Kuinka kondensaattorityyppi määritetään

Elektroniikkakomponenttimarkkinoilla on nykyään monia erityyppisiä kondensaattoreita, ja jokaisella tyypillä on omat edut ja haitat. Jotkut pystyvät toimimaan suurilla jännitteillä, toiset ovat merkittäviä kapasitanssin suhteen, toisilla on alhainen induktanssi ja toisille on ominaista poikkeuksellisen pieni vuotovirta. Kaikki nämä tekijät määräävät erityyppisten kondensaattorien käytön.

Mieti, minkä tyyppiset kondensaattorit ovat. Niitä on yleensä paljon, mutta tässä tarkastellaan tärkeimpiä kondensaattorityyppejä ja selvitetään, kuinka tämä tyyppi määritetään.

Alumiini elektrolyyttikondensaattoritesimerkiksi K50-35 tai K50-29, koostuvat kahdesta ohuesta alumiiniliuskasta, joka on kierretty telaan, jonka väliin elektrolyytteillä kyllästetty paperi asetetaan dielektriseksi aineeksi. Tela asetetaan suljettuun alumiinisylinteriin, jonka toiseen päähän (kotelon säteittäinen tyyppi) tai jonka kahteen päähän (kotelon aksiaalityyppi) on kosketusjohdot. Päätelmät voidaan juottaa tai ruuvata.

Elektrolyyttikondensaattoreiden kapasitanssi mitataan mikrofaareilla, ja se voi olla välillä 0,1 mikrofaradia - 100 000 mikrofaradia. Merkittävä elektrolyyttikondensaattoreiden kapasiteetti verrattuna muun tyyppisiin kondensaattoreihin on niiden tärkein etu. Elektrolyyttikondensaattorien maksimikäyttöjännite voi olla 500 volttia. Suurin sallittu käyttöjännite sekä kondensaattorin kapasitanssi on merkitty sen koteloon.

Tämän tyyppisillä kondensaattoreilla on myös haittoja. Ensimmäinen niistä on napaisuus. Kondensaattoritapauksessa negatiivinen napa on merkitty miinusmerkillä, tämän navan tulisi olla läsnä, kun piirin kondensaattori toimii matalammalla potentiaalilla kuin toinen, tai kondensaattori ei kykene keräämään varausta normaalisti, ja todennäköisesti räjähtää tai vaurioitua joka tapauksessa, jos se vie pitkään. Pidä se virrattuna väärään napaisuuteen.

Napaisuudesta johtuen elektrolyyttikondensaattoreita voidaan käyttää vain tasavirta- tai pulssivirtapiireissä, mutta ei suoraan vaihtovirtapiireissä, vain tasasuuntainen jännite voi ladata elektrolyyttikondensaattoreita.

Tämän tyyppisen kondensaattorin toinen haitta on suuri vuotovirta. Tästä syystä elektrolyyttikondensaattoria ei voida käyttää varauksen pitkäaikaiseen varastointiin, mutta se on varsin sopiva aktiivisen virtapiirin välituotesuodattimeksi.

Kolmas haittapuoli on, että tämän tyyppinen kapasitanssi pienenee taajuuden kasvaessa (aaltovirta), mutta tämä ongelma ratkaistaan ​​asentamalla elektrolyyttikondensaattorin rinnalle tauluille keraaminen kondensaattori, jolla on suhteellisen pieni kapasiteetti, yleensä 10 000 vähemmän kuin viereisen elektrolyyttisen kondensaattorin.

Katso tästä lisätietoja: Elektrolyyttikondensaattorit

Nyt puhutaan tantaalikondensaattorit. Esimerkki on K52-1 tai smd A. Ne perustuvat tantaalipentoksidiin. Tärkeintä on, että kun tantaali hapetetaan, muodostuu tiheä, johtamaton oksidikalvo, jonka paksuutta voidaan kontrolloida teknisesti.

Kiinteän tilan tantaalikondensaattori koostuu neljästä pääosasta: anodi, dielektrinen, elektrolyytti (kiinteä tai nestemäinen) ja katodi. Tuotantoketju on melko monimutkainen. Ensiksi anodi luodaan puhdasta puristettua tantaalijauhetta, joka sintrataan suurvakuumissa lämpötilassa 1300 - 2000 ° C, jotta saadaan huokoinen rakenne.

Sitten sähkökemiallisella hapetuksella anodille muodostuu dielektrinen tantaalipentoksidikalvon muodossa, jonka paksuutta säädetään muuttamalla jännitettä sähkökemiallisen hapettumisen aikana, minkä seurauksena kalvon paksuus saadaan vain satoista tuhansiin angströmiin, mutta kalvolla on sellainen rakenne, joka tarjoaa korkean sähkövastuksen.

Seuraava vaihe on elektrolyytin muodostuminen, joka on puolijohdemangaanidioksidi. Tantaalinen huokoinen anodi kyllästetään mangaanisuoloilla, sitten se kuumennetaan siten, että mangaanidioksidi ilmestyy pinnalle; prosessi toistetaan useita kertoja, kunnes saadaan täysi peitto. Saatu pinta peitetään grafiittikerroksella, sitten levitetään hopeaa - saadaan katodi. Sitten rakenne asetetaan yhdisteeseen.

Tantaalikondensaattorit ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​kuin elektrolyyttiset alumiini, mutta niillä on ominaisuuksia. Niiden käyttöjännite on rajoitettu 100 voltiin, kapasitanssi ei ylitä 1000 mikrofaradia, heidän oma induktanssi on pienempi, siksi tantaalikondensaattoreita käytetään myös korkeilla taajuuksilla, jotka saavuttavat satoja kilohertsejä.

Niiden haittana on, että ne ovat erittäin herkkiä suurimman sallitun jännitteen ylittämiselle. Tästä syystä tantaalikondensaattorit rikkoutuvat useimmiten vikaantumisen vuoksi. Tantaalikondensaattorin rungossa oleva viiva osoittaa positiivisen elektrodianodin. Lyijy- tai SMD-tantaalikondensaattoreita löytyy monien elektronisten laitteiden nykyaikaisista piirilevyistä.

Keraamiset yksikerroksiset levykondensaattoritesimerkiksi tyypeille K10-7V, K10-19, KD-2, on ominaista suhteellisen suuri kapasiteetti (1 pF - 0,47 mikrofaradia) pienillä kokoilla. Niiden käyttöjännite on välillä 16-50 volttia. Niiden ominaisuudet: alhaiset vuotovirrat, matala induktanssi, joka mahdollistaa niiden toiminnan korkeilla taajuuksilla, samoin kuin kapasitanssin pieni koko ja korkean lämpötilan vakaus. Tällaiset kondensaattorit toimivat onnistuneesti tasa-, vaihtovirta- ja aaltovirtapiireissä.

Tappio-tangentti tanδ ei yleensä ylitä 0,05, ja suurin vuotovirta ei ylitä 3 μA. Keraamiset kondensaattorit ovat vakaita ulkoisissa tekijöissä, kuten tärinässä, jonka taajuus on enintään 5000 Hz kiihtyvyydellä jopa 40 g, toistuvilla mekaanisilla iskuilla ja lineaarisilla kuormituksilla.

Keraamisia levykondensaattoreita käytetään laajasti virtalähteiden suodattimien tasoittamiseen, häiriöiden suodattamiseen, vaiheiden välisiin viestintäpiireihin ja melkein kaikkiin elektronisiin laitteisiin.

Merkintä kondensaattorin kotelossa osoittaa sen arvon. Kolme numeroa puretaan seuraavasti. Jos kerrotaan kaksi ensimmäistä numeroa kymmenellä kolmannen numeron tehoon, saat tämän kondensaattorin kapasitanssin arvon pf. Joten kondensaattorin, jolla on merkintä 101, kapasitanssi on 100 pF ja kondensaattorin, jolla on merkintä 472, on 4,7 nF.

Keraamiset monikerroksiset kondensaattoritesimerkiksi K10-17A: lla tai K10-17B: llä, toisin kuin yksikerroksisilla, on rakenteeltaan vuorotellen ohuet keraamiset ja metallikerrokset. Siksi niiden kapasiteetti on suurempi kuin yksikerroksisten, ja ne voivat helposti saavuttaa useita mikrofaradia. Suurin jännite on myös tässä rajoitettu 50 voltiin. Tämän tyyppiset kondensaattorit, kuten yksikerroksiset, kykenevät toimimaan kunnolla tasavirta-, vaihtovirta- ja sykkivirtapiireissä.

Suurjännitekeraamiset kondensaattorit kykenevä työskentelemään korkealla jännitteellä 50-15000 volttia. Niiden kapasitanssi on välillä 68 - 100 nF, ja tällaiset kondensaattorit voivat toimia tasavirta-, vaihtovirta- tai pulssiviripiireissä.

Niitä voidaan löytää linjasuodattimissa X / Y-kondensaattoreina, samoin kuin toissijaisissa teholähdepiireissä, joissa niitä käytetään poistamaan yhteisen moodin häiriöt ja kohinanvaimennus, jos piiri on korkeataajuinen. Joskus ilman näiden kondensaattoreiden käyttöä laitteen vika voi vaarantaa ihmisten elämän.

Erityinen korkeajännitekeraaminen kondensaattori on korkeajännitepulssikondensaattorikäytetään voimakkaisiin pulssitiloihin. Esimerkki tällaisista korkeajännitekeraamisista kondensaattoreista ovat kotimaiset K15U, KVI ja K15-4. Nämä kondensaattorit kykenevät toimimaan jopa 30 000 voltin jännitteillä, ja korkeajännitepulssit voivat seurata korkeilla taajuuksilla, jopa 10 000 pulssiin sekunnissa. Keramiikalla saadaan luotettavia dielektrisiä ominaisuuksia, ja kondensaattorin erityinen muoto ja levyjen järjestely estävät rikkoutumisen ulkopuolelta.

Tällaiset kondensaattorit ovat erittäin suosittuja virtapiireinä suuritehoisissa radiolaitteissa ja ovat erittäin tervetulleita esimerkiksi teslostroiteleylle (suunnittelu Tesla kelat kipinärakoon tai lamppuihin - SGTC, VTTC).

Polyesterikondensaattorit (polyeteenitereftalaatti, lavsan), esimerkiksi K73-17 tai CL21, joka perustuu metalloituun kalvoon, käytetään laajasti virtalähteiden ja elektronisten liitäntälaitteiden vaihtoon. Niiden kotelo, joka on valmistettu epoksiyhdisteestä, antaa kondensaattoreille kosteudenkestävyyden, lämmönkestävyyden ja tekee niistä kestäviä aggressiivisille ympäristöille ja liuottimille.

Polyesterikondensaattoreita on saatavana kapasiteeteina 1 nF - 15 mikrofaradia, ja ne on suunniteltu jännitteille 50 - 1500 volttia. Ne erottuvat korkeasta lämpötilasta pysyvyydestä, suuresta kapasiteetista ja pienestä koosta. Polyesterikondensaattoreiden hinta ei ole korkea, joten ne ovat erittäin suosittuja monissa elektronisissa laitteissa, erityisesti energiansäästölamppujen liitäntälaitteissa.

Kondensaattorimerkinnän lopussa on kirjain, joka osoittaa kapasitanssin poikkeaman toleranssin nimellisestä, sekä merkki alussa oleva kirjain ja numero, jotka osoittavat suurimman sallitun jännitteen, esimerkiksi 2A102J - kondensaattori enimmäisjännitteelle 100 volttia, kapasiteetti 1 nF, sallittu kapasitanssipoikkeama + -5% . Merkintätaulut löytyvät helposti Internetistä.

Laaja kapasitanssi- ja jännitevalikoima mahdollistaa polyesterikondensaattorien käytön tasavirta-, vaihtovirta- ja pulssivirtapiireissä.

Polypropeenikondensaattoritesimerkiksi K78-2: lla, toisin kuin polyesterillä, on polypropeenikalvo eristeenä. Tämän tyyppisiä kondensaattoreita on saatavana kapasiteeteina 100 pF - 10 mikrofaradia, ja jännite voi nousta 3000 voltiin.

Näiden kondensaattorien etuna ei ole vain korkea jännite, vaan myös erittäin pieni häviötangentti, koska tanδ ei voi ylittää 0,001. Tällaisia ​​kondensaattoreita käytetään laajasti esimerkiksi induktiolämmittimissä, ja ne voivat toimia kymmenien tai jopa satojen kilohertsien mittaamilla taajuuksilla.

Ansaitse erityistä mainintaa käynnistetään polypropeenikondensaattoreitakuten CBB-60. Näitä kondensaattoreita käytetään vaihtovirta-induktiomoottorien käynnistämiseen. Ne kierretään metalloidulla polypropeenikalvolla muoviselle ytimelle, sitten rulla täytetään yhdisteellä.

Kondensaattorin kotelo on valmistettu materiaalista, joka ei tue palamista, ts. Kondensaattori on täysin palonkestävä ja soveltuu käytettäväksi vaikeissa olosuhteissa. Päätelmät voivat olla joko johdotetut, tai liittimien alla ja pultin alla. Tämän tyyppiset kondensaattorit on selvästi suunniteltu toimimaan teollisuusverkon taajuudella.

Käynnistyskondensaattoreita on saatavana vaihtojännitteelle 300 - 600 volttia, ja tyypillinen kapasiteetti on välillä 1 - 1 000 mikrofaradia.

Katso myös tästä aiheesta: Kondensaattorien käyttö elektronisissa piireissä