Kaip veikia keraminiai kondensatoriai ir elektrolitiniai kondensatoriai
Grandinės projektavimo procese filtravimui naudojami kondensatoriai. Kartais naudojami elektrolitiniai kondensatoriai, o kartais – keraminiai. Kartais naudojami abu. Norėčiau paklausti: koks yra elektrolitinių kondensatorių naudojimo vaidmuo? Kokia yra įprastų keraminių kondensatorių naudojimo funkcija? Kaip apskaičiuoti jo talpos dydį? Kaip pasirinkti ir nustatyti elektrolitinių kondensatorių atsparumo įtampą? Kokiais atvejais reikia naudoti elektrolitinius kondensatorius, kokiais – keraminius, o kokiais – abu? Senoje analoginės e-knygos versijoje buvo paminėta, kad yra speciali formulė kondensatoriaus vertės dydžiui apskaičiuoti, tačiau kai kurie IC ir panašiai turi reglamentus, kaip suderinti kondensatorių savo duomenų lape, tikiuosi, kad gali padėti tau.
Elektrolitiniai kondensatoriai ir keraminiai kondensatoriai paprastai naudojami tarp IC maitinimo šaltinio ir žemės, kad atliktų filtravimo vaidmenį. Keraminiai kondensatoriai naudojami atskirai. Jo naudojimas paprastai paaiškintas IC. Atitinkamai, paimkite 0.01uf keramikai.
Jei noriu pakeisti tam tikrą kondensatorių kitu, ar turiu patenkinti ir talpą, ir atlaikyti įtampą? Kartais sunku rasti geriausią iš abiejų pasaulių. Ar įmanoma šiuo metu atsisakyti vieno iš jų?
Filtro kondensatorių diapazonas per platus, čia trumpai apie galios apėjimo (atsijungimo) kondensatorių.
Filtro kondensatoriaus pasirinkimas priklauso nuo to, ar jį naudojate vietiniame, ar visuotiniame maitinimo šaltinyje. Vietiniam maitinimo šaltiniui jis turi atlikti trumpalaikio maitinimo šaltinio vaidmenį. Kodėl maitinimui reikia pridėti kondensatorių? Taip yra todėl, kad dabartinis įrenginio poreikis greitai keičiasi atsižvelgiant į vairavimo poreikį (pvz., DDR valdiklis), o diskutuojant apie aukšto dažnio diapazoną reikia atsižvelgti į grandinės paskirstymo parametrus. Dėl paskirstytojo induktyvumo yra užkertamas kelias drastiškam srovės pokyčiui, sumažėja įtampa ant lusto maitinimo kaiščio - tai yra, susidaro triukšmas. Be to, dabartinis grįžtamasis maitinimo šaltinis turi reakcijos laiką - tai yra, jis nereguliuos tol, kol tam tikrą laiką nepasireikš įtampos svyravimai (dažniausiai ms arba us lygiu). Esant dabartiniam ns lygio paklausos pokyčiui, toks uždelsimas taip pat sudaro tikrąjį triukšmą. Todėl kondensatoriaus vaidmuo yra užtikrinti mažos indukcinės varžos (impedanso) maršrutą, kad būtų patenkinti greiti dabartinės paklausos pokyčiai.
Remiantis aukščiau pateikta teorija, talpos apskaičiavimas turėtų būti apskaičiuojamas pagal energiją, kurią kondensatorius gali suteikti srovės pokyčiui. Renkantis kondensatoriaus tipą, reikia atsižvelgti į jo parazitinį induktyvumą – tai yra, parazitinis induktyvumas turi būti mažesnis už paskirstytą galios kelio induktyvumą.
Problemų aptarimas turi prasidėti nuo esmės. Visų pirma, tikriausiai žinote, kad kondensatoriai yra nuolatinės srovės izoliacija, o induktoriai yra priešingai. Visi jie pagrįsti pagrindiniais principais. Šiuo metu kondensatorius atlieka dvi dažniausiai naudojamas funkcijas. Vienas iš jų yra izoliuoti DC tarp polių. Kai kurie žmonės jį taip pat vadina jungiamuoju kondensatoriumi, nes jis izoliuoja nuolatinę srovę, tačiau jis turi perduoti kintamosios srovės signalus. Nuolatinės srovės kelias yra ribojamas tarp kelių etapų, o tai gali supaprastinti labai sudėtingą veikimo taško skaičiavimą, o antrasis yra filtravimas. Iš esmės šie du. Kondensatoriaus kaip jungties vertė nėra griežtai reikalaujama, jei jo varža nėra per didelė, todėl signalo slopinimas yra per didelis.
Tačiau pastarajam tai reikia atsižvelgti filtro požiūriu. Pavyzdžiui, maitinimo šaltinio filtravimui įvesties gale reikia filtruoti žemo dažnio (pvz., maitinimo dažnio) triukšmą ir aukšto dažnio triukšmą, todėl jį reikia naudoti tuo pačiu metu. Dideli kondensatoriai ir maži kondensatoriai. Kai kurie žmonės sakys, kodėl jums reikia mažo kondensatoriaus su dideliu kondensatoriumi? Taip yra todėl, kad didelė talpa, didelė induktyvumas dėl didelės plokštės ir kaiščio galo neveikia esant aukštiems dažniams. Maži kondensatoriai yra visiškai priešingi. Pagal dydį galima nustatyti talpą. Kalbant apie atsparumo įtampą, ji visada turi būti patenkinta, kitaip ji sprogs. Net neelektrolitiniams kondensatoriams kartais jis nesprogsta, taip pat sumažėja jo našumas. Per daug apie tai kalbėti, pirmiausia pakalbėkime apie tai. Visos jos yra filtravimo funkcijos. Aliuminio elektrolitinis kondensatorius yra gana didelės talpos ir daugiausia naudojamas žemo dažnio trukdžiams pašalinti. Talpa yra maždaug 1 mA srovė, atitinkanti 2–3 μf, jei reikalavimas per didelis, 1 mA gali atitikti 5–6 μf. Nepoliniai kondensatoriai naudojami aukšto dažnio signalams filtruoti. Dažniausiai jis naudojamas vienas, pašalinamas lotoso šaknis. Kartais jis gali būti naudojamas lygiagrečiai su elektrolitiniais kondensatoriais. Keraminių kondensatorių aukšto dažnio charakteristikos yra geresnės, tačiau esant tam tikram dažniui (apie 6MHz, aiškiai nepamenu), talpa sparčiai mažėja.
Elektrolitinių kondensatorių vaidmuo ir atsargumo priemonės naudojant
1. Elektrolitinių kondensatorių vaidmuo grandinėse
1. Filtravimo efektas. Maitinimo grandinėje lygintuvo grandinė kintamąją srovę paverčia pulsuojančia nuolatine srove, o po lygintuvo grandinės prijungiamas didelės talpos elektrolitinis kondensatorius, o išlyginta pulsuojanti nuolatinė įtampa tampa Santykinai stabilia nuolatine įtampa. Praktikoje, kad kiekvienos grandinės dalies maitinimo įtampa nepasikeistų dėl apkrovos pokyčių, dažniausiai prie maitinimo šaltinio išėjimo galo ir maitinimo įvesties galo prijungiami nuo dešimčių iki šimtų mikrofaradų elektrolitiniai kondensatoriai. apkrova. Kadangi didelės talpos elektrolitiniai kondensatoriai paprastai turi tam tikrą induktyvumą ir negali efektyviai išfiltruoti aukšto dažnio ir impulsinių trukdžių signalų, abiejuose galuose lygiagrečiai prijungtas 0.001--0.lpF talpos kondensatorius. aukšto dažnio signalams filtruoti. ir pulso trukdžiai.
2. Sujungimo efektas: Žemo dažnio signalų perdavimo ir stiprinimo procese, siekiant, kad priekinės ir galinės grandinės statiniai veikimo taškai neveiktų vienas kito, dažnai naudojamas talpinis sujungimas. Siekiant išvengti pernelyg didelio žemo dažnio komponentų praradimo signale, dažniausiai naudojami didesnės talpos elektrolitiniai kondensatoriai.
Antra, elektrolitinio kondensatoriaus sprendimo metodas
Dažni elektrolitinių kondensatorių gedimai yra talpos sumažėjimas, talpos išnykimas, trumpasis jungimas ir nuotėkis. Talpos pokytis atsiranda dėl laipsniško elektrolito džiūvimo elektrolitiniame kondensatoriuje naudojimo ar įdėjimo metu, o gedimas ir nuotėkis paprastai pridedami. Įtampa per aukšta arba pati kokybė bloga. Sprendžiant apie maitinimo šaltinio kondensatoriaus kokybę, paprastai matuojama pagal multimetro varžos failą. Specifinis metodas yra toks: trumpai sujunkite du kondensatoriaus kaiščius, kad išsikrautų, ir naudokite juodą multimetro bandymo laidą, kad prijungtumėte teigiamą elektrolitinio kondensatoriaus elektrodą. Raudonas matavimo laidas yra prijungtas prie neigiamo poliaus (analoginiam multimetrui, matuojant skaitmeniniu multimetru, matavimo laidas yra tarpusavyje moduliuojamas). Paprastai bandomoji adata turi pasisukti mažo pasipriešinimo kryptimi, o tada palaipsniui grįžti į begalybę. Kuo didesnis adatos svyravimas arba lėtesnis grįžtamasis greitis, tuo didesnė kondensatoriaus talpa ir atvirkščiai, tuo mažesnė kondensatoriaus talpa. Jei kur nors per vidurį rodyklė nesikeičia, vadinasi, kondensatorius nesandara. Jei varžos indikatoriaus vertė yra maža arba lygi nuliui, tai reiškia, kad kondensatorius buvo sugedęs ir trumpasis jungimas. Kadangi multimetro naudojamo akumuliatoriaus įtampa paprastai yra labai žema, tiksliau matuoti kondensatorių esant žemai atspari įtampai. Kai kondensatoriaus atsparumo įtampa yra aukšta, nors matavimas yra normalus, pridėjus aukštą įtampą gali atsirasti nuotėkio arba šoko. nusidėvėjimo reiškinys.
3. Atsargumo priemonės naudojant elektrolitinius kondensatorius
1. Kadangi elektrolitiniai kondensatoriai turi teigiamą ir neigiamą poliškumą, jie negali būti prijungti aukštyn kojomis, kai naudojami grandinėse. Maitinimo grandinėje teigiamas elektrolitinio kondensatoriaus polius yra prijungtas prie maitinimo šaltinio išėjimo gnybto, kai išvedama teigiama įtampa, o neigiamas - į žemę; kai išvedama neigiama įtampa, neigiamas polius prijungiamas prie išvesties gnybto, o teigiamas polius įžeminamas. Kai filtro kondensatoriaus poliškumas maitinimo grandinėje yra atvirkštinis, kondensatoriaus filtravimo efektas labai sumažėja, viena vertus, svyruoja maitinimo šaltinio išėjimo įtampa, kita vertus, elektrolitinio kondensatoriaus, kuris yra lygiavertis rezistoriui, įkaista dėl atvirkštinio maitinimo. Kai atvirkštinė įtampa viršija tam tikrą vertę, kondensatoriaus atvirkštinio nuotėkio varža taps labai maža, todėl kondensatorius trumpam po įjungimo sprogs ir suges dėl perkaitimo.
2. Abiejuose elektrolitinio kondensatoriaus galuose tiekiama įtampa negali viršyti leistinos darbinės įtampos. Kuriant tikrąją grandinę, atsižvelgiant į konkrečią situaciją, reikia rezervuoti tam tikrą maržą. Projektuojant reguliuojamo maitinimo šaltinio filtro kondensatorių, jei kintamosios srovės maitinimo įtampa yra 220~, transformatoriaus antrinio išlyginamoji įtampa gali siekti 22V. Šiuo metu elektrolitinis kondensatorius, kurio įtampa yra 25 V, paprastai gali atitikti reikalavimus. Tačiau jei kintamosios srovės maitinimo įtampa labai svyruoja ir gali pakilti daugiau nei iki 250V, geriausia rinktis elektrolitinį kondensatorių, kurio atlaiko įtampa didesnė nei 30V.
3. Elektrolitiniai kondensatoriai neturi būti šalia didelės galios šildymo elementų grandinėje, kad elektrolitas greitai neišdžiūtų dėl šildymo.
4. Teigiamo ir neigiamo poliškumo signalams filtruoti galima nuosekliai sujungti du elektrolitinius kondensatorius, kurių poliškumas yra toks pat kaip ir nepolinis kondensatorius.
Kaip naudoti multimetrą talpai matuoti?
Talpai išmatuoti naudokite rodyklės multimetrą. Žiūrėkite pridėtą paveikslėlį: Talpai aptikti galima naudoti rodyklės tipo multimetrą. Pagrindas yra tas, kad multimetro elektrinis barjeras yra lygiavertis nuolatinės srovės maitinimo šaltiniui su vidine varža, o talpa gali būti įkraunama. Laikui bėgant, kondensatoriaus įtampa palaipsniui didėja. Įkrovimo srovė palaipsniui mažėja, kol pasiekia nulį. Žingsniai
1. Pasirinkite tinkamą elektros bloko pavarą. Paprastai, jei talpa mažesnė nei 0.01uF, pasirinkite x10k pavarą; apie 1-10uF, pasirinkite X1k pavarą; virš 47uF, pasirinkite x100 pavarą arba x10 pavarą.
2. Kiekvienam bandymui trumpai sujunkite kondensatorių laidu ir atlikite kitą testą po iškrovimo.
3. Elektrolitiniai kondensatoriai turi poliškumą, o teigiamas elektrodas turi didesnį potencialą nei neigiamas elektrodas naudojimo metu. Kadangi juodas bandymo laidas yra prijungtas prie teigiamo laikrodyje esančios baterijos elektrodo, juodas bandymo laidas yra prijungtas prie teigiamo elektrolitinio kondensatoriaus elektrodo, o raudonas - prie neigiamo kondensatoriaus elektrodo. Geras talpos rodiklis yra tas, kad aptikimo metu rodyklė nukrypsta žemyn, o po to palaipsniui grįžta į mechaninę nulinę padėtį (ty varža yra begalinė).
Rodyklės įlinkis yra susijęs su elektrine talpa ir elektriniu barjeru, o kuo didesnė talpa, tuo didesnė deformacija. Praktikoje atkreipkite dėmesį į taisykles ir kaupkite duomenis. Matuoklio galvutės mechaninio nulio reguliavimo būdas yra plokščiu atsuktuvu išlyginti mechaninio nulio reguliavimo griovelį ant matuoklio galvutės, kai skaitiklio rašiklis nėra trumpinamas ir matuojamas joks prietaisas, ir pasukti į kairę ir į dešinę, kad būtų sukurtas skaitiklis. rodyklė nukreipia į nulį. Kondensatoriaus, kuris prarado savo talpą, veikimas yra toks, kad aptikimo rodyklė nėra nukreipta ir jo nereikia iškrauti. Kondensatoriaus, kuris praranda dalį talpos, našumas yra tas, kad, palyginti su standartiniu kondensatoriumi, rodyklės nuokrypis nėra savo vietoje. Tai galima spręsti iš patirties arba remiantis standartiniu tokios pat talpos kondensatoriumi ir pagal maksimalią rodyklės svyravimo amplitudę.
Etaloninis kondensatorius neturi turėti tokios pačios atsparumo įtampos vertės, jei talpa yra tokia pati. Pavyzdžiui, norint įvertinti 100uF/250V kondensatorių, 100uF/25V kondensatorių pirmiausia galima naudoti kaip atskaitą, kol maksimali rodyklės svyravimo amplitudė yra tokia pati, galima daryti išvadą, kad talpa yra tokia pati. Nuotėkio talpos našumas yra toks, kad rodyklė negali grįžti į mechaninę nulinę padėtį (ty varža yra begalinė). Reikėtų pažymėti, kad yra didesnių ar mažesnių elektrolitinių kondensatorių nuotėkis, žemos atsparumo įtampos nuotėkis yra didelis, o aukštos atsparumo įtampos nuotėkis yra mažas; naudokite x10k, kad pamatytumėte nuotėkį, o žemiau xlk esantį bloką išmatuokite nuotėkį, kad nustatytumėte, ar kondensatorius nesandarus.
Jei kondensatoriai yra didesni nei 1000uF, galite naudoti Rxl0 bloką, kad pirmiausia jį greitai įkrautumėte ir iš pradžių įvertintumėte kondensatoriaus talpą, o tada pakeistumėte į Rxlk bloką, kad kurį laiką tęstumėte matavimą. Šiuo metu rodyklė neturėtų grįžti, bet turėtų sustoti ties begalybe arba labai arti jos, kitaip gali būti nuotėkio. Kai kurių kondensatorių, mažesnių nei dešimčių mikrofaradų, Rxlk blokas visiškai įkrautas, naudokite Rx10k bloką, kad tęstumėte matavimą, o adata turėtų sustoti ties begalybe ir nebegrįžti. Išskyrus elektrolitinius kondensatorius, keraminių, poliesterio, metalizuoto popieriaus ir monolitinių kondensatorių atsparumo įtampa yra didesnė nei 40 V. Išbandykite multimetru, nesvarbu, kuris blokas, geras kondensatorius neturėtų nutekėti. Mažos talpos kondensatoriams matuoti multimetru galima naudoti mažos galios silicio NPN triodų stiprinimo efektą, o metodas parodytas 1(f) paveiksle. Blokavimui naudokite rezistorių Rxlk, juodas bandymo laidas yra prijungtas prie kolektoriaus, raudonas bandymo laidas prijungtas prie emiterio, palieskite mažą kondensatorių prie kolektoriaus ir rodyklė turi būti nukreipta. Principas toks, kad kai kondensatorius įkraunamas, įkrovimo srovė įleidžia bazinę srovę į bazę, o ši srovė sustiprinama triodu, o rodyklės nukrypimas yra akivaizdesnis.
