Πώς να καθορίσετε τον τύπο του πυκνωτή

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι πυκνωτών στην αγορά ηλεκτρονικών εξαρτημάτων σήμερα και κάθε τύπος έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ορισμένοι είναι ικανοί να λειτουργούν σε υψηλές τάσεις, άλλοι είναι αξιοσημείωτοι για σημαντική χωρητικότητα, άλλοι έχουν χαμηλή αυτεπαγωγή, ενώ ορισμένοι χαρακτηρίζονται από εξαιρετικά χαμηλό ρεύμα διαρροής. Όλοι αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν την εφαρμογή συγκεκριμένων τύπων πυκνωτών.

Εξετάστε τι είδους πυκνωτές είναι. Σε γενικές γραμμές, υπάρχουν πολλά από αυτά, αλλά εδώ θα εξετάσουμε τους κύριους δημοφιλείς τύπους πυκνωτών και θα μάθουμε πώς να καθορίσουμε αυτόν τον τύπο.

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου, για παράδειγμα, K50-35 ή K50-29, αποτελούνται από δύο λεπτές ταινίες αλουμινίου στριμωγμένες σε ένα ρολό, μεταξύ των οποίων τοποθετείται χαρτί εμποτισμένο με ηλεκτρολύτη ως διηλεκτρικό. Ο κύλινδρος τοποθετείται σε σφραγισμένο κύλινδρο αλουμινίου, σε ένα από τα άκρα του οποίου (ακτινικός τύπος περιβλήματος) ή σε δύο άκρα του οποίου (αξονικός τύπος περιβλήματος) είναι οι αγωγοί επαφής. Τα συμπεράσματα μπορούν να συγκολληθούν ή να βιδωθούν.

Η χωρητικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών μετριέται με μικροδιακόπτες και μπορεί να είναι από 0,1 microfarads έως 100,000 microfarads. Μια σημαντική χωρητικότητα των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών, σε σύγκριση με άλλους τύπους πυκνωτών, είναι το κύριο πλεονέκτημα τους. Η μέγιστη τάση λειτουργίας των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών μπορεί να φθάσει τα 500 βολτ. Η μέγιστη επιτρεπτή τάση λειτουργίας, καθώς και η χωρητικότητα του πυκνωτή, υποδεικνύονται στο περίβλημα.

Αυτός ο τύπος πυκνωτών έχει επίσης μειονεκτήματα. Το πρώτο από αυτά είναι η πολικότητα. Στην περίπτωση πυκνωτή, ο αρνητικός ακροδέκτης είναι σημειωμένος με σημάδι μείον, αυτός ο ακροδέκτης θα πρέπει να είναι παρών όταν ο πυκνωτής στο κύκλωμα λειτουργεί σε χαμηλότερη δυναμικότητα από τον άλλο ή ο πυκνωτής δεν θα είναι σε θέση να συσσωρεύσει κανονικά το φορτίο και πιθανότατα θα εκραγεί ή θα υποστεί βλάβη σε περίπτωση που διαρκέσει πολύς χρόνος κρατήστε το ενεργοποιημένο με λανθασμένη πολικότητα.

Λόγω της πολικότητας, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές ισχύουν μόνο σε κυκλώματα συνεχούς ρεύματος ή παλμικού ρεύματος, αλλά όχι απευθείας σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, μόνο διορθωμένη τάση μπορεί να φορτίζει ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές.

Το δεύτερο μειονέκτημα αυτού του τύπου πυκνωτή είναι το υψηλό ρεύμα διαρροής. Για το λόγο αυτό, δεν θα είναι δυνατή η χρήση ηλεκτρολυτικού πυκνωτή για μακροχρόνια αποθήκευση φορτίου, αλλά είναι αρκετά κατάλληλο ως ενδιάμεσο στοιχείο φίλτρου στο ενεργό κύκλωμα.

Το τρίτο μειονέκτημα είναι ότι η χωρητικότητα αυτού του τύπου μειώνεται με αυξανόμενη συχνότητα (ρεύμα κυματισμού), αλλά το πρόβλημα αυτό επιλύεται εγκαθιστώντας στις σανίδες παράλληλα προς τον ηλεκτρολυτικό πυκνωτή ένα κεραμικό πυκνωτή σχετικά μικρής χωρητικότητας, συνήθως 10.000 μικρότερη από εκείνη του γειτονικού ηλεκτρολυτικού.

Δείτε εδώ για περισσότερες λεπτομέρειες: Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

Τώρα ας μιλήσουμε πυκνωτές τανταλίου. Ένα παράδειγμα είναι το K52-1 ή το smd A. Βασίζονται στο πεντοξείδιο του τανταλίου. Η κατώτατη γραμμή είναι ότι κατά την οξείδωση του ταντάλη σχηματίζεται ένα πυκνό, μη αγώγιμο φιλμ οξειδίου, το πάχος του οποίου μπορεί να ελέγχεται τεχνολογικά.

Ένας πυκνωτής τανταλίου στερεάς κατάστασης αποτελείται από τέσσερα κύρια μέρη: ανόδιο, διηλεκτρικό, ηλεκτρολύτη (στερεό ή υγρό) και κάθοδο. Η αλυσίδα παραγωγής είναι μάλλον περίπλοκη. Πρώτον, δημιουργείται μια άνοδο από καθαρή πούδρα ταντάλης, η οποία συντήκεται σε υψηλό κενό σε θερμοκρασία 1300 έως 2000 ° C για να ληφθεί μια πορώδης δομή.

Στη συνέχεια, με ηλεκτροχημική οξείδωση, σχηματίζεται ένα διηλεκτρικό υπό μορφή μεμβράνης πεντοξειδίου του τανταλίου, το πάχος του οποίου ελέγχεται με την αλλαγή της τάσης κατά την ηλεκτροχημική οξείδωση, ως αποτέλεσμα το πάχος του φιλμ λαμβάνεται από εκατοντάδες έως χιλιάδες angstroms, αλλά το φιλμ έχει τέτοια δομή που παρέχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση.

Το επόμενο στάδιο είναι ο σχηματισμός ενός ηλεκτρολύτη, ο οποίος είναι διοξείδιο μαγγανίου ημιαγωγού. Η πορώδης ανόδου του τανταλίου εμποτίζεται με άλατα μαγγανίου, κατόπιν θερμαίνεται έτσι ώστε το διοξείδιο του μαγγανίου να εμφανίζεται στην επιφάνεια. η διαδικασία επαναλαμβάνεται αρκετές φορές μέχρι να επιτευχθεί πλήρης κάλυψη. Η προκύπτουσα επιφάνεια καλύπτεται με ένα στρώμα γραφίτη, κατόπιν εφαρμόζεται αργύρου - λαμβάνεται μία κάθοδος. Η δομή στη συνέχεια τοποθετείται σε μια ένωση.

Οι πυκνωτές τανταλίου είναι παρόμοιοι με τις ιδιότητες του ηλεκτρολυτικού αλουμινίου, αλλά έχουν χαρακτηριστικά. Η τάση λειτουργίας τους περιορίζεται στα 100 βολτ, η χωρητικότητα δεν υπερβαίνει τα 1000 microfarads, η δική τους επαγωγή είναι μικρότερη, επομένως, οι πυκνωτές τανταλίου χρησιμοποιούνται επίσης σε υψηλές συχνότητες που φθάνουν σε εκατοντάδες kilohertz.

Το μειονέκτημα τους έγκειται στην εξαιρετική ευαισθησία τους στην υπέρβαση της μέγιστης επιτρεπόμενης τάσης, γι αυτό το λόγο οι πυκνωτές ταντάλ αποτυγχάνουν συχνότερα λόγω της βλάβης. Μια γραμμή στο σώμα του πυκνωτή τανταλίου υποδεικνύει ένα θετικό ηλεκτρόδιο - άνοδο. Οι οδηγοί ή οι SMD πυκνωτές τανταλίου μπορούν να βρεθούν σε σύγχρονους πίνακες τυπωμένων κυκλωμάτων πολλών ηλεκτρονικών συσκευών.

Κεραμικοί πυκνωτές δίσκου ενός επιπέδου, για παράδειγμα, οι τύποι K10-7V, K10-19, KD-2, χαρακτηρίζονται από σχετικά μεγάλη χωρητικότητα (από 1 pF έως 0,47 microfarads) με μικρά μεγέθη. Η τάση λειτουργίας τους κυμαίνεται από 16 έως 50 βολτ. Χαρακτηριστικά τους: χαμηλά ρεύματα διαρροής, χαμηλή αυτεπαγωγή, που τους επιτρέπει να λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, καθώς και σταθερότητα μικρού μεγέθους και υψηλής θερμοκρασίας της χωρητικότητας. Τέτοιοι πυκνωτές λειτουργούν επιτυχώς σε κυκλώματα ρεύματος DC, AC και κυμάτων ροής.

Η εφαπτομένη απώλεια tanδ συνήθως δεν υπερβαίνει το 0,05 και το μέγιστο ρεύμα διαρροής δεν υπερβαίνει τα 3 μΑ. Οι κεραμικοί πυκνωτές είναι σταθεροί σε εξωτερικούς παράγοντες, όπως οι κραδασμοί με συχνότητα μέχρι 5000 Hz με επιτάχυνση μέχρι 40 g, επαναλαμβανόμενες μηχανικές διαταραχές και γραμμικά φορτία.

Οι πυκνωτές κεραμικού δίσκου χρησιμοποιούνται ευρέως σε εξομαλύνσεις φίλτρων τροφοδοτικών, σε παρεμβολές φιλτραρίσματος, σε κυκλώματα επικοινωνίας μεταξύ σταδίων και σε όλες σχεδόν τις ηλεκτρονικές συσκευές.

Η σήμανση στο περίβλημα του πυκνωτή υποδεικνύει την αξιολόγησή του. Τρεις αριθμοί αποκωδικοποιούνται ως εξής. Εάν πολλαπλασιάζετε τα δύο πρώτα ψηφία κατά 10 με την ισχύ του τρίτου ψηφίου, παίρνετε την τιμή της χωρητικότητας αυτού του πυκνωτή σε pf. Επομένως, ένας πυκνωτής που φέρει την ένδειξη 101 έχει χωρητικότητα 100 pF και ένας πυκνωτής που έχει επισημανθεί με 472 έχει 4.7 nF.

Κεραμικές πολυστρωματικές πυκνωτές, για παράδειγμα, τα Κ10-17Α ή Κ10-17Β, σε αντίθεση με τα μονοστρωματικά, έχουν εναλλασσόμενα λεπτά στρώματα από κεραμικό και μέταλλο στη δομή τους. Η χωρητικότητά τους είναι επομένως μεγαλύτερη από αυτή των μονοστρωματικών και μπορεί εύκολα να φτάσει σε πολλά μικροφάρδια. Η μέγιστη τάση περιορίζεται επίσης εδώ στα 50 βολτ. Οι πυκνωτές αυτού του τύπου είναι ικανοί, όπως και οι μονές στρώσεις, να λειτουργούν σωστά σε κυκλώματα ρεύματος, εναλλασσόμενου και παλμικού ρεύματος.

Κεραμικοί πυκνωτές υψηλής τάσης μπορεί να εργάζεται σε υψηλή τάση από 50 έως 15000 βολτ. Η χωρητικότητά τους κυμαίνεται από 68 έως 100 nF και τέτοιοι πυκνωτές μπορούν να λειτουργούν σε κυκλώματα ρεύματος, εναλλασσόμενου ή παλμικού ρεύματος.

Μπορούν να βρεθούν σε φίλτρα γραμμής ως πυκνωτές Χ / Υ, καθώς και σε δευτερεύοντα κυκλώματα παροχής ισχύος, όπου χρησιμοποιούνται για την εξάλειψη παρεμβολών κοινής λειτουργίας και απορρόφησης θορύβου αν το κύκλωμα είναι υψηλής συχνότητας. Μερικές φορές χωρίς τη χρήση αυτών των πυκνωτών, η αποτυχία της συσκευής μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη ζωή των ανθρώπων.

Ένας ειδικός τύπος κεραμικού πυκνωτή υψηλής τάσης είναι πυκνωτής παλμών υψηλής τάσηςπου χρησιμοποιείται για ισχυρούς παλμούς. Ένα παράδειγμα τέτοιων κεραμικών πυκνωτών υψηλής τάσης είναι τα οικιακά K15U, KVI και K15-4. Αυτοί οι πυκνωτές είναι σε θέση να λειτουργούν σε τάσεις μέχρι 30.000 volts, και οι παλμοί υψηλής τάσης μπορούν να ακολουθήσουν σε υψηλές συχνότητες, μέχρι 10.000 παλμούς ανά δευτερόλεπτο. Η κεραμική παρέχει αξιόπιστες διηλεκτρικές ιδιότητες και το ειδικό σχήμα του πυκνωτή και η διάταξη των πλακών εμποδίζουν την αποσύνθεση από το εξωτερικό.

Τέτοιοι πυκνωτές είναι πολύ δημοφιλείς ως κύκλωμα σε ραδιοεξοπλισμό υψηλής ισχύος και είναι πολύ ευπρόσδεκτοι, για παράδειγμα, με teslostroiteley (για σχεδιασμό Tesla πηνία σε διάκενο σπινθήρων ή σε λαμπτήρες - SGTC, VTTC).

Πολυεστέρες (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο, lavsan) πυκνωτές, για παράδειγμα K73-17 ή CL21, με βάση μια μεταλλοποιημένη μεμβράνη, χρησιμοποιούνται ευρέως στην εναλλαγή τροφοδοτικών και ηλεκτρονικών στραγγαλιστικών πηνίων. Η θήκη τους από εποξειδική ένωση δίνει στους πυκνωτές αντοχή στην υγρασία, αντοχή στη θερμότητα και τις καθιστά ανθεκτικές σε επιθετικά περιβάλλοντα και διαλύτες.

Οι πυκνωτές πολυεστέρα είναι διαθέσιμοι σε χωρητικότητες από 1 nF έως 15 microfarads και είναι σχεδιασμένες για τάσεις από 50 έως 1500 volts. Διακρίνονται από σταθερότητα υψηλής θερμοκρασίας με μεγάλη χωρητικότητα και μικρό μέγεθος. Η τιμή των πυκνωτών από πολυεστέρα δεν είναι υψηλή, επομένως είναι πολύ δημοφιλείς σε πολλές ηλεκτρονικές συσκευές, ιδιαίτερα σε στραγγαλιστικά πηνία εξοικονόμησης ενέργειας.

Η σήμανση πυκνωτή περιέχει στο τέλος ένα γράμμα που δηλώνει την ανοχή για την απόκλιση της χωρητικότητας από την ονομαστική, καθώς και ένα γράμμα και έναν αριθμό στην αρχή της σήμανσης, δηλώνοντας την επιτρεπόμενη μέγιστη τάση, για παράδειγμα 2A102J - πυκνωτής για μέγιστη τάση 100 volts, 1 nF χωρητικότητα, επιτρεπόμενη απόκλιση χωρητικότητας + -5% . Οι πίνακες επισήμανσης μπορούν εύκολα να βρεθούν στο Internet.

Ένα ευρύ φάσμα χωρητικοτήτων και τάσεων, καθιστά δυνατή τη χρήση πυκνωτών πολυεστέρα σε κυκλώματα DC, AC και παλμικού ρεύματος.

Πυκνωτές πολυπροπυλενίου, για παράδειγμα, το Κ78-2, σε αντίθεση με τον πολυεστέρα, έχει ένα φιλμ πολυπροπυλενίου ως μονωτικό. Οι πυκνωτές αυτού του τύπου είναι διαθέσιμοι σε χωρητικότητες από 100 pF έως 10 microfarads, και η τάση μπορεί να φθάσει τα 3000 volts.

Το πλεονέκτημα αυτών των πυκνωτών δεν είναι μόνο υψηλή τάση, αλλά και μια εφαπτομένη με εξαιρετικά χαμηλή απώλεια, δεδομένου ότι το tanδ δεν μπορεί να υπερβαίνει το 0,001. Αυτοί οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται ευρέως, για παράδειγμα, σε επαγωγικούς θερμαντήρες, και μπορούν να λειτουργούν σε συχνότητες που μετριούνται με δεκάδες ή και εκατοντάδες kilohertz.

Αξίζει ιδιαίτερη μνεία αρχίζοντας πυκνωτές πολυπροπυλενίουόπως το CBB-60. Αυτοί οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται για την εκκίνηση κινητήρων επαγωγής AC. Είναι τυλιγμένα με μεταλλοποιημένο φιλμ πολυπροπυλενίου σε πλαστικό πυρήνα, στη συνέχεια το ρολό γεμίζεται με μια ένωση.

Το περίβλημα του πυκνωτή είναι κατασκευασμένο από υλικό που δεν υποστηρίζει την καύση, δηλαδή ο πυκνωτής είναι εντελώς πυρίμαχος και είναι κατάλληλος για χρήση σε δύσκολες συνθήκες. Τα συμπεράσματα μπορούν να είναι είτε ενσύρματα, είτε κάτω από τους τερματικούς σταθμούς και κάτω από το μπουλόνι. Προφανώς, οι πυκνωτές αυτού του τύπου είναι σχεδιασμένοι να λειτουργούν σε συχνότητα βιομηχανικού δικτύου.

Οι πυκνωτές εκκίνησης είναι διαθέσιμοι για εναλλασσόμενη τάση από 300 έως 600 βολτ και το εύρος τυπικών χωρητικοτήτων είναι από 1 έως 1000 microfarads.

Δείτε επίσης σχετικά με αυτό το θέμα: Η χρήση πυκνωτών σε ηλεκτρονικά κυκλώματα