Kuinka keraamiset kondensaattorit ja elektrolyyttikondensaattorit toimivat
Piirin suunnitteluprosessissa suodatukseen käytetään kondensaattoreita. Joskus käytetään elektrolyyttikondensaattoreita ja joskus keraamisia kondensaattoreita. Joskus käytetään molempia. Haluaisin kysyä: mikä on elektrolyyttikondensaattorien käytön rooli? Mikä on tavallisten keraamisten kondensaattoreiden käyttö? Kuinka laskea sen kapasiteetin koko? Kuinka valita ja määrittää elektrolyyttikondensaattorien kestojännite? Missä tapauksissa tulee käyttää elektrolyyttikondensaattoreita, missä keraamisia kondensaattoreita ja missä molempia? Analogisen e-kirjan vanhassa versiossa mainittiin, että kondensaattorin arvon laskemiseen on erityinen kaava, mutta joillain IC:illä ja vastaavilla on säännöksiä kondensaattorin sovittamisesta sen tietolomakkeessa, toivottavasti se voi auttaa sinua.
Elektrolyyttikondensaattoreita ja keraamisia kondensaattoreita käytetään yleensä IC:n virransyötön ja maan välissä suodattimena. Keraamisia kondensaattoreita käytetään yksinään irrottamiseen. Sen käyttö on yleisesti selitetty IC:ssä. Oleellista, ota 0.01uf keramiikka.
Jos haluan korvata tietyn kondensaattorin toisella kondensaattorilla, pitääkö minun täyttää sekä kapasiteetti että jännitekestävyys? Joskus on vaikea löytää molemmista maailmoista parasta. Onko mahdollista luopua yhdestä niistä tällä hetkellä?
Suodatinkondensaattorivalikoima on liian laaja, tässä on lyhyt puhe virran ohitus (irrotus) kondensaattorista.
Suodatinkondensaattorin valinta riippuu siitä, käytätkö sitä paikallisessa vai globaalissa virtalähteessä. Paikallisessa virtalähteessä sen on oltava ohimenevä virtalähde. Miksi lisätä kondensaattoreita virransyöttöön? Syynä on se, että laitteen virrantarve muuttuu nopeasti ajotarpeen mukaan (kuten DDR-ohjain), ja korkean taajuusalueen keskustelussa tulee huomioida piirin jakautumisparametrit. Hajautetun induktanssin olemassaolon ansiosta virran jyrkkä muutos estyy ja sirun tehonsyöttönastan jännite pienenee - eli syntyy kohinaa. Lisäksi nykyisellä takaisinkytkentävirtalähteellä on reaktioaika - eli se ei tee säätöjä ennen kuin jännitteen vaihtelu tapahtuu jonkin aikaa (yleensä ms tai us-taso). Nykyiselle ns-tason kysynnän muutokselle tällainen viive muodostaa myös todellisen kohinan. Siksi kondensaattorin tehtävänä on tarjota matalan induktiivisen reaktanssin (impedanssin) reitti vastaamaan virran kysynnän nopeisiin muutoksiin.
Yllä olevan teorian perusteella kapasitanssin laskenta tulisi laskea sen energian mukaan, jonka kondensaattori voi tarjota virran muutokselle. Kun valitset kondensaattorin tyyppiä, sinun on otettava huomioon sen loisinduktanssi – eli loisinduktanssin tulee olla pienempi kuin tehopolun hajautettu induktanssi.
Asioista keskusteleminen on aloitettava olemuksesta. Ensinnäkin, luultavasti tiedät, että kondensaattorit ovat DC-eristys, kun taas induktorit ovat päinvastaisia. Kaikki perustuvat perusperiaatteisiin. Tällä hetkellä kondensaattorilla on kaksi yleisintä toimintoa. Yksi on eristää DC napojen välillä. Jotkut kutsuvat sitä myös kytkentäkondensaattoriksi, koska se eristää tasavirran, mutta sen on läpäistävä AC-signaalit. DC-polku on rajoitettu useiden vaiheiden välillä, mikä voi yksinkertaistaa erittäin monimutkaista toimintapisteen laskemista, ja toinen on suodatus. Periaatteessa nämä kaksi. Kytkentänä kondensaattorin arvoa ei ehdottomasti vaadita, kunhan sen impedanssi ei ole liian suuri, jolloin signaalin vaimennus on liian suuri.
Mutta jälkimmäisen osalta sitä on tarkasteltava suodattimen näkökulmasta. Esimerkiksi teholähteen suodatus tulopäässä edellyttää matalataajuisen (kuten tehotaajuuden) ja korkeataajuisen kohinan suodattamista, joten sitä on käytettävä samanaikaisesti. Suuret kondensaattorit ja pienet kondensaattorit. Jotkut ihmiset sanovat suurella kondensaattorilla, miksi tarvitset pienen? Tämä johtuu siitä, että suuri kapasitanssi, suuri induktanssi, joka johtuu suuresta levystä ja nastan päästä, ei toimi korkeilla taajuuksilla. Pienet kondensaattorit ovat juuri päinvastoin. Kokoa voidaan käyttää kapasitanssin määrittämiseen. Mitä tulee kestojännitteeseen, sen on oltava aina tyydyttävä, muuten se räjähtää. Jopa ei-elektrolyyttisille kondensaattoreille se ei joskus räjähdä, ja myös sen suorituskyky heikkenee. Siitä on liikaa puhuttavaa, puhutaan ensin siitä. Ne ovat kaikki suodatustoimintoja. Alumiinielektrolyyttikondensaattorilla on suhteellisen suuri kapasiteetti ja sitä käytetään pääasiassa matalataajuisten häiriöiden poistamiseen. Kapasiteetti on noin 1 mA, mikä vastaa 2-3 μf, jos vaatimus on liian korkea, 1 mA voi vastata 5-6 μf. Ei-polaarisia kondensaattoreita käytetään suurtaajuisten signaalien suodattamiseen. Suurimman osan ajasta sitä käytetään yksinään, sitä käytetään lootuksen juuren poistamiseen. Joskus sitä voidaan käyttää rinnakkain elektrolyyttikondensaattorien kanssa. Keraamisten kondensaattorien korkeataajuusominaisuudet ovat paremmat, mutta tietyllä taajuudella (noin 6MHz, en muista selvästi) kapasiteetti laskee nopeasti.
Elektrolyyttikondensaattorien rooli ja käyttöön liittyvät varotoimet
1. Elektrolyyttikondensaattorien rooli piireissä
1. Suodatustehoste. Tehonsyöttöpiirissä tasasuuntaajapiiri muuttaa AC:n sykkiväksi DC:ksi ja tasasuuntaajapiirin jälkeen kytketään suurikapasiteettinen elektrolyyttikondensaattori ja tasasuuntaavasta sykkivästä tasajännitteestä tulee Suhteellisen vakaa tasajännite. Käytännössä, jotta piirin kunkin osan syöttöjännite ei muuttuisi kuormituksen muutosten takia, virtalähteen lähtöpäähän ja virtalähteen tehontulopäähän kytketään käytännössä yleensä kymmenistä satoihin mikrofaradeihin elektrolyyttikondensaattoreita. ladata. Koska suurikapasiteettisilla elektrolyyttikondensaattoreilla on yleensä tietty induktanssi, eivätkä ne pysty suodattamaan tehokkaasti korkeataajuisia ja pulssihäiriösignaaleja, kondensaattori, jonka kapasiteetti on 0.001--0.lpF, on kytketty rinnan molemmista päistä. korkeataajuisten signaalien suodattamiseksi. ja pulssihäiriöt.
2. Kytkentävaikutus: Matalataajuisten signaalien lähetys- ja vahvistusprosessissa, jotta etu- ja takapiirien staattiset toimintapisteet eivät vaikuttaisi toisiinsa, käytetään usein kapasitiivista kytkentää. Matalataajuisten komponenttien liiallisen häviön estämiseksi signaalissa käytetään yleensä suurempikapasiteettisia elektrolyyttikondensaattoreita.
Toiseksi elektrolyyttikondensaattorin arviointimenetelmä
Elektrolyyttikondensaattorien yleisiä vikoja ovat kapasiteetin pieneneminen, kapasiteetin katoaminen, oikosulku ja vuoto. Kapasiteetin muutos johtuu elektrolyytin asteittaisesta kuivumisesta elektrolyyttikondensaattorin sisällä käytön tai asennuksen aikana, samalla kun rikkoutuminen ja vuoto yleensä lisätään. Jännite on liian korkea tai laatu itsessään ei ole hyvä. Virtalähteen kondensaattorin laadun arvioiminen mitataan yleensä yleismittarin vastustiedostolla. Erityinen menetelmä on: oikosulje kondensaattorin kaksi nastaa purkautumista varten ja käytä yleismittarin mustaa testijohtoa kytkeäksesi elektrolyyttikondensaattorin positiivisen elektrodin. Punainen mittausjohto on kytketty negatiiviseen napaan (analogisessa yleismittarissa testijohto on intermoduloitu digitaalisella yleismittarilla mitattaessa). Normaalisti testineulan tulisi heilua pienen vastuksen suuntaan ja palata sitten vähitellen äärettömyyteen. Mitä suurempi neulan heilahdus tai hitaampi paluunopeus, sitä suurempi on kondensaattorin kapasiteetti, ja päinvastoin, sitä pienempi kondensaattorin kapasiteetti. Jos osoitin ei muutu jossain keskellä, se tarkoittaa, että kondensaattori vuotaa. Jos resistanssin ilmaisuarvo on pieni tai nolla, se tarkoittaa, että kondensaattori on rikki ja oikosuljettu. Koska yleismittarin käyttämän akun jännite on yleensä hyvin alhainen, on tarkempaa mitata kondensaattori alhaisella kestojännitteellä. Kun kondensaattorin kestojännite on korkea, vaikka mittaus on normaali, voi esiintyä vuotoa tai iskua, kun lisätään korkea jännite. kulumisilmiö.
3. Varotoimet elektrolyyttikondensaattorien käyttöön
1. Koska elektrolyyttikondensaattoreilla on positiivinen ja negatiivinen napaisuus, niitä ei voi kytkeä ylösalaisin, kun niitä käytetään piireissä. Tehonsyöttöpiirissä elektrolyyttikondensaattorin positiivinen napa on kytketty virtalähteen lähtöliittimeen, kun positiivinen jännite lähetetään, ja negatiivinen napa on kytketty maahan; kun negatiivinen jännite lähetetään, negatiivinen napa kytketään lähtöliittimeen ja positiivinen napa on maadoitettu. Kun virtalähdepiirin suodatinkondensaattorin napaisuus käännetään, kondensaattorin suodatusvaikutus heikkenee huomattavasti, toisaalta virtalähteen lähtöjännite vaihtelee, ja toisaalta elektrolyyttikondensaattori, joka vastaa vastusta, lämpenee käänteisen virransyötön takia. Kun käänteinen jännite ylittää tietyn arvon, kondensaattorin käänteisvuodon vastus pienenee hyvin pieneksi, jolloin kondensaattori räjähtää ja vaurioituu ylikuumenemisen vuoksi hetken aikaa virran kytkemisen jälkeen.
2. Elektrolyyttikondensaattorin molempiin päihin syötetty jännite ei saa ylittää sen sallittua käyttöjännitettä. Varsinaista piiriä suunniteltaessa tulee varata tietty marginaali tilanteen mukaan. Suunniteltaessa säädetyn teholähteen suodatinkondensaattoria, jos vaihtovirtasyötön jännite on 220~, muuntajan toisioyksikön tasasuunnattu jännite voi olla 22V. Tällä hetkellä elektrolyyttikondensaattori, jonka jännite on 25 V, voi yleensä täyttää vaatimukset. Jos AC-syötön jännite kuitenkin vaihtelee suuresti ja voi nousta yli 250 V:iin, on parasta valita elektrolyyttikondensaattori, jonka kestojännite on yli 30 V.
3. Elektrolyyttikondensaattorit eivät saa olla lähellä suuritehoisia lämmityselementtejä piirissä, jotta elektrolyytti ei kuivu nopeasti kuumenemisen vuoksi.
4. Positiivisen ja negatiivisen napaisuuden omaavien signaalien suodattamiseksi voidaan kytkeä sarjaan kaksi elektrolyyttikondensaattoria samalla polariteetilla kuin ei-polaarinen kondensaattori.
Kuinka käyttää yleismittaria kapasitanssin mittaamiseen?
Käytä osoitinyleismittaria kapasitanssin mittaamiseen. Katso oheinen kuva: Osoitintyyppistä yleismittaria voidaan käyttää kapasitanssin havaitsemiseen. Lähtökohtana on, että yleismittarin sähkösulku vastaa sisäisellä resistanssilla varustettua tasavirtalähdettä ja kapasitanssia voidaan ladata. Ajan myötä kondensaattorin yli oleva jännite kasvaa vähitellen. Latausvirta pienenee vähitellen, kunnes se saavuttaa nollan. Askeleet
1. Valitse sähkölohkolle sopiva vaihde. Yleensä, jos kapasiteetti on alle 0.01uF, valitse x10k vaihde; noin 1-10uF, valitse X1k vaihde; yli 47 uF, valitse x100 vaihde tai x10 vaihde.
2. Oikosulje kondensaattori jokaisessa testissä johdolla ja suorita seuraava testi purkamisen jälkeen.
3. Elektrolyyttikondensaattoreissa on napaisuus ja positiivisella elektrodilla on suurempi potentiaali kuin negatiivisella elektrodilla käytön aikana. Koska musta testijohto on kytketty kellon akun positiiviseen elektrodiin, musta testijohto on kytketty elektrolyyttikondensaattorin positiiviseen elektrodiin ja punainen mittausjohto kondensaattorin negatiiviseen elektrodiin. Hyvä kapasitanssisuorituskyky on se, että osoitin poikkeaa - alas havaitsemisen aikana ja palaa sitten vähitellen mekaaniseen nolla-asentoon (eli vastus on ääretön).
Osoittimen taipuma liittyy sähkötehoon ja sähköesteeseen, ja mitä suurempi kapasiteetti, sitä suurempi taipuma. Käytännössä kiinnitä huomiota sääntöihin ja kerää tietoja. Mittarin pään mekaanisen nollapisteen säätötapa on käyttää litteää ruuvimeisseliä kohdistamaan mittarin pään mekaaninen nollan säätölovi, kun mittarin kynässä ei ole oikosulkua eikä mitata mitään laitetta, ja kiertämällä vasemmalle ja oikealle mittarin tekemiseksi. osoitin osoittaa nollaan. Kapasiteettinsa menettäneen kondensaattorin suorituskyky on se, että tunnistusosoitin ei ole taipunut eikä sitä tarvitse purkaa. Kapasiteetista osan menettävän kondensaattorin suorituskyky on se, että osoittimen taipuma ei ole paikallaan verrattuna vakiokondensaattoriin. Se voidaan arvioida kokemuksen perusteella tai viittaamalla saman kapasiteetin vakiokondensaattoriin ja osoittimen heilahduksen maksimiamplitudin mukaan.
Vertailukondensaattorilla ei tarvitse olla samaa kestojännitearvoa, kunhan kapasiteetti on sama. Esimerkiksi 100uF/250V kondensaattorin arvioimiseksi voidaan ensin käyttää referenssinä 100uF/25V kondensaattoria, kunhan osoittimen heilahduksen maksimiamplitudi on sama, voidaan päätellä, että kapasiteetti on sama . Vuotokapasitanssin suorituskyky on se, että osoitin ei voi palata mekaaniseen nolla-asentoon (eli vastus on ääretön). On huomattava, että elektrolyyttikondensaattorien vuodot ovat suurempia tai pienempiä, alhaisen kestojännitteen vuoto on suuri ja korkean kestojännitteen vuoto on pieni; Käytä x10k mittaamaan vuoto ja käytä xlk alla olevaa lohkoa mittaamaan vuoto määrittääksesi, vuotaako kondensaattori.
Jos kondensaattori on yli 1000uF, voit ladata sen ensin nopeasti Rxl0-lohkolla ja arvioida aluksi kondensaattorin kapasiteetin ja vaihtaa sitten Rxlk-lohkoon jatkaaksesi mittausta jonkin aikaa. Tällä hetkellä osoittimen ei pitäisi palata, vaan sen pitäisi pysähtyä äärettömään tai hyvin lähelle sitä, muuten Saattaa olla vuotoa. Joillekin alle kymmenien mikrofaradeille kondensaattoreille, kun Rxlk-lohko on ladattu täyteen, jatka mittaamista Rx10k-lohkolla, jolloin neulan tulisi pysähtyä äärettömyyteen eikä palata. Elektrolyyttikondensaattoreita lukuun ottamatta keraamisten, polyesterien, metalloitujen paperien ja monoliittisten kondensaattoreiden kestojännite on yli 40 V. Testaa yleismittarilla, olipa lohko mikä tahansa, hyvä kondensaattori ei saa vuotaa. Pienikapasiteettisten kondensaattorien mittaamiseen yleismittarilla voidaan käyttää pienitehoisten pii-NPN-triodien vahvistusvaikutusta, ja menetelmä on esitetty kuvassa 1(f). Käytä vastusta Rxlk estämiseen, musta testijohto on kytketty kollektoriin, punainen testijohto on kytketty emitteriin, kosketa pientä kondensaattoria kollektoriin ja osoitin on taivutettava. Periaate on, että kun kondensaattori on ladattu, latausvirta ruiskuttaa kantavirran kantaan, ja tätä virtaa vahvistaa triodi, ja osoittimen taipuma on ilmeisempi.
