типичным алюминиевым электролитическим конденсатором пульсации напряжения значительно меньше, но форм-фактор немного больше, а цена высокая.
Рисунок 9: Результаты тестирования выходных характеристик (продукты 22 мкФ) различных типов электролитических конденсаторов с MLCC (характеристика B)
Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для каждого из них следующие.
Рисунок 10: Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для различных конденсаторов
По мере того, как ESR конденсатора становится ниже, пульсации напряжения можно поддерживать на меньшем уровне. Как показано на графике ниже, ESR MLCC составляет около нескольких ммОм, что очень мало.По этой причине MLCC демонстрирует оптимальную производительность в качестве замены электролитического конденсатора.
Рисунок 11: Зависимость между ESR и пульсациями напряжения (частота переключения 340 кГц)
Достоинства замены электролитического конденсатора в преобразователе постоянного тока на MLCC
Замена электролитического конденсатора на MLCC дает различные преимущества, такие как контроль пульсаций, а также уменьшение площади печатной платы за счет миниатюрного и низкопрофильного форм-фактора, длительного срока службы и повышения надежности.
Контроль пульсаций, высокая надежность, длительный срок службы
Самонагрев из-за токов пульсаций в конденсаторах с высоким ESR сокращает срок службы конденсатора.
ESR MLCC ниже, чем у электролитического конденсатора, на двузначные числа, а большой срок службы повышает надежность.
Рисунок 12: Контроль пульсации
Миниатюризация
Переход на миниатюрные низкопрофильные MLCC позволяет уменьшить пространство на печатной плате.
Рисунок 13: Переход с алюминиевого электролитического конденсатора на MLCC
Вопрос: можно ли контролировать пульсации напряжения, увеличивая емкость электролитического конденсатора?
ESR электролитического конденсатора немного уменьшается при увеличении емкости. Однако контролировать пульсации за счет увеличения емкости принципиально сложно. Это связано с тем, что постоянная времени увеличивается вместе с увеличением емкости.
Скорость реакции на переходное явление, такое как процесс зарядки и разрядки конденсатора, может быть выражена как индекс постоянной времени, называемый (T). В RC-цепи, состоящей из сопротивления (R) и конденсатора (C), постоянная времени становится T = RC (R выражается в омах [Ω], емкость C выражается в фарадах [F]). Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, невелико, когда постоянная времени мала, и становится больше, когда постоянная времени увеличивается.
Постоянная времени становится чрезвычайно большой при использовании электролитического конденсатора с чрезмерно большой емкостью. В преобразователе постоянного тока с многократным коротким переключением разряд не завершается в течение времени выключения, и в электролитическом конденсаторе остается заряд. В результате напряжение не снижается в достаточной степени, в форме сигнала напряжения возникают искажения, а выходной сигнал становится нестабильным, что не позволяет эффективно контролировать пульсации (рисунок 14).
Рисунок 14: Искажения формы волны алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости
С другой стороны, у MLCCнет такой проблемы из-за низкого ESR в широкой полосе частот, что обеспечивает эффективное управление пульсациями вместо электролитического конденсатора.
Рисунок 15: Импеданс и ESR электролитического конденсатора
и MLCC
Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора в преобразователе постоянного тока в постоянный?
Низкое ESR является особенностью MLCC, но оно настолько ниже по сравнению с алюминиевым электролитическим конденсатором, что, наоборот, выходное напряжение преобразователя постоянного тока становится нестабильным и вызывает колебания.
Как показано на рисунке справа, преобразователь постоянного тока сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением, усиливает величину ошибки с помощью усилителя ошибки (усилителя ошибки) и выполняет отрицательную обратную связь для достижения постоянного и стабильного напряжения постоянного тока. . Однако отставание фазы сигнала происходит из-за катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) сглаживающей цепи. Когда фазовая задержка приближается к 180 °, создается состояние положительной обратной связи, в результате чего она становится нестабильной и колеблется.
Рисунок 16: Цепь отрицательной обратной связи в преобразователе постоянного тока
Вопрос: какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?
Существует схема платы, используемая в качестве диаграммы, чтобы определить, будет ли отрицательная обратная связь работать стабильно.Горизонтальная ось графика — частота, а вертикальная ось — усиление и фаза.
Когда фазовая задержка из-за индуктивности (L) и конденсатора (C) приближается к 180 °, возникает положительная обратная связь, и выход становится нестабильным. Однако установка усиления на 1 или меньше (0 дБ или меньше), даже если фазовая задержка составляет 180 °, сводит сигнал и может предотвратить колебания.
Подключите конденсатор и резистор рядом с усилителем ошибки, чтобы уменьшить фазовую задержку, и отрегулируйте ее для ее устранения. Это называется «фазовой компенсацией».Предыдущие разработки, в которых использовался алюминиевый электролитический конденсатор с высоким ESR в качестве выходного конденсатора, не имели этой проблемы. Однако у MLCC недостаточная компенсация, что вызывает аномальные колебания, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.
Рисунок 17: Схема платы (усиление и фазо-частотные характеристики)
Рисунок 18: Схема фазовой компенсации
Пример замены MLCC: разделительный конденсатор (байпасный конденсатор)
Замена разделительного конденсатора (байпасного конденсатора)
Ранее электролитические конденсаторы и MLCC подключались параллельно для развязки в аналоговой цепи, но с производством MLCC большой емкости происходит замена электролитических конденсаторов на MLCC.
В частности, большая емкость требуется для уменьшения импеданса из-за большого ESR в алюминиевом электролитическом конденсаторе. Однако MLCC не требует такой же емкости, как алюминиевый электролитический конденсатор, потому что низкий ESR является особенностью MLCC. Миниатюризация и низкий профиль MLCC также позволяют сократить пространство на печатной плате, а длительный срок службы и превосходная надежность также являются преимуществами замены.
Рисунок 19: Преобразователь POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)
, основная цепь
Примечание: развязывающий конденсатор
Когда конденсатор подключен параллельно линии питания ИС, в линии питания возникает сопротивление, которое не показано на принципиальной схеме, что может изменить напряжение источника питания и вызвать неисправность или интерференцию между цепями. .
Конденсатор подключается параллельно для управления колебаниями напряжения при зарядке и разрядке. Кроме того, поскольку конденсатор пропускает переменный ток, он устраняет или направляет шум пульсации на землю. Это называется «развязывающим конденсатором» (также называемым «шунтирующим конденсатором»).
Рисунок 20. Роль развязывающего конденсатора
Для использования с развязкой идеальный конденсатор должен иметь низкий импеданс в широком диапазоне частот от низкого до высокого, но на самом деле частотно-импедансные характеристики конденсатора имеют V-образную кривую.
Частота на впадине V-образной формы называется «саморезонирующей частотой» (SRF), и она действует как конденсатор в области ниже SRF. По этой причине конденсаторы с различными характеристиками обычно подключаются параллельно, чтобы покрыть широкий диапазон частот в приложениях развязки.
Рисунок 21: Роль разделительного конденсатора
Достоинства замены электролитического конденсатора на MLCC в преобразователе постоянного тока
Вопрос-ответ: Какое антирезонансное явление возникает, когда MLCC используется в качестве развязывающего конденсатора?
Низкое ESR — это особенность MLCC, но это может иметь неблагоприятные последствия даже в приложениях с развязкой.Например, несколько MLCC подключены параллельно для развязки в ИС, работающей с большим током и низким напряжением. Конденсатор функционирует как конденсатор ниже полосы частот SRF (саморезонирующая частота) и как индуктор над SRF.
По этой причине, когда SRF двух MLCC близки друг к другу, между SRF индуктором и конденсатором создается параллельный резонансный контур LC, и они легко колеблются. Это явление называется «антирезонансным».Антирезонанс создает интенсивные пики импеданса, которые ослабляют эффект удаления шума на этой частоте. Это может стать причиной нестабильности напряжения источника питания и неисправности цепи.
Рисунок 22: Параллельные соединения MLCC для развязки и антирезонансная проблема
Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC
В этом разделе объясняется, как выбрать оптимальный MLCC для предполагаемого применения при замене электролитического конденсатора на MLCC.Пожалуйста, используйте его, чтобы повысить надежность ваших продуктов.
Меры предосторожности при выборе конденсаторов на основе характеристик
Внимание! Емкость материалов с высокой диэлектрической проницаемостью будет изменяться в зависимости от приложенного напряжения.
MLCC — лучший конденсатор, но у него есть и недостатки. Емкость MLCC изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Это называется «характеристикой смещения постоянного тока» при приложении постоянного напряжения. Изменения емкости (зависящие от смещения постоянного тока) редко наблюдаются при MLCC с низкой диэлектрической проницаемостью (тип 1), но проявляются при MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью (тип 2).
Это вызвано внутренней поляризацией сегнетоэлектрика (BaTiO3 и т. Д.), Используемого в материале с высокой диэлектрической проницаемостью. По этой причине , пожалуйста, учитывайте диэлектрические характеристики, используемое напряжение и выдерживаемое напряжение при выборе, если он будет использоваться при подаче напряжения постоянного тока. Также существует тенденция к значительному уменьшению емкости в конденсаторах миниатюрных размеров. При выборе емкости необходимо также учитывать характеристики смещения постоянного тока.
Рисунок 23: Скорость изменения емкости
— Пример характеристики смещения постоянного тока (высокая диэлектрическая постоянная)
Рисунок 24: Влияние характеристики смещения постоянного тока (сравнение эффективной емкости при подаче напряжения 3,3 В)
Оптимальная линейка MLCC для замены электролитических конденсаторов
Нажав на различные параметры ниже существующего заменяющего конденсатора, вы можете увидеть рекомендованный продукт MLCC.
* Обратите внимание, что представленная здесь информация не гарантирует совместимость продукта.
* Пожалуйста, примите решение после тщательного тестирования совместимости продукта.
Как выбрать оптимальный MLCC для замены электролитического конденсатора (PDF)
Вы можете просмотреть рекомендованные продукты на замену, просто щелкнув.
TDK предлагает обширную линейку MLCC для достижения успеха в замене алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов. Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.
Краткое руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC
- В последние годы производство MLCC с высокой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ сделало возможным замену танталовых и алюминиевых электролитических конденсаторов.
- Переход на MLCC в широком диапазоне потребительских и промышленных устройств развивается благодаря их высокому номинальному напряжению, превосходному контролю пульсаций, длительному сроку службы и высокой надежности.
* Слабым местом MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью является уменьшение емкости из-за температуры или приложения постоянного напряжения (температурная характеристика, характеристика смещения постоянного тока).Кроме того, функция чрезвычайно низкого ESR может вызвать аномальные колебания и возникновение антирезонанса, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.
* Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.
Поддержка продукта
Инструменты технической поддержки
TDK бесплатно предоставляет следующие инструменты поддержки дизайна на нашем веб-сайте. Пожалуйста, используйте их для проектирования схем и мер противодействия ЭМС.
■ TVCL: модели электронных компонентов для симуляторов схем
Это имитационные модели для воспроизведения характеристик электронных компонентов TDK в симуляторах. Предлагаются S-параметр, модель эквивалентной схемы, SPICE-модель, а также библиотеки для различных симуляторов. Мы рекомендуем модель смещения постоянного тока, которая учитывает частоту и характеристики смещения постоянного тока, для проектирования цепей источника питания.
Типы конденсаторов
Конденсаторы— один из наиболее распространенных компонентов электронного устройства, сегодня существует большое разнообразие их типов.Конденсатор — отличное устройство, которое может накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Сегодня вы познакомитесь с различными типами конденсаторов и их набором характеристик. Они используют приложения в зависимости от их свойств, то есть их номинального напряжения.
Подробнее: Что такое конденсатор
Типы конденсаторов
Ниже представлены различные типы конденсаторов и их свойства.
Конденсатор диэлектрический
Диэлектрические конденсаторы являются наиболее распространенными типами переменных, для которых требуется непрерывное изменение емкости для настройки передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников.Эти типы конденсаторов представляют собой многодисковые конденсаторы с воздушным разнесением, имеющие набор неподвижных пластин (лопатки статора) и набор подвижных пластин (лопатки ротора). Он перемещается между неподвижными пластинами.
Общее значение емкости определяется положением подвижных пластин по отношению к неподвижным пластинам. Когда два набора пластин полностью сцепляются вместе, емкость считается максимальной. Настроечные конденсаторы высоковольтного типа имеют относительно большие промежутки или воздушные зазоры между пластинами с пробивным напряжением, достигающим многих тысяч вольт.
Подробнее: Что такое заряд конденсатора
Доступны бесступенчатые конденсаторы и переменные конденсаторы предварительно заданного типа. Они известны как триммеры. Как правило, это небольшие устройства, которые можно отрегулировать или предварительно установить на определенное значение емкости с помощью небольшой отвертки. Кроме того, они имеют очень маленькое значение емкости, около 500 пФ или меньше, и они не поляризованы.
Пленочный конденсатор
Это один из наиболее доступных типов конденсаторов, состоящий из относительно большого семейства конденсаторов.Их различие заключается в их диэлектрических свойствах, включая полиэстер (майлар), полистирол, полипропилен, поликарбонат, металлизированную бумагу, тефлон и т. Д. Пленочные конденсаторы доступны в диапазоне емкостей от 5 пФ до 100 мкФ в зависимости от типа конденсаторов. и их номинальное напряжение. Они также представлены в ассортименте форм и стилей корпусов, включая обертку и заливку (овальные и круглые), эпоксидные (прямоугольные и круглые), металлические герметичные (прямоугольные и круглые).
Подробнее: Емкость в цепях переменного тока
Пленочный конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется полистирол, поликарбонат или тефлон, иногда называют «пластиковыми конденсаторами». Хотя конструкция пластиковых пленочных конденсаторов аналогична бумажной пленке, пластиковая пленка служит лучше, чем бумага. Основным преимуществом конденсаторов с пластиковой пленкой по сравнению с конденсаторами с пропитанной бумагой является то, что они лучше работают при высоких температурах, имеют меньшие допуски, служат дольше и обладают высокой надежностью.Примерами пленочных конденсаторов являются прямоугольные металлизированные пленочные и цилиндрические пленочные и фольговые типы. См. Схему ниже:
Радиальный вывод
Тип аксиального вывода
Конденсаторы этого типа изготавливаются из длинных тонких полосок тонкой металлической фольги. Диэлектрический материал зажат между собой и намотан в плотный рулон, а затем запечатан в бумагу из металлических трубок. Пленочные конденсаторы требуют гораздо более толстой диэлектрической пленки, чтобы снизить риск разрывов или проколов пленки.Вот почему он больше подходит для более низких значений емкости и больших размеров корпуса.
Подробнее: Общие сведения о конденсаторном делителе напряжения
Металлизированные фольговые конденсаторы имеют токопроводящую металлизированную пленку, напыленную непосредственно на каждую сторону диэлектрика. Это придает конденсатору свойства самовосстановления, поэтому он может использовать гораздо более тонкие диэлектрические пленки. Следовательно, более высокие значения емкости и меньшие размеры корпуса для данной емкости. Пленочные и фольговые конденсаторы обычно применимы для более высоких мощностей и более точных применений.
Конденсаторы керамические
Керамические конденсаторы обычно называют конденсаторами DISC. Они сделаны путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, сложенного вместе, чтобы сформировать конденсатор. Одиночный керамический диск размером примерно 3-6 мм используется для конденсатора с низким значением емкости. Конденсаторы керамического типа имеют высокую диэлектрическую проницаемость (High-K). Они используются в приложениях, требующих относительно высокой емкости при небольшом физическом размере.
Кроме того, они демонстрируют большие нелинейные изменения емкости в зависимости от температуры.Вот почему они используются в качестве развязывающих или шунтирующих конденсаторов, а также являются неполяризованными компонентами. Эти типы конденсаторов имеют номиналы от нескольких пикофарад до одной или двух микрофарад, мкФ, несмотря на то, что их номинальное напряжение довольно низкое.
Керамические конденсаторы имеют трехзначный код, напечатанный на их корпусе, показывающий их значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают на емкость конденсаторов, а третья цифра указывает на 10 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 10 000 пФ или 10 нФ.Кроме того, 104 обозначают 10 и 4 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 100 000 пФ или 100 нФ и так далее. Таким образом, если у керамического конденсатора число 154 выше, как на изображении ниже, оно означает 15 и 4 нуля в пикофарадах, эквивалентных 150 000 пФ, 150 нФ или 0,15 мкФ. Иногда последние коды используются для обозначения их значения допуска, например, J = 5%, K = 10% или M = 20% и т. Д.
Подробнее: Понимание диэлектрика конденсатора
Конденсаторы электролитические
Конденсаторы электролитического типа обычно используются, когда требуются очень большие значения емкости.В этой конструкции вместо очень тонкого слоя металлической пленки для одного из электродов в качестве второго электрода (обычно катода) используется полужидкий раствор электролита в виде желе или пасты. Диэлектрик представляет собой очень тонкий слой оксида, действующий как изолирующий слой и позволяющий сделать конденсатор с большим значением емкости при небольшом физическом размере, поскольку расстояние между пластинами d очень мало.
Большинство электролитических конденсаторов поляризованы, то есть постоянное напряжение, подаваемое на клеммы конденсатора, должно иметь правильную полярность.Например, положительный полюс к положительному выводу и отрицательный к отрицательному полюсу как неправильная поляризация. Это разрушит изолирующий оксидный слой и может привести к необратимому повреждению. Итак, все поляризованные электролитические конденсаторы имеют полярность, четко обозначенную отрицательным знаком, указывающим на их отрицательный вывод, и полярность должна соблюдаться.
Как правило, в цепях питания постоянного тока используются конденсаторы электролитического типа из-за их большой емкости и небольшого размера.Небольшой размер помогает уменьшить пульсации напряжения или для приложений связи и развязки. Одним из основных ограничений этих конденсаторов является их относительно низкое напряжение и поляризация электролитических конденсаторов. Кроме того, они должны использоваться с источниками переменного тока. Электролитические конденсаторы доступны в двух основных формах; Конденсаторы электролитические алюминиевые и танталовые.
Конденсаторы алюминиевые электролитические
Алюминиевые электролитические конденсаторы также бывают двух типов; тип простой фольги и тип протравленной фольги.Толщина пленки оксида алюминия и высокое напряжение пробоя дают этим конденсаторам очень высокие значения емкости для их размера. Фольговые пластины конденсатора анодированы постоянным током. Этот процесс устанавливает полярность материала пластины и определяет положительную и отрицательную стороны пластины.
Алюминиевые электролитические конденсаторы с вытравленной фольгой отличаются от обычных фольговых конденсаторов тем, что оксид алюминия на анодной и катодной фольгах подвергается химическому травлению для увеличения площади поверхности и диэлектрической проницаемости.При этом эквивалентная емкость конденсатора меньшего размера, чем у обычного типа из фольги, но он не может выдерживать постоянные токи по сравнению с обычным типом. Кроме того, его диапазон допуска довольно велик — до 20%. Обычно значение емкости алюминиевого электролитического конденсатора составляет от 1 мкФ до 47 000 мкФ.
Конденсаторы электролитические танталовые
Эти типы электролитических конденсаторов доступны как с мокрым (фольга), так и с сухим (твердый) электролитическим, но обычно используются сухой или твердый тантал.В твердотельных танталовых конденсаторах в качестве второго вывода используется диоксид марганца, и они физически меньше, чем эквивалентные алюминиевые конденсаторы. Диэлектрические свойства оксида тантала также намного лучше, чем у оксида алюминия, благодаря более низкому току утечки и лучшей стабильности емкости. Это делает его подходящим для приложений блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации.
Кроме того, танталовые конденсаторы легко переносят обратное напряжение, даже если они поляризованы.Но рассчитаны на гораздо более низкие рабочие напряжения. Твердотельные танталовые конденсаторы обычно используются в цепях, где напряжение переменного тока мало по сравнению с напряжением постоянного тока. Некоторые танталовые конденсаторы содержат два конденсатора в одном; соединены отрицательной полярностью с образованием «неполяризованного» конденсатора для использования в цепях переменного тока низкого напряжения в качестве неполяризованного устройства. Обычно положительный вывод отмечается на корпусе конденсатора знаком полярности, при этом корпус конденсатора с танталовыми шариками имеет овальную геометрическую форму.
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о различных типах конденсаторов:
Вот и все для этого раздела, в котором обсуждаются различные типы конденсаторов. Я надеюсь, что вы читаете достаточно, если да, любезно поделитесь с другими студентами. Спасибо за чтение, увидимся в следующий раз!
Конденсаторы— Семейное древо
Откройте каталог поставщиков запчастей в разделе конденсаторов, и вы найдете удивительное разнообразие вариантов.Почему существуют все эти разные типы? Будьте уверены, у каждого есть свои веские причины. В этой статье я объясню, почему и как определить, какой тип подходит для вашего проекта.
Основные принципы работы конденсатора
Конденсатор — это просто пара проводящих пластин ( электродов, ), разделенных изолятором ( диэлектрик ). При приложении напряжения электроны прижимаются к одной пластине и удаляются с другой, заряжает конденсатор и создает электрическое поле между электродами.Энергия электрического поля хранится в диэлектрике конденсатора. Все типы конденсаторов — всего лишь вариации на эту тему.
Емкость — это мера количества энергии, которое конденсатор сохраняет при заданном количестве заряда и напряжения. Площадь электродов и материал, из которого изготовлен диэлектрик, определяют способность конденсатора накапливать энергию. Большая площадь или более тонкий диэлектрик увеличивает емкость. Подобно резисторам, номинал конденсатора имеет определенную точность, которая показывает, насколько близка должна быть емкость к обозначенному или номинальному значению .
DC не будет течь между двумя электродами, пока диэлектрический материал может выдерживать приложенное напряжение. Считается, что переменный ток течет между пластинами, когда электроны попадают на электроды и выходят с них. Энергия накапливается и удаляется из диэлектрика с каждым полупериодом. Как и при перемещении двух мячей из руки в руку, здесь передается много энергии, но нет никаких изменений. Когда конденсатор заряжается, напряжение в здании противодействует потоку дополнительного заряда. Это противодействие протеканию тока называется реактивным сопротивлением и обозначается сокращенно X C .(X L — индуктивное реактивное сопротивление.)
Материалы, из которых изготовлен конденсатор, и их физическая конфигурация вызывают некоторые отклонения от идеального конденсатора. Размер электродов и выводов, используемых для их подключения к цепям, вносит небольшую паразитную индуктивность . Диэлектрические материалы рассеивают небольшое количество накопленной энергии. Между электродами также присутствует небольшой ток утечки при наличии напряжения.
Эти дополнительные и нежелательные эффекты показаны на Рис. 1 как модель реального конденсатора.
РИСУНОК 1. Модель реального конденсатора включает индуктивность и потери, которые влияют на его характеристики.
Паразитная индуктивность (называемая ESL для Equivalent Series Inductance ) представлена L S , утечка через резистор R P и рассеяние через резистор R S .(«S» и «p» обозначают серии и параллельно .) Эта модель работает достаточно хорошо, чтобы представлять конденсаторы на большинстве частот и для всех, кроме самых требовательных приложений.
Паразитная индуктивность довольно мала, от пикогенри до нескольких наногенри. На постоянном токе и низких частотах L S можно игнорировать, но с увеличением частоты увеличивается и его реактивное сопротивление. Фактически, на достаточно высокой частоте L , S и C образуют последовательно-резонансный контур .Это собственная резонансная частота , мкФ конденсатора. Выше fO конденсатор больше похож на небольшую катушку индуктивности! R S (также называемый ESR для Equivalent Series Resistance ) действует как отдельный резистор, рассеивая немного энергии в виде тепла при протекании тока. R S может достигать нескольких десятков Ом, но обычно это важно только при высоком токе конденсатора. R P обеспечивает путь утечки тока через диэлектрик и обычно составляет мегом.Вы можете игнорировать R P , за исключением схем с очень низким энергопотреблением и высоким сопротивлением.
Типы конденсаторов
Есть два распространенных способа эффективного изготовления конденсаторов: Roll и Stack. На рис. 2 показан типичный роликовый конденсатор — две полоски очень тонкой алюминиевой фольги, разделенные диэлектриком. После того, как провода прикреплены к полосам фольги, сэндвич скручивают и помещают в металлическую банку или покрывают пластиком. Радиальные провода торчат с одного конца. Осевые стержни выступают с обоих концов вдоль оси рулона. Из-за длинных катаных полос LS рулонного конденсатора высока.
РИСУНОК 2. «Идеальный конденсатор» получен путем объединения лучших характеристик трех различных типов конденсаторов.
На рисунке 3 показан стековый конденсатор. Самый распространенный диэлектрик (как показано) — керамический. Каждый кусок керамики покрыт тонким металлическим слоем с одной стороны. Пакет ориентирован так, чтобы металлические слои касались только одной стороны, чередуя на каждом слое.Затем стопку помещают под давление и нагревают (так называемое спекание ), чтобы получить цельный кусок материала. Металлические заглушки с выводами прикреплены к каждой стороне стопки, контактируя с металлическими слоями. Затем весь конденсатор покрывается эпоксидной смолой. Стековых конденсаторов L S очень мало.
РИСУНОК 3. Конденсаторы Roll сделаны из полос металла и диэлектрических материалов, свернутых в цилиндр.
Электролитический
Самым распространенным типом роликовых конденсаторов является алюминиевый электролитический.Диэлектрик представляет собой пористый слой волокна, похожего на бумагу, пропитанный химическим гелем, который действует как диэлектрик. Электролитики имеют очень высокую емкость для своего объема, но также имеют высокие L P и R S (с потерями) и относительно негерметичны (низкие R P ). Их можно сделать так, чтобы они выдерживали значительное напряжение. Электролиты имеют поляризацию и , что означает, что напряжение может быть приложено только одним способом из-за химического электролита. Обычно они имеют очень широкие допуски ± 20%.
Тантал
Танталовые конденсаторы — это особый тип конденсаторов. Вместо рулона фольги чрезвычайно пористая «пробка» тантала превращает один электрод и внешнюю металлическую капсулу в другой. Диэлектрик — это химический раствор, который образует оксидное покрытие на танталовой заготовке для изоляции. Заглушка имеет огромную площадь, поэтому емкость высока, но R S также высока (несколько с потерями). Короткие выводы и небольшой размер конденсатора означают, что у тантала низкий L S .Максимальное приложенное напряжение для тантала составляет менее 100 В. Как и электролитики, они поляризованы и имеют допуски ± 20%.
Пленочные
Пленочные конденсаторы имеют диэлектрик из пластиковой пленки; полиэтилен и поликарбонат — самые распространенные. Большинство пленочных конденсаторов имеют рулонную конструкцию, поэтому L S является умеренным, хотя типы стека известны. Пленочные конденсаторы неполяризованы. R P высокий (низкая утечка) и R S низкий (низкие потери).Специальные типы пленки используются для обеспечения очень стабильных значений емкости или чрезвычайно низкой утечки. Доступны прецизионные пленочные конденсаторы с допуском 5% или выше. См. www.filmcapacitors.com/specsum.htm , где представлена хорошая таблица, обобщающая различные типы пленочных конденсаторов.
Керамический
Керамические конденсаторы являются наиболее распространенной формой конденсаторов, используемых в высокочастотных приложениях. Благодаря конструкции стека L S чрезвычайно низок, поэтому их можно использовать на частотах в сотни МГц.Они имеют низкие потери (низкий R S ) и хорошие характеристики утечки (умеренные R P ). Керамические конденсаторы очень прочные и обладают большой емкостью в небольшом корпусе. Керамика неполяризована и имеет широкий диапазон допусков.
Слюда и стекло
Иногда в ВЧ и передающем оборудовании можно встретить посеребренные слюдяные конденсаторы и стеклянные конденсаторы из-за их чрезвычайно низких потерь (низкий R S и высокий R P ) и низкий L S .Разновидность керамической стопки, вместо керамики используются слои слюды и стеклянного диэлектрика. Их нельзя спекать, как керамику, поэтому это ограничивает получаемую емкость. Оба типа обычно имеют допуск 5%.
Регулируемый
Если вы разбираете старую радиостанцию, за ручкой настройки вы увидите конденсатор с воздушной переменной мощностью с близко расположенными металлическими пластинами. Хотя они обычно имеют небольшие значения (1000 пФ или меньше), их можно регулировать. Параметры воздуха стабильны, с низкими потерями, очень хорошо работают на RF.Регулируемый вариант слюдяного конденсатора, в котором стопка сжимается винтом, называется подстроечным резистором . Также доступны керамические и пластиковые переменные со значениями до нескольких сотен пФ.
Как сделать идеальный конденсатор
Не существует одного идеального типа конденсатора для всех приложений, но вы можете сделать так, чтобы несколько типов имели свои лучшие характеристики. Например, источники питания для цифровой электроники нуждаются в фильтрах, которые устраняют все, от низкочастотных пульсаций до коммутационных переходных процессов на сотнях МГц.Поскольку одиночный конденсатор не подходит, «идеальный» конденсатор изготавливается, как показано на рис. 4 . Электролитик устраняет низкочастотные колебания, танталовые средние частоты, и, наконец, керамический колпачок заботится обо всем, вплоть до УКВ диапазона.
РИСУНОК 4. «Идеальный конденсатор» получается путем объединения лучших характеристик трех различных типов конденсаторов
Насколько велик ФАРАД?
Один фарад (1 Ф) — это большое значение для конденсаторов, но что это значит? Что ж, если конденсатор емкостью 1 Ф заряжен до 12 В, он содержит достаточно энергии, чтобы разогнать 165-граммовый Frisbee ™ до 67 миль в час! Это довольно тяжелый бросок! Точно так же, чтобы получить эту емкость 1 Ф, две пластины, разделенные воздухом и разделяющие всего 1/10 мм, должны иметь площадь 11 300 000 квадратных метров! Это 4.36 квадратных миль!
Температурный коэффициент
Материалы, из которых состоит конденсатор, расширяются и сжимаются с температурой, а это означает, что емкость также изменяется с температурой. Во многих приложениях, таких как шунтирование IC или блокировка постоянного тока, изменение на несколько процентов не имеет значения. Однако в схеме синхронизации или генераторе это большое дело!
Изменение значения конденсатора в зависимости от температуры называется его температурным коэффициентом или tempco и обозначается кодом отраслевого стандарта.(Номинальное значение указано при 25 ° C.) Три наиболее распространенных значения температуры:
Z5U = +22% / — 56% изменение в диапазоне от -10 ° C до + 85 ° C
X7R = изменение ± 15% в диапазоне от -55 ° C до + 125 ° C
NP0 = 0 ± 30 ppm / ° C выше — От 55 ° C до + 125 ° C
Как видите, рейтинг Z5U допускает небольшие изменения, но это недорогие конденсаторы, используемые для различных садовых применений или там, где температура не сильно меняется. Конденсаторы NP0 (это ноль, а не заглавная O) используются только там, где важно поддерживать стабильное значение.Вы можете найти красивое отображение температурных коэффициентов на www.niccomp.com/resource/files/ceramic/TC_Ceramics.pdf
Выбор конденсаторов
Теперь, когда вы знаете больше о типах конденсаторов, вот список общих применений и типов конденсаторов, используемых в них. Причина выбора типа указана в скобках.
- Фильтр питания (60 Гц) — электролитический (высокая стоимость, низкая стоимость)
- Импульсная фильтрация источников питания — электролитические с низким ESR и низким ESL, пленочные (обработка высокочастотным током)
- Фильтрация силовой шины — танталовая и электролитическая (хорошие средне- и высокочастотные характеристики)
- Цифровой шунтирующий ИС — керамический (отличные высокочастотные характеристики)
- Таймеры и генераторы — пленка из полистирола или керамика NP0 (стабильность и точность)
- Звуковые фильтры и усилители — пленочные (малые потери и малые)
- Аналого-цифровое преобразование — пленка с малой утечкой (стабильность и точность)
- ВЧ-фильтры — посеребренно-слюдяные, воздушно-регулируемые или пропускающие керамические (с низкими потерями и стабильные)
Чтобы сделать правильный выбор конденсатора, важно помнить, что важно для вашей схемы — значение, стабильность, стоимость, потери — и выбрать тип конденсатора, который соответствует этим требованиям.
БЕЗОПАСНОСТЬ первичных цепей
Если ваше приложение требует, чтобы конденсатор подключался напрямую к линии питания переменного тока (например, для фильтрации), выберите конденсатор, рассчитанный специально для этого использования. Эти конденсаторы сертифицированы агентством по безопасности, таким как Underwriter Labs (UL), CSA (Канада) или VDE (Европа), для использования «по всей линии». Они разработаны таким образом, чтобы быть «отказоустойчивыми» и не создавать опасности для пользователей оборудования. Доплата минимальна.
Для дальнейшего чтения
К настоящему времени вы знаете, что конденсатор — это гораздо больше, чем его емкость.Если вам действительно интересно, и вы можете найти копию, The Capacitor Handbook от Kaiser (CJ Publishing, 2851 W. 127th St., Olathe, KS 66061) является авторитетным, но легким для чтения справочником. NV
Об авторе
Х. Уорд Сильвер (H. Ward Silver) — инженер, писатель и преподаватель с более чем 30-летним практическим опытом в области медицинской электроники, проектирования приборов и радиовещания. Он является автором книги Ham Radio for Dummies от Wiley Press и множества статей для журнала QST Magazine .Позывной Уорда для радиолюбителей — NØAX.
Конденсатор постоянной емкости
Конденсатор электронное устройство, хранящее электрический заряд. Когда на конденсатор подается напряжение, в нем накапливается электрическая плата. Это хранение заряда может быть фиксированным или переменным в зависимости от от типа конденсатора.
Конденсаторы находятся в основном подразделяется на два типа:
- Фиксированный конденсаторы
- переменная конденсаторы
В В этом руководстве объясняются конденсаторы постоянной емкости.
Фиксированный конденсатор
Фиксированный конденсатор это тип конденсатора, который обеспечивает фиксированное количество емкость (емкость означает способность хранить электрическую плата). Другими словами, конденсатор постоянной емкости — это разновидность конденсатора. конденсатор, который хранит фиксированное количество электрического заряда, который не регулируется.
Фиксированный конденсаторы делятся на разные типы в зависимости от диэлектрической проницаемости. материал, из которого они построены.Различные типы фиксированных конденсаторы бытовые:
Конденсатор бумажный это тип конденсатора, который использует бумагу в качестве диэлектрика для хранить электрический заряд. Он состоит из бумажных листов и алюминиевые листы. Лист бумаги покрыт воском или маслом, чтобы защитить его от вредного воздействия окружающей среды. Бумажные конденсаторы являются конденсаторами фиксированного типа, что означает, что они предлагают смешанные емкость.
бумажный конденсатор делается помещением бумажного листа между двумя алюминиевые листы. Бумажный лист, помещенный между алюминиевыми листы действуют как диэлектрик, а алюминиевые листы действуют как электроды. Бумага плохо проводит электричество. Следовательно, бумага не пропускает электрический ток между двумя электроды (алюминиевые листы).Однако бумажный лист позволяет электрический поле между двумя электродами.
Бумага
листы и алюминиевые листы скручиваются вместе в виде
цилиндр и провода прикреплены к обоим концам
алюминиевые листы. Затем весь цилиндр покрывается воском.
для защиты от влаги. Бумажные конденсаторы используются в высоких
напряжения и сильноточные приложения.Читать
полная статья ……
Пластик конденсатор или конденсатор с пластиковой пленкой
Пластик Конденсатор — это тип конденсатора, в котором используется пластиковая пленка. как диэлектрик для хранения электрического заряда. В пластике конденсаторы, полипропилен, полиэстер, сульфид полифенилена и полиэтилентерефталат обычно используются в качестве диэлектрики.В пластиковых конденсаторах пластиковые листы используются для конструкция из диэлектрика и алюминиевых или цинковых листов построить электроды конденсатора. Пластиковые конденсаторы широко используются в схемах, где низкие потери и высокие требуется сопротивление изоляции.
Типы конденсаторы пластиковые
Пластик конденсаторы делятся на два типа:
- Пленка фольга конденсаторы
- Металлизированный пленочные конденсаторы
Пленка фольга конденсаторы
Конденсатор из пленочной фольги изготавливается путем помещения пластикового листа между два алюминиевых листа.Пластиковый лист, помещенный между алюминиевые листы действуют как диэлектрик, а алюминиевые листы действует как электроды. Пластиковые листы и алюминиевые листы затем прокатываются в виде цилиндра, а проволочные выводы прикреплены к обоим концам алюминиевых листов.
Пластик плохой проводник электричества. Следовательно, это не позволяет протекание электрического тока между электродами (алюминиевые листы).Однако пластиковый лист допускает электрическое поле между двумя электроды.
Металлизированный пленочные конденсаторы
В
металлизированные пленочные конденсаторы, пластиковый лист непосредственно
покрытый алюминием. Алюминиевое покрытие на пластике действует как
электроды и пластиковый лист действуют как диэлектрик.
главное преимущество использования пластиковых конденсаторов перед натуральными конденсаторы в том, что пластиковый лист искусственный или синтетический.Таким образом, мы можем увеличить толщину и термостойкость пластичного диэлектрика.
различные применения пластиковых конденсаторов включают фильтры,
детекторы пикового напряжения и аналого-цифровые преобразователи. Читать статью полностью ……..
Конденсаторы керамические являются наиболее широко используемыми конденсаторами в электронной схемы. Эти конденсаторы используются при большом накоплении заряда. и требуется небольшой физический размер.
В
керамический конденсатор, керамический материал используется в качестве диэлектрика и
проводящие металлы используются в качестве электродов. Керамический материал
выбран в качестве диэлектрика из-за его большой способности допускать
электростатическое отталкивание и притяжение.
Керамика
диэлектрик
плохой проводник электричества. Следовательно, это не позволяет
электрический ток между двумя электродами.Однако керамические
диэлектрик допускает электрическое поле между двумя электродами. Читать статью полностью ……….
Слюдяные конденсаторы стабильные, надежные и высокоточные конденсаторы. Эти конденсаторы доступны от низкого до высокого напряжения. Слюдяные конденсаторы используются в приложениях, где высокие желательны точность и низкое изменение емкости во времени.Эти конденсаторы могут эффективно работать на высоких частотах.
Виды слюды конденсаторы
Слюда конденсаторы делятся на два типа:
- С накоплением конденсаторы слюдяные
- посеребренный конденсаторы слюдяные
Многослойная слюда конденсаторы
уложенные друг на друга слюдяные конденсаторы изготовлены из тонких листов слюды, размещенных
один над другим, и каждый лист слюды будет разделен
тонкие металлические листы из алюминия или меди.
Затем вся установка заключен в пластиковый корпус для защиты от влаги и механическое повреждение. Листы слюды, помещенные между металлическими листами действует как диэлектрик, а металлические листы действуют как электроды.
Посеребренная слюда конденсатор
В
посеребренный слюдяной конденсатор, лист слюды покрыт прямым покрытием
с серебром.Это можно сделать с помощью техники скрининга. Читать полностью
артикул ……….
An электролитический конденсатор — это тип конденсатора, в котором используется электролит. в качестве одного из электродов для достижения большой емкости. Электролитические конденсаторы в основном используются при высоком заряде. требуется хранение в небольшом объеме.
электролитический
конденсатор
состоит из двух алюминиевых фольг (анодной и катодной), алюминия
оксидный слой, электролитическая бумага и жидкий электролит.В
жидкий электролит содержит атомы
или молекулы, которые приобрели или потеряли электроны.
В электролитический конденсатор, анод и катод часто изготавливаются используя чистую алюминиевую фольгу. Анодная алюминиевая фольга с покрытием с тонким слоем изолирующего слоя оксида алюминия. Этот изолирующий слой оксида алюминия действует как диэлектрик электролитический конденсатор.Катод и анод с оксидным покрытием разделены электролитической бумагой. Электролитическая бумага пропитанный жидким электролитом.
катод покрыт очень тонким изолирующим оксидным слоем, который
образуется естественным образом. Однако этот оксидный слой очень тонкий.
по сравнению с оксидным слоем анода. Читать
полная статья ………
Суперконденсаторы могут хранить большое количество электрического заряда по сравнению с электролитические и все другие типы обычных конденсаторов.Суперконденсаторы также известны как ультраконденсаторы или электрические. конденсаторы с двойным слоем.
Суперконденсатор
состоит
двух электродов, сепаратора и электролита. Электролит
представляет собой смесь отрицательных и положительных ионов, растворенных в
воды. Два электрода суперконденсатора разделены.
разделителем.
левый боковой электрод контактирует с левой боковой жидкостью электролит аналогично; правый боковой электрод контактирует с жидким электролитом с правой стороны.