Ako fungujú keramické kondenzátory a elektrolytické kondenzátory
V procese návrhu obvodu sa kondenzátory používajú na filtrovanie. Niekedy sa používajú elektrolytické kondenzátory a niekedy keramické kondenzátory. Niekedy sa používajú oboje. Chcel by som sa opýtať: aká je úloha použitia elektrolytických kondenzátorov? Aká je funkcia použitia bežných keramických kondenzátorov? Ako vypočítať veľkosť jeho kapacity? Ako si vybrať a určiť výdržné napätie elektrolytických kondenzátorov? V ktorých prípadoch by sa mali použiť elektrolytické kondenzátory, v ktorých keramické kondenzátory a v ktorých prípadoch by sa mali použiť oba? V starej verzii analógovej elektronickej knihy bolo spomenuté, že existuje špeciálny vzorec na výpočet veľkosti hodnoty kondenzátora, ale niektoré integrované obvody a podobne majú predpisy o tom, ako zosúladiť kondenzátor vo svojom údajovom liste, dúfam, že to dokáže pomôcť ti.
Elektrolytické kondenzátory a keramické kondenzátory sa vo všeobecnosti používajú medzi napájaním integrovaného obvodu a zemou, aby zohrávali filtračnú úlohu. Keramické kondenzátory sa používajú samostatne na oddelenie. Jeho použitie je všeobecne vysvetlené v IC. Relevantné, vezmite 0.01uf pre keramiku.
Ak chcem vymeniť určitý kondenzátor za iný, musím vyhovieť kapacite aj výdržnému napätiu? Niekedy je ťažké nájsť to najlepšie z oboch svetov. Je možné sa v tejto chvíli jedného z nich vzdať?
Rozsah filtračných kondenzátorov je príliš široký, tu je krátky rozhovor o výkonovom bypassovom (oddeľovacom) kondenzátore.
Výber filtračného kondenzátora závisí od toho, či ho použijete v lokálnom alebo globálnom napájaní. Pre miestne napájanie má hrať úlohu prechodného napájania. Prečo pridávať kondenzátory na napájanie? Je to preto, že aktuálna požiadavka zariadenia sa rýchlo mení s požiadavkou na riadenie (ako je napríklad ovládač DDR) a pri diskusii o vysokofrekvenčnom rozsahu sa musia zvážiť distribučné parametre obvodu. Vďaka existencii rozloženej indukčnosti sa zabráni prudkej zmene prúdu a zníži sa napätie na napájacom kolíku čipu - to znamená, že sa vytvorí šum. Okrem toho má prúdový zdroj so spätnou väzbou reakčný čas - to znamená, že nevykoná úpravy, kým po určitú dobu (zvyčajne úroveň ms alebo us) nenastane kolísanie napätia. Pre aktuálnu zmenu dopytu úrovne ns tento druh oneskorenia tvorí aj skutočný hluk. Úlohou kondenzátora je preto poskytnúť cestu s nízkou indukčnou reaktanciou (impedanciou), aby sa uspokojili rýchle zmeny aktuálneho dopytu.
Na základe vyššie uvedenej teórie by sa mal výpočet kapacity vypočítať podľa energie, ktorú môže kondenzátor poskytnúť na zmenu prúdu. Pri výbere typu kondenzátora musíte zvážiť jeho parazitnú indukčnosť – to znamená, že parazitná indukčnosť by mala byť menšia ako rozložená indukčnosť napájacej cesty.
Diskusia o problémoch musí začať od podstaty. Po prvé, pravdepodobne viete, že kondenzátory sú jednosmernou izoláciou, zatiaľ čo induktory sú naopak. Všetky sú založené na základných princípoch. V tomto čase má kondenzátor dve najčastejšie funkcie. Jedným z nich je izolácia DC medzi pólmi. Niektorí ľudia to nazývajú aj spojovacím kondenzátorom, pretože izoluje jednosmerný prúd, ale musí prenášať striedavé signály. Dráha jednosmerného prúdu je obmedzená medzi niekoľkými stupňami, čo môže zjednodušiť veľmi komplikovaný výpočet pracovného bodu a druhým je filtrovanie. V podstate tieto dve. Ako spojka nie je hodnota kondenzátora striktne vyžadovaná, pokiaľ jeho impedancia nie je príliš veľká, takže útlm signálu je príliš veľký.
Ale pri druhom je to potrebné zvážiť z hľadiska filtra. Napríklad filtrovanie napájacieho zdroja na vstupnom konci vyžaduje odfiltrovanie nízkofrekvenčného (ako je výkonová frekvencia) šumu a vysokofrekvenčného šumu, takže je potrebné ho použiť súčasne. Veľké kondenzátory a malé kondenzátory. Niektorí ľudia povedia, s veľkým kondenzátorom, prečo potrebujete malý? Je to preto, že veľká kapacita, veľká indukčnosť v dôsledku veľkej dosky a konca kolíka nefunguje pre vysoké frekvencie. Malé kondenzátory sú pravý opak. Veľkosť môže byť použitá na určenie kapacity. Pokiaľ ide o výdržné napätie, musí byť vždy splnené, inak exploduje. Dokonca aj pri neelektrolytických kondenzátoroch niekedy nevybuchne a zníži sa aj jeho výkon. Je toho príliš veľa na rozprávanie, najprv si o tom pohovorme. Všetko sú to funkcie filtrovania. Hliníkový elektrolytický kondenzátor má pomerne veľkú kapacitu a používa sa hlavne na elimináciu nízkofrekvenčného rušenia. Kapacita je približne 1 mA prúdu, čo zodpovedá 2 ~ 3 μf, ak je požiadavka príliš vysoká, 1 mA môže zodpovedať 5 ~ 6 μf. Nepolárne kondenzátory sa používajú na odfiltrovanie vysokofrekvenčných signálov. Väčšinou sa používa samostatne, používa sa na odstránenie lotosového koreňa. Niekedy sa môže použiť paralelne s elektrolytickými kondenzátormi. Vysokofrekvenčné charakteristiky keramických kondenzátorov sú lepšie, ale pri určitej frekvencii (asi 6MHz, už si presne nepamätám) kapacita rapídne klesá.
Úloha elektrolytických kondenzátorov a bezpečnostné opatrenia pri používaní
1. Úloha elektrolytických kondenzátorov v obvodoch
1. Filtračný efekt. V napájacom obvode obvod usmerňovača premení striedavý prúd na pulzujúci jednosmerný prúd a za obvod usmerňovača je pripojený veľkokapacitný elektrolytický kondenzátor a usmernené pulzujúce jednosmerné napätie sa stáva relatívne stabilným jednosmerným napätím. V praxi, aby sa zabránilo zmenám napájacieho napätia každej časti obvodu v dôsledku zmien záťaže, elektrolytické kondenzátory s desiatkami až stovkami mikrofaradov sú vo všeobecnosti pripojené na výstupný koniec napájacieho zdroja a na vstupný koniec napájacieho zdroja. naložiť. Keďže veľkokapacitné elektrolytické kondenzátory majú vo všeobecnosti určitú indukčnosť a nedokážu efektívne odfiltrovať vysokofrekvenčné a pulzné rušivé signály, kondenzátor s kapacitou 0.001--0.lpF je zapojený paralelne na oboch koncoch na odfiltrovanie vysokofrekvenčných signálov. a pulzné rušenie.
2. Väzbový efekt: V procese prenosu a zosilnenia nízkofrekvenčných signálov, aby sa zabránilo vzájomnému ovplyvňovaniu statických pracovných bodov predného a zadného obvodu, sa často používa kapacitná väzba. Aby sa predišlo nadmernej strate nízkofrekvenčných zložiek v signáli, vo všeobecnosti sa používajú elektrolytické kondenzátory s väčšou kapacitou.
Po druhé, metóda posudzovania elektrolytického kondenzátora
Bežné poruchy elektrolytických kondenzátorov zahŕňajú zníženie kapacity, zmiznutie kapacity, skrat pri poruche a únik. Zmena kapacity je spôsobená postupným vysychaním elektrolytu vo vnútri elektrolytického kondenzátora počas používania alebo umiestnenia, pričom sa zvyčajne pridáva porucha a únik. Napätie je príliš vysoké alebo samotná kvalita nie je dobrá. Posudzovanie kvality napájacieho kondenzátora sa vo všeobecnosti meria pomocou súboru odporu multimetra. Špecifická metóda je: skratujte dva kolíky kondenzátora, aby sa vybili, a použite čierny testovací kábel multimetra na pripojenie kladnej elektródy elektrolytického kondenzátora. Červený testovací kábel je pripojený k zápornému pólu (u analógového multimetra je testovací kábel intermodulovaný pri meraní digitálnym multimetrom). Normálne by sa testovacia ihla mala otáčať v smere malého odporu a potom sa postupne vrátiť do nekonečna. Čím väčší je výkyv ihly alebo pomalšia rýchlosť návratu, tým väčšia je kapacita kondenzátora a naopak, tým menšia je kapacita kondenzátora. Ak sa ukazovateľ niekde v strede nezmení, znamená to, že kondenzátor uniká. Ak je hodnota indikácie odporu malá alebo nulová, znamená to, že kondenzátor bol rozbitý a skratovaný. Pretože napätie batérie používanej multimetrom je vo všeobecnosti veľmi nízke, je presnejšie merať kondenzátor s nízkym výdržným napätím. Keď je výdržné napätie kondenzátora vysoké, hoci meranie je normálne, môže dôjsť k úniku alebo šoku, keď sa pridá vysoké napätie. fenomén opotrebovania.
3. Bezpečnostné opatrenia pri používaní elektrolytických kondenzátorov
1. Keďže elektrolytické kondenzátory majú kladnú a zápornú polaritu, nemožno ich pri použití v obvodoch zapojiť obrátene. V napájacom obvode je kladný pól elektrolytického kondenzátora pripojený k výstupnej svorke napájacieho zdroja, keď je na výstupe kladné napätie, a záporný pól je pripojený k zemi; keď je na výstupe záporné napätie, záporný pól je pripojený k výstupnej svorke a kladný pól je uzemnený. Pri prepólovaní filtračného kondenzátora v napájacom obvode sa značne zníži filtračný účinok kondenzátora, na jednej strane kolíše výstupné napätie napájacieho zdroja a na druhej strane elektrolytický kondenzátor, ktorý je ekvivalentný rezistoru, zahrieva sa v dôsledku reverzného napájania. Keď spätné napätie prekročí určitú hodnotu, spätný zvodový odpor kondenzátora bude veľmi malý, takže kondenzátor na krátky čas po zapnutí praskne a poškodí sa v dôsledku prehriatia.
2. Napätie aplikované na oba konce elektrolytického kondenzátora nemôže prekročiť jeho prípustné pracovné napätie. Pri navrhovaní skutočného obvodu by mala byť rezervovaná určitá rezerva podľa konkrétnej situácie. Pri návrhu filtračného kondenzátora regulovaného zdroja, ak je striedavé napätie napájacieho zdroja 220~ Usmernené napätie sekundáru transformátora môže dosiahnuť 22V. V tomto čase môže elektrolytický kondenzátor s výdržným napätím 25V vo všeobecnosti spĺňať požiadavky. Ak však striedavé napätie silne kolíše a môže stúpnuť na viac ako 250 V, je najlepšie zvoliť elektrolytický kondenzátor s výdržným napätím vyšším ako 30 V.
3. Elektrolytické kondenzátory by nemali byť v blízkosti vysokovýkonných vykurovacích telies v obvode, aby sa zabránilo rýchlemu vysychaniu elektrolytu v dôsledku zahrievania.
4. Na filtrovanie signálov s kladnou a zápornou polaritou je možné zapojiť dva elektrolytické kondenzátory do série s rovnakou polaritou ako nepolárny kondenzátor.
Ako používať multimeter na meranie kapacity?
Na meranie kapacity použite ukazovateľový multimeter. Pozrite si priložený obrázok: Na zistenie kapacity je možné použiť multimeter typu ukazovateľ. Základom je, že elektrická bariéra multimetra je ekvivalentná jednosmernému zdroju s vnútorným odporom a kapacita sa môže nabíjať. Ako čas plynie, napätie na kondenzátore sa postupne zvyšuje. Nabíjací prúd postupne klesá, až kým nedosiahne nulu. Kroky
1. Zvoľte vhodný prevod pre elektroblok. Vo všeobecnosti, ak je kapacita nižšia ako 0.01uF, zvoľte x10k prevod; o 1-10uF, zvoľte X1k gear; nad 47uF, vyberte prevod x100 alebo x10.
2. Pri každom teste skratujte kondenzátor drôtom a po vybití vykonajte ďalší test.
3. Elektrolytické kondenzátory majú polaritu a kladná elektróda má počas používania vyšší potenciál ako záporná elektróda. Keďže čierny testovací kábel je pripojený ku kladnej elektróde batérie v hodinkách, čierny testovací kábel je pripojený ku kladnej elektróde elektrolytického kondenzátora a červený testovací kábel je pripojený k zápornej elektróde kondenzátora. Dobrý kapacitný výkon spočíva v tom, že sa ukazovateľ počas detekcie vychýli - nadol a potom sa postupne vráti do polohy mechanickej nuly (to znamená, že odpor je nekonečný).
Vychýlenie ukazovateľa súvisí s elektrickou kapacitou a elektrickou bariérou a čím väčšia kapacita, tým väčšia výchylka. V praxi dbajte na pravidlá a zbierajte dáta. Metóda nastavenia mechanickej nuly hlavy merača spočíva v použití plochého skrutkovača na zarovnanie zárezu na nastavenie mechanickej nuly na hlave meracieho prístroja, keď meracie pero nie je ani skratované, ani na meranie žiadneho zariadenia, a otáčaním doľava a doprava vytvoríte meradlo. ukazovateľ na nulu. Výkon kondenzátora, ktorý stratil svoju kapacitu, spočíva v tom, že detekčný ukazovateľ nie je vychýlený a nie je potrebné ho vybíjať. Výkon kondenzátora, ktorý stráca časť kapacity, spočíva v tom, že v porovnaní so štandardným kondenzátorom nie je vychýlenie ukazovateľa na mieste. Dá sa posúdiť na základe skúseností alebo odkazom na štandardný kondenzátor rovnakej kapacity a podľa maximálnej amplitúdy výkyvu ukazovateľa.
Referenčný kondenzátor nemusí mať rovnakú hodnotu výdržného napätia, pokiaľ je kapacita rovnaká. Napríklad na odhadnutie kondenzátora 100uF/250V možno najskôr použiť ako referenčný kondenzátor 100uF/25V, pokiaľ je maximálna amplitúda výkyvu ukazovateľa rovnaká, možno usúdiť, že kapacita je rovnaká. Výkon zvodovej kapacity spočíva v tom, že ukazovateľ sa nemôže vrátiť do polohy mechanickej nuly (to znamená, že odpor je nekonečný). Treba poznamenať, že dochádza k úniku väčších alebo menších elektrolytických kondenzátorov, úniku nízkeho výdržného napätia je veľký a úniku vysokého výdržného napätia je malý; použite x10k na meranie úniku a použite blok pod xlk na meranie úniku, aby ste zistili, či kondenzátor uniká.
Pre kondenzátory nad 1000uF môžete použiť blok Rxl0 na rýchle nabitie a počiatočné odhadnutie kapacity kondenzátora a potom prejsť na blok Rxlk, aby ste chvíľu pokračovali v meraní. V tomto čase by sa ukazovateľ nemal vrátiť, ale mal by sa zastaviť v nekonečne alebo veľmi blízko k nemu, inak môže dôjsť k úniku. Pre niektoré kondenzátory pod desiatkami mikrofaradov, po úplnom nabití bloku Rxlk použite blok Rx10k na pokračovanie v meraní a strelka by sa mala zastaviť v nekonečne a už sa nevracať. S výnimkou elektrolytických kondenzátorov je výdržné napätie keramických, polyesterových, metalizovaných papierových a monolitických kondenzátorov vyššie ako 40V. Otestujte pomocou multimetra, bez ohľadu na to, ktorý blok, dobrý kondenzátor by nemal unikať. Na meranie malokapacitných kondenzátorov pomocou multimetra možno použiť zosilňovací efekt nízkovýkonových kremíkových NPN triód a spôsob je znázornený na obrázku 1(f). Na blokovanie použite odpor Rxlk, čierny testovací kábel je pripojený ku kolektoru, červený testovací kábel je pripojený k emitoru, dotknite sa malého kondenzátora kolektora a ukazovateľ by sa mal vychýliť. Princíp spočíva v tom, že keď je kondenzátor nabitý, nabíjací prúd vháňa základný prúd do základne a tento prúd je triódou zosilnený a vychýlenie ukazovateľa je zreteľnejšie.
