Выбор конденсатора по напряжению
Отказы конденсаторов могут быть вызваны дефектами в самих конденсаторах, ошибками проектирования и эксплуатации аппаратуры, приводящими к нарушению контактов, паек, механической прочности и герметичности конденсаторов. Одной из возможных причин отказов конденсаторов является превышение допустимых по технической документации на конденсаторы значений параметров. Следует учитывать не только эти воздействия в установившихся режимах работы, но и возможные перегрузки при прогреве аппаратуры, переходных процессах в цепях, резком снятии нагрузки, транспортировке аппаратуры, которые снижают надежность конденсатора. Одной из важнейших характеристик, определяющих надежность конденсаторов, является напряжение постоянного тока. На постоянном токе процесс старения диэлектрика происходит быстрее, в результате чего ухудшаются электрические параметры конденсатора и происходит пробой диэлектрика. Старению подвержены как диэлектрики органического происхождения например, бумага, синтетическая пленка , так и неорганические слюда, керамика.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Расчет срока службы электролитических конденсаторов
- Электролитические конденсаторы: особенности применения
- Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ — Отказы конденсаторов и способы их предупреждения
- Как выбрать конденсатор?
- Конденсатор
- Primary Menu
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Правильный подбор конденсаторов с разными номиналами по напряжению с применением простой формулы
youtube.com/embed/F8YiFmJfmHQ» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»/>Расчет срока службы электролитических конденсаторов
Конденсаторы являются второй, по распространенности и степени использования, после резисторов, деталью в электронных схемах. Действительно, в любом электронном устройстве, будь то мультивибратор на 2 транзисторах или материнская плата компьютера, во всех них находят применение эти радиоэлементы. Конденсатор обладает свойством накапливать заряд и впоследствии отдавать его. Простейший конденсатор представляет собой 2 пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика. Емкостное сопротивление конденсатора зависит от его емкости и частоты тока.
Конденсатор проводит переменный ток и не пропускает постоянный. Емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин обкладок конденсатора, и тем больше, чем тоньше слой диэлектрика между ними. Емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются. Емкости последовательно соединенных конденсаторов считаются по формуле, приведенной на рисунке ниже:.
Конденсаторы бывают как постоянной, так и переменной емкости. Последние так и называются и сокращенно пишутся КПЕ конденсатор переменной емкости.
Конденсаторы постоянной емкости бывают как полярные, так и неполярные. На рисунке ниже изображено схематическое изображение полярного конденсатора:.
К полярным относятся электролитические конденсаторы. Выпускаются также танталовые конденсаторы, которые отличаются от алюминиевых электролитических, более высокой стабильностью, но и стоят дороже. Электролитические конденсаторы подвержены, по сравнению с неполярными более быстрому старению. Полярные конденсаторы имеют положительный и отрицательный электроды, плюс и минус. У советских электролитических конденсаторов полярность обозначалась на корпусе знаком плюс у положительного электрода.
У импортных конденсаторов обозначается отрицательный электрод знаком минус. При нарушении режимов работы электролитических конденсаторов они могут вздуться и даже взорваться. У электролитических конденсаторов во избежания взрыва, делают при их изготовлении специальные насечки на крышке корпуса:.
Также электролитические конденсаторы могут взорваться, если на них по ошибке подать напряжение выше того, на которое они были рассчитаны.
На фото электролитического конденсатора приведенного выше, видно надпись 33 мкФ х В. Неполярный конденсатор на схемах обозначается следующим образом:.
Конденсаторы различают по виду диэлектрика. Существуют конденсаторы с твердым, жидким и газообразным диэлектриком. С твердым диэлектриком это: бумажные, пленочные, керамические, слюдяные. Также существуют электролитические, о которых уже было рассказано выше и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех остальных большой удельной емкостью. Многие, думаю, встречали на импортных конденсаторах такое цифровое обозначение:.
На рисунке выше видно, как можно посчитать номинал такого конденсатора. Например, если на конденсаторе нанесена маркировка , то это означает, что он имеет емкость пикофарад или 3. Ниже приведена таблица, сверяясь с которой можно легко посчитать номинал любого конденсатора с такой маркировкой:.
Конденсаторы с номинальным значением от пикофарад до 0,1микроофарад маркируются в нанофарадах буквой Н или латинской n, например:. Если код трехзначный, то первые две цифры обозначают значение, третья — количество нулей, результат в пикофарадах. Если код четырехзначный, то первые три цифры обозначают значение, четвертая — количество нулей, результат тоже в пикофарадах.
Существуют конденсаторы и в SMD исполнении, наиболее распространены в радиолюбительских конструкциях я думаю типы и Изображение неполярного SMD конденсатора можно видеть на рисунках ниже:. Промышленностью выпускаются и так называемые твердотельные конденсаторы. Внутри у них вместо электролита находится органический полимер.
Переменные конденсаторы Как и резисторы, некоторые специальные конденсаторы могут изменять свою ёмкость, если это необходимо в процессе настройки. На рисунке изображено устройство конденсатора переменной емкости:.
Делятся конденсаторы на переменные, которые имеют ручку для вращения вала, и подстроечные, которые имеют шлиц под отвертку, и также состоят из подвижной и не подвижной частей. Фото переменный конденсатор На рисунке они обозначены как ротор и статор.
Такие конденсаторы используются в радиоприемниках для настройки на нужную частоту радиовещания. Емкость таких конденсаторов обычно бывает небольшой и равняется единицам — максимум сотням пикофарад. Так обозначается на схемах конденсатор переменной емкости:. На следующем рисунке показан подстроечный конденсатор.
Подстроечный конденсатор обозначается на схемах следующим образом:. Такие конденсаторы обычно регулируются только один раз при сборке и настройке радиоэлектронной аппаратуры. Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Но даже 1 Фарад, это очень большая емкость, поэтому для обозначения обычно используют миллионные доли Фарад, микрофарады, а также еще более мелкие, нанофарады и пикофарады.
Перевести из микрофарад в пикофарады и обратно очень легко. Конденсаторы, помимо прочего, применяются в колебательных контурах радиоприемников, в блоках питания для сглаживания пульсаций, а также в качестве разделительных в усилителях.
Берем мультик и ставим его крутилку на прозвонку или на измерение сопротивления и щупами дотрагиваемся до выводов кондера. Так как у нас мультик на прозвонке и на измерении сопротивления вырабатывает постоянный ток, значит, в какой то момент времени ток будет течь, следовательно, в этот момент сопротивление кондера будет минимальным.
Далее мы продолжаем держать щупы на выводах кондера и, сами того не понимая, заряжаем кондер. А пока мы его заряжаем, его сопротивление начинает также расти, пока не будет очень большое.
Давайте глянем на практике, как все это выглядит. Очень удобен в проверке кондеров аналоговый мультик, потому что можно без труда отслеживать плавное движение стрелки, чем мерцание цифр на цифровом мультик.
Если же у нас при прикасании щупов к кондеру, мультик начинает пищать и показывать нулевое сопротивление, значит в кондере произошло короткое замыкание.
А если у нас сразу же показывается единичка на мультике, значит внутри кондера произошел обрыв. Кондеры с такими эффектами считаются нерабочими и их можно смело выбрасывать в мусорку. Неполярные кондеры проверяются проще. Ставим предел измерения на мультике на мегаОмы и касаемся щупами выводов кондера. Если сопротивление меньше 2 МегаОм, то скорее всего кондер неисправен.
Кондеры полярные и неполярные номиналом меньше чем, 0,25мкФ могут с помощью мультика проверяться только на КЗ. Например мой мультиметр может без труда определить емкость кондера до микроФарад. Имейте ввиду, что внутри мультиметра есть плавкий предохранитель. Если он перегорает, то некоторые функции мультиметра теряются. На моем мультике при перегорании внутреннего предохранителя у меня не работала функция измерения силы тока и измерение емкости кондеров.
В заключении хотелось бы рассказать еще об одном способе проверки кондера, но он действует только на кондеры большой емкости. Для этого способа используется замечательное свойство кондера — заряжаться и копить заряд.
Заряжаем кондер, приличным напряжением, но не более чем написано на кондере, в течение пару секунд, и потом аккуратно замыкаем контакты кондера какой нибудь железкой. Железка должна быть изолирована от рук, а то испытаете всю мощь разряда кондера на себе. Должна появиться искра. Запечатлеть искру у меня не получается на фото :- , так что уж извиняйте. Как же я всегда хотел разбираться в электронике, в армии попал в батальон связи и именно в ремонтный взвод, думал-«Ёпта, ну сча точно научат!
Но не тут то было. Но с конденсаторами я тогда познакомился по полной программе, брали пару кондеров размером с мобильный телефон летней давности, одного же мало , соединяли параллельно и заряжали их в розетке так как они были вольтовые , вуаля-электрошокер готов! Обычно зеленых новичков-практикантов, только пришедших в любую мастерскую, подъёбывают на потеху всем опытным коллегам. Просят, например, принести клиренс от танка, или компрессии полведра выписать со склада.
Ваня назовем этого неизвестного так был именно таким салагой, устроившимся работать «на подхвате» электриком.
В первый же день самый «юморной» из всей бригады попросил его сгонять на склад, электричества принести.
Парень пожал плечами и пошел. Вернулся через несколько минут, держа в руках завязанный мешочек, и отдал его «коллеге». Юморист с охуевшими глазами открыл мешочек и полез туда рукой, а через пару мгновений нащупал там заряженный конденсатор. Крайние звенья берутся за выводы заряженного конденсатора, а противоположные звенья крепко берутся за руки друг-друга.
В детстве узнал про кондеры, инета тогда еще не было и до физики было далеко. Решил себе сделать «электрошокер». Нашел самый большой кондер, который нашелся в квартире. Приделал к нему кабель с вилкой для розетки, ну и зарядил. Выходя на улицу, положил его во внутренний карман джинсовки, а провод с вилкой пустил через рукав так и заряжал, поэтому сразу и не понял. Попробовал я этим делом воспользоваться и шуткануть над друзьями, но получилось не так как хотелось бы. Как проходит ток, я конечно же не знал, но почему-то думал, что меня не коснется.
Вывод: «не удалась шутка,т. А сколько секунд заряжать-то в розетке?
Электролитические конденсаторы: особенности применения
Возился сегодня со своими студийными фотовспышками-моноблоками и обнаружил одну удивительную вещь. Батарея конденсаторов составлена из элементов uFxV, при этом максимальное напряжение, до которого заряжаются конденсаторы, составляет Я бы никогда не поверил, что конденсаторы на Вольт при таком напряжении не взорвутся через непродолжительное время, но факт есть факт — вспышки функционируют уже не один год и конденсаторы живы. Причём они отдают при вспышке очень серьёзный импульс тока — сотни ампер за единицы миллисекунд. Как это можно объяснить? Может быть, такой «разовый» режим является для них намного более лёгким, чем, скажем, даже в фильтре выпрямителя на 50 Гц? Я где-то читал, что некие умельцы пытались в своё время устанавливать специализированные фотоконденсаторы для больших разрядных токов , причём дорогие «Рубиконы», в импульсные блоки питания и вроде как ничем хорошим это не закончилось — не могут они работать в таких цепях, несмотря на свою «сильноточность».
При выборе конденсатора для конкретного устройства нужно учитывать высокой надежности необходимо создавать большой запас по напряжению.
Предупреждение и устранение неисправностей СЦБ — Отказы конденсаторов и способы их предупреждения
Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка. А разве понятие «эфир» можно всерьёз рассматривать в электронике? Задача по физике 1 ставка. Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум. Вопрос по конденсаторам и их замена.
Как выбрать конденсатор?
Электрические конденсаторы являются средством накопления электроэнергии в электрическом поле. Типичными областями применения электрических конденсаторов являются сглаживающие фильтры в источниках электропитания, цепи межкаскадной связи в усилителях переменных сигналов, фильтрация помех, возникающих на шинах электропитания электронной аппаратуры и т д.
Электрические характеристики конденсатора определяются его конструкцией и свойствами используемых материалов. При выборе конденсатора для конкретного устройства нужно учитывать следующие обстоятельства:. Может быть указано сопротивление диэлектрика конденсатора.
Напряжение на конденсаторе Выше было рассмотрено определение рабочей и пусковой ёмкостей для различных схем включения конденсаторного двигателя.
Конденсатор
Возможно, вы слышали, что электролитические конденсаторы — это не самый лучший выбор? Но насколько это утверждение верно? Давайте дадим электролитическим конденсаторам еще один шанс. Алюминиевые электролитические конденсаторы прославились коротким сроком службы и ненадежностью. Частично эта репутация связана с кражей формулы электролита пятнадцатилетней давности, но с другой стороны, они действительно служат не так долго, как другие типы конденсаторов. Но неужели они настолько плохи?
Primary Menu
Основными параметрами, характеризующими конденсаторы, являются их электрическая ёмкость и угол потерь.
В электронных устройствах применяются конденсаторы многих типов и различных назначений. Возможные значения их ёмкостей лежат примерно в пределах от 1 пФ до мкФ. В области высоких и сверхвысоких частот объектами измерений могут также явиться весьма малые межэлектродные ёмкости электронных приборов и паразитные ёмкости между различными элементами схемы ёмкости монтажа. Допустимая погрешность измерения ёмкостей конденсаторов зависит от области применения последних. При выборе конденсаторов блокировочных, разделительных, связи и т. В каждом конденсаторе, включённом в электрическую цепь, имеют место потери энергии, возникающие главным образом в материале диэлектрика, а также вследствие несовершенства изоляции между выводами.
Несмотря на широкое распространение конденсаторов, выбор . Однако слюдяные конденсаторы благодаря высокому напряжению.
Алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в различных электро- и радиотехнических приборах теле-, радио-, аудиоустройствах, стиральных машинах, кондиционерах воздуха и т.
Применение на постоянном напряжении с наложенной переменной составляющей пульсирующее напряжение :. Алюминиевый электролитический конденсатор имеет простую конструкцию.
Включение сглаживающих конденсаторов при повышенном высоком напряжении. Наконец-то наступает момент, когда можно приступить к рассмотрению законченных и имеющих практическое применение схем блоков высоковольтного и низковольтного источников питания. Так как к схеме предусилителя всегда предъявляются более жесткие требования, необходимо рассмотрение начать со схемы источника питания, предназначенного для предусилительных каскадов. После этого можно будет просто использовать уже рассмотренные в деталях блоки для применения в других низкочастотных каскадах. Однако, прежде чем начать рассмотрение конкретных схем, необходимо разобраться с техническими требованиями к источникам питания и их разумному выбору.
Во время работы над разделом о конденсаторах я подумал, что было бы полезно объяснить, почему один тип конденсаторов может быть заменен другим.
Это важный вопрос, так как существует множество факторов температурные характеристики, тип корпуса и так далее , которые делают тот или иной тип конденсаторов электролитический, керамический и пр.
Что нового? Если это ваш первый визит, рекомендуем почитать справку по сайту. Для того, чтобы начать писать сообщения, Вам необходимо зарегистрироваться. Для просмотра сообщений регистрация не требуется. Забыли пароль? Показано с 1 по 6 из 6.
Лернер М. Выбор конденсаторов для электронных устройств. Библиотека по радиоэлектронике.
Замена электролитического конденсатора ⋆ diodov.net
18.08.2018
HomeШкола электроникиЗамена электролитического конденсатора
By Дмитрий Забарило Школа электроники 5 комментариев
При выполнении ремонта или модернизации электронного устройства часто требуется замена электролитического конденсатора вышедшего из строя.
Однако аналога со стопроцентным совпадением может не оказаться в наличие, но имеются другие накопители, имеющие некоторые отличия от оригинала. В этой статье мы рассмотрим, на какие параметры следует ориентироваться, чтобы правильно выполнить замену электролитического конденсатора для любой случая, при этом не нарушить режим работы электронного устройства.
Электролитический конденсатор характеризуется тремя основными параметрами: ориентируясь на которые, достаточно просто правильно подобрать замену. К этим параметрам относятся допустимое напряжение, емкость и температура. Однако, прежде чем перейти к рассмотрению указанных параметров, следует не забывать, что данный накопитель энергии является полярным, поэтому необходимо соблюдать полярность. Положительный вывод паяем к плюсу, а отрицательный – к минусу. Чтобы не спутать выводы вдоль всего корпуса со стороны отрицательного вывода наносится знак минус «-», более подробно о маркировке написано здесь.
Чаще всего ремонт блока питания любого электронного устройства заключается в замене вздутого или высохшего электролитического конденсатора.
При такой неисправности достаточно выпаять вышедший из строя конденсатор и заменить его новым. Однако довольно редко имеется в наличие аналогичный электролитический конденсатор, но во многих случаях его можно заменить другим, имеющим несколько отличительные параметры.
В первую очередь следует ориентироваться на напряжение. При отсутствии подходящего номинала подойдет конденсатор с большим напряжением. Например, если на корпусе оригинального конденсатора написано 35 В, то подойдет аналог с напряжением 50 В, 63 В, 100 В и т.д. – в сторону увеличения. Нельзя выполнять замену на аналог с более низким напряжением: 25 В, 16 В или 9 В. Иначе он взорвется.
Получить требуемое напряжение можно путем последовательного соединения нескольких накопителей, о чем более подробно с примерами расчетов рассказано здесь.
Следующий параметр – емкость. Как правило, в преобладающем большинстве случаев, электролитические конденсаторы, особенно большой емкости, применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения: чем большая емкость, тем лучше сглаживаются пульсации.
Поэтому, в случае отсутствия накопителя такой же емкости, его можно заменить аналогом большей емкости.
Если отсутствуют электролитические конденсаторы нужной емкости и достаточно места на печатной плате устройства, то вместо одного накопителя можно впаять несколько параллельно соединенных. При этом емкости их будут складываться, о чем подробно с примерами расчетов рассказано здесь.
Выбор конденсатора – типы конденсаторов
- TI Training home
- Выбор компонентов импульсного источника питания
- Выбор конденсатора
- Выбор конденсатора — типы конденсаторов
Выбор компонентов импульсного источника питания
МЕНЮ
Выбор конденсатора (5)
Выбор катушки индуктивности (2)
Электронная почта
Привет.
Меня зовут Марк Дэвис Марш, и я собираюсь рассказать о выборе конденсаторов. В частности, мы будем говорить о различных типах конденсаторов, которые вы можете использовать в импульсном источнике питания. И это для переключения компонентов питания.
Если вы посмотрите на эту диаграмму, это будет просто краткий обзор того, какой тип напряжения и какой диапазон емкости вы бы использовали для различных типов конденсаторов. Итак, если вы посмотрите на нижнюю ось, это напряжение — от двух вольт до нескольких сотен вольт, а ось Y — это емкость от нескольких пикофарад до, возможно, миллифарада или двух. И то, что вы можете видеть на этой диаграмме, это то, что вы можете видеть, что нижний вид левого угла, это то, где вся керамика полезна.
Таким образом, вы можете либо получить высоковольтные диэлектрики класса 1 с низкой емкостью, такие как COG, или, если вам нужна большая емкость, вы можете перейти на керамические конденсаторы X5R/X7R. Это класс 2, и они дадут вам большую емкость и более низкий диапазон напряжения.
Если вам нужно иметь большую емкость при более высоких напряжениях, это, как правило, даст вам электролитический конденсатор. Обычно это все, что сделано в диапазоне высокого напряжения и большой емкости. Но если вам нужна большая емкость и нужен только диапазон напряжения от 5 до 16 вольт, вы можете использовать полимерный конденсатор.
Итак, давайте кратко рассмотрим алюминиевые электролиты. Как правило, это наименее дорогие конденсаторы с учетом емкости, которую они вам дают. Это делается в основном из фольги, затем вы заворачиваете эту фольгу, кладете ее в банку, и затем у вас есть жидкий электролит, и это дает вам конденсатор. Из-за этого метода создания конденсатора вы в конечном итоге получите большое предполагаемое серьезное сопротивление. Таким образом, у вас будет большое сопротивление с этим конденсатором, и, как правило, он имеет большую индуктивность, потому что он имеет длинные провода, чтобы выбраться из него. Так что у него будет высокое ESR, высокая индуктивность. Это не делает его очень полезным для высоких частот.
Еще одна проблема с алюминиевым электролитом — это сам жидкий электролит. При высоких температурах он практически исчезнет, и вы останетесь без электролита, а конденсатор может выйти из строя. Так что, как правило, для упаковки у вас есть версии для поверхностного монтажа и осевые версии с выводами. Как правило, он поставляется в большой круглой банке. И вы можете видеть, что маркировка минусовой клеммы имеет черную полосу. И если вы удалили версии, то короткий терминал будет вашим отрицательным терминалом.
Итак, преимущества алюминиевых электролитов— конечно же низкая стоимость. Это серьезное преимущество. Долгая история — поэтому они производятся по всему миру и имеют очень стабильные цепочки поставок. И они имеют большую емкость для доступного пространства. И действительно, это единственный выбор для очень высоких напряжений.
Недостатки, как мы уже говорили, большие паразиты. У них высокий ESR, высокий ESL, поэтому большое сопротивление, большая индуктивность. Кроме того, высыхание электролита может быть проблемой при высоких температурах.
А при низких температурах электролит фактически начнет замерзать, и вы получите еще более высокое ESR, чем при нормальных температурах. Таким образом, при температурах от 0 до минус 40 градусов сопротивление можно увеличить в 10 раз.
Другое дело, что длительное хранение может привести к образованию оксидных барьерных слоев. Это также может вызвать дополнительный нагрев, что приведет к более быстрому высыханию электролита и может привести к сбоям. Так что в основном вы не хотите использовать старые алюминиевые конденсаторы в своем продукте. Если они у вас лежат на полке, они там давно, просто купите новые.
Керамика — так что это один из самых полезных конденсаторов для развязки. В основном они будут использоваться во всем вашем проекте для высокочастотной развязки. Он в основном состоит из чередующихся слоев электродов из керамического материала. И тип керамического материала будет определять его свойства.
Таким образом, есть диэлектрики класса 1 и класса 2, причем класс 1 обладает наиболее благоприятными свойствами, а класс 2 имеет некоторые побочные эффекты.
И эти побочные эффекты включают эффект смещения напряжения, температурный эффект, эффекты старения. Так что вы увидите это в диэлектриках класса 2.
Итак, давайте посмотрим на класс 1 и диэлектрики класса. Теперь существует миллион различных кодов заказа для диэлектриков класса 1 и класса 2. И у нас есть диаграмма, которая показывает, что означают различные коды заказа.
Итак, если вы посмотрите на конденсатор COG, вы можете заблокировать его в коде заказа, что означает ноль частей на миллион на градус C с точки зрения температурного воздействия. Это имеет множитель 0, а затем имеет начальный допуск плюс-минус 30% в определенном диапазоне температур. Таким образом, вы можете использовать это для декодирования конденсаторов.
Электрика класса 1 в основном ваши лучшие исполнители. Однако их емкость ограничена несколькими нанофародами. Поэтому, если вам нужна большая емкость, вам нужно перейти на конденсатор класса 2, такой как X5R или X7R, и это может дать вам емкость до 100–150 микрофарад.
Но у них есть побочные эффекты, о которых мы говорили. Диэлектрики класса 2 в основном имеют больше температурных эффектов, а также имеют снижение номинального напряжения. Снижение номинального напряжения произойдет, если вы используете конденсатор вблизи его максимального номинального напряжения. На самом деле у вас будет значительно меньшая емкость, чем в противном случае. Итак, у вас был конденсатор на 16 вольт, и вы используете его на 12 вольт. У вас может быть только 60% выходной емкости, которую вы ожидали.
Таким образом, преимущества керамических конденсаторов — керамические конденсаторы имеют низкую стоимость. Они достаточно маленькие, простые в изготовлении. Это снижает стоимость, так что это хорошо. Есть много производителей на выбор. А для небольших корпусов они довольно прочные и надежные. Это действительно лучший выбор для любого высокочастотного обхода. Если вам нужно обойти высокочастотный шум, керамические конденсаторы, особенно тип 1, — ваш лучший выбор.
Они не поляризованы, так что вы не перевернете их или не взорвете случайно.
И они имеют очень низкое последовательное сопротивление и индуктивность. Недостатки для класса 1, вы очень ограничены для них емкостью, которую вы можете иметь. Класс 2, хотя он достигает 150 микрофарад, этого может быть недостаточно для вашего решения. А также, чтобы получить такое большое количество керамических емкостей, вам понадобится гораздо больший размер корпуса.
Большие размеры корпуса склонны к растрескиванию от вибрации, а также подвержены пьезоэлектрическому эффекту. Другими словами, быстрые изменения напряжения на них вызовут изменение размера их тела. И если этот сдвиг происходит на слышимой частоте, вы на самом деле услышите, как они издают очень четкий тон, или они начнут петь, как говорят люди.
Еще одна проблема с керамикой заключается в том, что у них, как правило, нет спецификаций, которые охватывают большинство основных данных, которые вам нужны, таких как их сопротивление, их индуктивность или их собственная резонансная частота. К счастью, некоторые другие производители начали размещать эту информацию либо в Интернете, либо в своих калькуляторах SPICE.
И еще одна проблема с керамикой заключается в том, что на самом керамическом конденсаторе нет кода, очень сложно визуально осмотреть и увидеть, какой конденсатор вы поместили. Так что иногда это очень затрудняет отладку вашего дизайна.
Итак, давайте посмотрим на танталовые конденсаторы. Танталовые конденсаторы — более старая технология. В основном он разработан, когда танталовый анод прижимается к проволоке, а затем вокруг него выращивается оксид марганца. И это затем инкапсулируется в прокси.
Так что же делает этот метод? Это на самом деле дает вам довольно большую емкость для такого объема. Таким образом, танталовый конденсатор имеет очень большую емкость для своего размера, и это может быть полезно во многих различных приложениях. Но частота отказов, как правило, очень высока, когда вы превышаете 50% номинального напряжения для этого типа конденсатора. И вы не хотите, чтобы этот тип конденсатора вышел из строя по причинам напряжения или тока, потому что они имеют тенденцию выходить из строя в огненном шаре.
Давайте посмотрим на упаковку танталового конденсатора. Это, как правило, довольно стандартно. Вы либо придете в таком золотом футляре, либо вы придете в одном из этих оранжевых шаров из тантала с двумя торчащими проводами. Просто чтобы немного сбить с толку, в отличие от алюминиевого электролита, где сплошная линия обозначает отрицательную клемму, на тантале сплошная линия обозначает положительную клемму. Таким образом, вы не хотите, чтобы перевернуть их назад.
Итак, преимущества танталовых конденсаторов — большая емкость в маленьком корпусе. Вы можете получить до нескольких милфарад. Для своего размера они имеют довольно низкое последовательное сопротивление. Но по сравнению с керамическими или полимерными колпачками их стойкость все же достаточно высока. И они имеют более низкую эффективную индуктивность.
Недостатки. Снижение номинальных характеристик на 50% для поддержания низкого уровня отказов деталей на миллион является существенным недостатком для тантала. По сути, это означает, что купленный вами тантал с номинальным напряжением 50 вольт теперь подходит для напряжения около 25 вольт.
И это ограничит диапазон напряжения, в котором они полезны.
Также они имеют достаточно высокую стоимость. Исторически сложилось так, что у тантала был дефицит предложения, и это действительно поддерживает его стоимость. Другим существенным недостатком является то, что они имеют очень ограниченный пусковой импульсный ток. Таким образом, вы действительно не хотите когда-либо использовать их на входе источника питания с возможностью горячей замены. Большой пусковой ток при быстрой зарядке конденсатора может превышать среднеквадратичное значение тока конденсатора. Когда это превышено, конденсатор может довольно эффектно выйти из строя.
Если мы посмотрим на этот слайд в правом нижнем углу, вы увидите, что осталось от тантала после того огненного шара. Вы увидите большой кратер в конденсаторе, где он горел. Так что очень хочется соблюдать полярность напряжения на этих частях. Не превышайте номинальное напряжение. Определенно хотите снизить их номинал, и вы не хотите превышать номинальный бросок пускового тока.
Итак, полимер… полимер — это, по сути, новая версия танталового конденсатора. И что они сделали? Они заменили оксид марганца мономером, в основном разновидностью пластика. И его можно вылечить при комнатной температуре.
Итак, что это делает? Он на самом деле имеет несколько приятных эффектов. Один из них, пожалуй, самый важный, это то, что конденсаторы этого типа больше не выходят из строя так эффектно. Так что вы не получите огненный шар, который вы сделали с танталом.
Еще одним приятным эффектом является гораздо более низкое ESR, чем при использовании оксида марганца. И это дает вам конденсатор с очень высокой емкостью, который не воспламеняется, а также имеет очень низкое ESR. Так что его можно использовать в гораздо большем количестве приложений, чем танталовый конденсатор.
Итак, что касается стиля упаковки, полимеры и другие органические конденсаторы бывают нескольких разных стилей. По сути, вы увидите, что они приходят в черном футляре. И снова, на этот раз, у них будет белая или серая линия, обозначающая положительный вывод.
Или некоторые органические вещества, такие как OSCON, могут поставляться в металлической банке, похожей на алюминиевый электролит. И теперь в этом стиле отрицательная клемма снова обозначена линией, просто чтобы не загромождать ее и не ставить колпачки задом наперед.
Преимущества полимера — теперь у них есть существенные преимущества. У них низкое ESR, может быть, не такое низкое, как у керамики, но все же достаточно низкое, особенно для такой величины емкости, которую они имеют. Имеют низкую индуктивность. В зависимости от метода построения, но в целом они имеют очень хорошие характеристики на высоких частотах.
Как правило, это более новая технология, которая очень хорошо работает для импульсных источников питания. Они могут быть низкопрофильными. И низкий профиль, высокая емкость, безусловно, является преимуществом. У них нет коэффициента напряжения, как у вашей керамики класса 2, поэтому величина емкости, которую вы купили, — это то, что вы получите, и это может быть значительным преимуществом.
Недостатки полимеров — главный недостаток — высокая стоимость. Как и тантал, может быть, даже немного больше, чем тантал с точки зрения стоимости. Так что это определенно недостаток, на который вам нужно обратить внимание в стоимости вашего списка материалов. Они также очень нетерпимы к скачкам напряжения и обычно имеют более низкие диапазоны напряжения. Поэтому, поскольку у вас более низкий диапазон напряжения, вам обязательно нужно убедиться, что вы не превысите его и не повредите деталь.
Так что, что касается отказа полимера, они действительно гораздо менее склонны к катастрофическому отказу, чем тантал. Но они все еще могут выдыхаться, и они все еще могут курить. Но вы не получите того большого шара пламени, который вы получили бы от тантала. А с органикой, типа ОСКОНа, при выходе из строя будут сильно дымить. Вы действительно не хотите вдыхать этот дым. Это нехорошо для вас.
Итак, давайте взглянем на несколько быстрых сравнительных таблиц, и вам будет удобнее их просмотреть на досуге.
И я просто пройдусь по ним очень быстро. На этой диаграмме в основном указаны параметры вашего конденсатора слева, а затем различные химические вещества вверху.
Так, например, слева у вас есть сопротивление, индуктивность, свойства самовосстановления и различные свойства конденсаторов. Вверху у вас есть электролитический алюминий, тантал, керамика. И там, где эти двое встречаются в сетке, вы в основном получаете нумерацию или систему ранжирования, где один — лучший, а пять — худший.
Если он отображается зеленым цветом, то этот тип конденсатора подходит для этого типа параметра. Если он отображается красным цветом, то этот конденсатор не очень хорош с этими параметрами. Итак, вы видите, керамика, довольно много зелени. На самом деле это очень хороший, универсальный тип конденсатора. И этот график имеет почти такую же настройку.
У вас есть параметры слева и различные химические вещества вверху. Но этот, вместо того, чтобы просто дать рейтинг того, подходит ли параметр в целом для этой химии или нет, на самом деле содержит подробную информацию о количестве ESR, которое он обычно может иметь, или о фактическом диапазоне температур, для которого подходит конденсатор.
. Итак, немного больше подробностей для вас, чтобы вы могли ознакомиться и как-то почувствовать способности различных химических конденсаторов и то, для чего они полезны.
Так что спасибо за ваше время. Это была моя презентация о различных типах конденсаторов для импульсных источников питания. И хорошего дня.
Предыдущий Далее
Описание
1 марта 2015 г.
В этой презентации обсуждаются различные типы конденсаторов.
Скачать слайды вебинара
Дополнительная информация
Как выбрать идеальный алюминиевый электролитический конденсатор
Любая данная электронная схема может включать алюминиевые электролитические конденсаторы, которые являются важными компонентами электрических конструкций. Они предлагают высокую емкость на единицу объема, низкие значения импеданса и идеально подходят как для хранения, так и для высокой емкости энергии.
Как используются алюминиевые электролитические конденсаторы
Обычно используемые в источниках питания и инверторах, алюминиевые электролитические конденсаторы можно использовать в любой электронной системе.
Они полезны из-за эффективности для хранения энергии или снижения нежелательных частот. Эта технология постоянно меняется благодаря новым идеям материалов и усовершенствованиям производственного процесса. Они стали намного прочнее и надежнее, так как качественные агрегаты могут служить до 20 лет.
Одной из задач конденсатора является накопление энергии в электрическом поле до тех пор, пока не будет активирован ток. Он состоит из двух электродов из электропроводящего материала, разделенных изолятором из бумаги и проводящей жидкостью, называемой электролитом.
Читайте также – Как купить конденсаторы: важные моменты, которые следует учитывать
В результате электрохимической реакции на анодном электроде образуется оксидный слой, который действует как диэлектрик или изолятор. Как изолятор, заряды не проходят через его материал. В то же время он обладает способностью передавать электрическую силу.
Основным преимуществом алюминиевого электролитического конденсатора является то, что он обеспечивает достаточную емкость на единицу объема для номинального напряжения приложения.
Вот важные факты, которые следует учитывать при поиске подходящих алюминиевых электролитических конденсаторов
: Читайте также: ток утечки конденсатора и способы его снижения
Правильный выбор алюминиевых электролитических конденсаторов
Критерии выбора должны включать условия нагрузки приложения, а также рабочее напряжение в качестве основных соображений. Другие факторы включают скачки напряжения, переходные напряжения и пульсации тока. Важно также учитывать температуру окружающей среды и условия охлаждения, а также то, как долго приложение будет использоваться.
Читайте также — Различные типы конденсаторов: обзор
Вы должны оставаться в пределах требуемого диапазона напряжения, чтобы избежать высокого эквивалентного последовательного сопротивления (ESR), которое может рассеивать энергию внутри конденсатора.
ESR действует как резистор и зависит от частоты и температуры. Чем выше ESR, тем больше тепла и меньше срок службы конденсатора. Мощность может быть дополнительно потеряна в результате нагрева от пульсирующего тока, в котором иногда вы должны выбрать конденсатор с более высокими номиналами, чем требуется для емкости и напряжения.
Основными ключами к выбору правильного конденсатора являются проверка спецификаций конструкции на требуемую емкость, ожидаемую температуру окружающей среды во время работы, ожидаемый ток пульсаций и предполагаемый срок службы конденсатора. Кроме того, следует подумать о том, требуется ли для приложения радиатор, принудительная подача воздуха или естественное охлаждение конденсатора.
Allied Components International
Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра магнитных компонентов и модулей, соответствующих отраслевым стандартам, таких как микросхемы индуктивности, заказные магнитные катушки индуктивности и специальные трансформаторы.