Jak działają kondensatory ceramiczne i kondensatory elektrolityczne
W procesie projektowania obwodów do filtrowania wykorzystywane są kondensatory. Czasami stosuje się kondensatory elektrolityczne, a czasami stosuje się kondensatory ceramiczne. Czasami używane są oba. Chciałbym zapytać: jaka jest rola stosowania kondensatorów elektrolitycznych? Jaka jest funkcja używania zwykłych kondensatorów ceramicznych? Jak obliczyć wielkość jego pojemności? Jak wybrać i określić napięcie wytrzymywane kondensatorów elektrolitycznych? W jakich przypadkach należy stosować kondensatory elektrolityczne, w jakich kondensatory ceramiczne, aw jakich przypadkach należy stosować oba? W starej wersji analogowego e-booka wspomniano, że istnieje specjalna formuła do obliczania wielkości wartości kondensatora, ale niektóre układy scalone i tym podobne mają przepisy dotyczące dopasowania kondensatora w swoim arkuszu danych, mam nadzieję, że może pomóc Ci.
Kondensatory elektrolityczne i kondensatory ceramiczne są zwykle używane między zasilaniem układu scalonego a masą, aby odgrywać rolę filtrującą. Kondensatory ceramiczne są używane samodzielnie do odsprzęgania. Jego użycie jest ogólnie wyjaśnione w KI. Istotne, weź 0.01uf na ceramikę.
Jeśli chcę wymienić pewien kondensator na inny, czy muszę spełniać zarówno pojemność, jak i napięcie wytrzymywane? Czasami trudno jest znaleźć to, co najlepsze z obu światów. Czy w tej chwili można zrezygnować z jednego z nich?
Zakres kondensatorów filtrujących jest zbyt szeroki, oto krótka rozmowa o kondensatorze obejściowym (odsprzęgającym) mocy.
Wybór kondensatora filtrującego zależy od tego, czy używasz go w lokalnym zasilaczu, czy w globalnym zasilaczu. Dla lokalnego zasilania ma pełnić rolę zasilacza przejściowego. Po co dodawać kondensatory do zasilania? Wynika to z faktu, że zapotrzebowanie na prąd urządzenia zmienia się szybko wraz z zapotrzebowaniem na napęd (np. kontroler DDR), aw dyskusji w zakresie wysokich częstotliwości należy wziąć pod uwagę parametry dystrybucji obwodu. Ze względu na istnienie rozproszonej indukcyjności zapobiega się drastycznej zmianie prądu, a napięcie na pinach zasilających chipa jest zmniejszone - czyli powstaje szum. Co więcej, zasilacz z prądowym sprzężeniem zwrotnym ma swój czas reakcji - to znaczy, że nie dokona regulacji, dopóki przez określony czas nie wystąpią wahania napięcia (zwykle na poziomie ms lub us). Dla aktualnej zmiany zapotrzebowania poziomu ns, ten rodzaj opóźnienia tworzy również rzeczywisty szum. Dlatego rolą kondensatora jest zapewnienie trasy o niskiej reaktancji indukcyjnej (impedancji), aby sprostać szybkim zmianom zapotrzebowania na prąd.
W oparciu o powyższą teorię obliczenie pojemności należy obliczyć zgodnie z energią, jaką kondensator może dostarczyć do zmiany prądu. Wybierając typ kondensatora, należy wziąć pod uwagę jego indukcyjność pasożytniczą — to znaczy, że indukcyjność pasożytnicza powinna być mniejsza niż indukcyjność rozproszona ścieżki zasilania.
Omawianie zagadnień musi zaczynać się od sedna. Po pierwsze, prawdopodobnie wiesz, że kondensatory są izolacją DC, podczas gdy cewki indukcyjne są odwrotne. Wszystkie opierają się na podstawowych zasadach. W tej chwili kondensator ma dwie najczęstsze funkcje. Jednym z nich jest izolowanie prądu stałego między biegunami. Niektórzy nazywają to również kondensatorem sprzęgającym, ponieważ izoluje prąd stały, ale musi przepuszczać sygnały prądu przemiennego. Ścieżka DC jest ograniczona między kilkoma etapami, co może uprościć bardzo skomplikowane obliczenia punktu pracy, a drugim jest filtrowanie. W zasadzie te dwa. Jako sprzężenie wartość kondensatora nie jest ściśle wymagana, o ile jego impedancja nie jest zbyt duża, aby tłumienie sygnału było zbyt duże.
Ale w przypadku tego drugiego należy to rozważyć z punktu widzenia filtra. Na przykład filtrowanie zasilania na końcu wejściowym wymaga odfiltrowania szumów o niskiej częstotliwości (takich jak częstotliwość zasilania) i szumów o wysokiej częstotliwości, dlatego musi być używane w tym samym czasie. Duże kondensatory i małe kondensatory. Niektórzy powiedzą, z dużym kondensatorem, dlaczego potrzebujesz małego? Wynika to z faktu, że duża pojemność, duża indukcyjność wynikająca z dużej płytki i końca pinu nie działa dla wysokich częstotliwości. Małe kondensatory są wręcz przeciwne. Rozmiar można wykorzystać do określenia pojemności. Jeśli chodzi o napięcie wytrzymywane, musi być ono zawsze spełnione, w przeciwnym razie wybuchnie. Nawet w przypadku kondensatorów nieelektrolitycznych czasami nie wybucha, a jego wydajność jest również zmniejszona. Za dużo by o tym mówić, porozmawiajmy najpierw o tym. Wszystkie są funkcjami filtrującymi. Aluminiowy kondensator elektrolityczny ma stosunkowo dużą pojemność i służy głównie do eliminacji zakłóceń o niskiej częstotliwości. Pojemność wynosi około 1 mA prądu odpowiadającego 2 ~ 3 μf, jeśli wymaganie jest zbyt wysokie, 1 mA może odpowiadać 5 ~ 6 μf. Kondensatory niepolarne służą do filtrowania sygnałów o wysokiej częstotliwości. Przez większość czasu jest używany samodzielnie, służy do usuwania korzenia lotosu. Czasami można go stosować równolegle z kondensatorami elektrolitycznymi. Charakterystyka wysokich częstotliwości kondensatorów ceramicznych jest lepsza, ale przy pewnej częstotliwości (około 6 MHz, nie pamiętam dokładnie) pojemność gwałtownie spada.
Rola kondensatorów elektrolitycznych i środki ostrożności przy ich stosowaniu
1. Rola kondensatorów elektrolitycznych w obwodach
1. Efekt filtrowania. W obwodzie zasilania obwód prostownika zamienia prąd przemienny w pulsujący prąd stały, a kondensator elektrolityczny o dużej pojemności jest podłączony po obwodzie prostownika, a wyprostowane pulsujące napięcie stałe staje się stosunkowo stabilnym napięciem stałym. W praktyce, aby zapobiec zmianie napięcia zasilania każdej części obwodu z powodu zmian obciążenia, kondensatory elektrolityczne o pojemności od dziesiątek do setek mikrofaradów są zwykle podłączone do wyjściowego końca zasilacza i wejściowego końca zasilania. Załaduj. Ponieważ kondensatory elektrolityczne o dużej pojemności mają na ogół określoną indukcyjność i nie są w stanie skutecznie odfiltrować sygnałów o wysokiej częstotliwości i zakłóceń impulsowych, kondensator o pojemności 0.001--0.lpF jest połączony równolegle na obu końcach do filtrowania sygnałów o wysokiej częstotliwości. i zakłócenia impulsowe.
2. Efekt sprzężenia: W procesie transmisji i wzmacniania sygnałów o niskiej częstotliwości, aby zapobiec wzajemnym wpływom statycznych punktów pracy obwodów przedniego i tylnego, często stosuje się sprzężenie pojemnościowe. Aby zapobiec nadmiernej utracie składowych niskoczęstotliwościowych w sygnale, na ogół stosuje się kondensatory elektrolityczne o większej pojemności.
Po drugie, metoda oceny kondensatora elektrolitycznego
Typowe usterki kondensatorów elektrolitycznych obejmują zmniejszenie pojemności, zanik pojemności, zwarcie awarii i wyciek. Zmiana pojemności jest spowodowana stopniowym wysychaniem elektrolitu wewnątrz kondensatora elektrolitycznego podczas użytkowania lub umieszczania, podczas gdy na ogół dodaje się awarię i wyciek. Napięcie jest zbyt wysokie lub sama jakość nie jest dobra. Ocena jakości kondensatora zasilającego jest generalnie mierzona za pomocą pliku rezystancji multimetru. Specyficzna metoda to: zwarcie dwóch pinów kondensatora w celu rozładowania i użycie czarnego przewodu pomiarowego multimetru do podłączenia elektrody dodatniej kondensatora elektrolitycznego. Czerwony przewód pomiarowy jest podłączony do bieguna ujemnego (w przypadku multimetru analogowego przewód pomiarowy jest intermodulowany podczas pomiaru multimetrem cyfrowym). Normalnie igła testowa powinna obracać się w kierunku małego oporu, a następnie stopniowo powracać do nieskończoności. Im większy ruch igły lub im mniejsza prędkość powrotu, tym większa pojemność kondensatora i odwrotnie, tym mniejsza pojemność kondensatora. Jeśli wskaźnik nie zmienia się gdzieś pośrodku, oznacza to, że kondensator przecieka. Jeśli wskazywana wartość rezystancji jest mała lub zerowa, oznacza to, że kondensator uległ uszkodzeniu i zwarciu. Ponieważ napięcie baterii używanej przez multimetr jest na ogół bardzo niskie, dokładniejszy jest pomiar kondensatora przy niskim napięciu wytrzymywanym. Gdy napięcie wytrzymywane kondensatora jest wysokie, chociaż pomiar jest normalny, może dojść do wycieku lub wstrząsu po dodaniu wysokiego napięcia. zjawisko zużycia.
3. Środki ostrożności dotyczące stosowania kondensatorów elektrolitycznych
1. Ponieważ kondensatory elektrolityczne mają polaryzację dodatnią i ujemną, nie można ich podłączać do góry nogami, gdy są używane w obwodach. W obwodzie zasilania biegun dodatni kondensatora elektrolitycznego jest podłączony do zacisku wyjściowego zasilacza, gdy wyprowadzane jest napięcie dodatnie, a biegun ujemny jest podłączony do ziemi; gdy wyprowadzane jest napięcie ujemne, biegun ujemny jest podłączony do zacisku wyjściowego, a biegun dodatni jest uziemiony. Gdy polaryzacja kondensatora filtrującego w obwodzie zasilania jest odwrócona, efekt filtrowania kondensatora jest znacznie zmniejszony, z jednej strony waha się napięcie wyjściowe zasilacza, az drugiej strony kondensator elektrolityczny, który jest odpowiednikiem rezystora, nagrzewa się z powodu odwrotnego zasilania. Gdy napięcie wsteczne przekroczy określoną wartość, rezystancja wsteczna kondensatora stanie się bardzo mała, tak że kondensator pęknie i ulegnie uszkodzeniu z powodu przegrzania przez krótki czas po włączeniu zasilania.
2. Napięcie przyłożone do obu końców kondensatora elektrolitycznego nie może przekraczać jego dopuszczalnego napięcia roboczego. Podczas projektowania rzeczywistego obwodu należy zachować pewien margines w zależności od konkretnej sytuacji. Podczas projektowania kondensatora filtrującego zasilacza regulowanego, jeśli napięcie zasilania prądem zmiennym wynosi 220 ~, wyprostowane napięcie wtórne transformatora może osiągnąć 22 V. W tej chwili kondensator elektrolityczny o napięciu wytrzymywanym 25 V może ogólnie spełniać wymagania. Jeśli jednak napięcie zasilania prądem przemiennym znacznie się waha i może wzrosnąć do ponad 250 V, najlepiej wybrać kondensator elektrolityczny o napięciu wytrzymywanym większym niż 30 V.
3. Kondensatory elektrolityczne nie powinny znajdować się w pobliżu elementów grzejnych dużej mocy w obwodzie, aby zapobiec szybkiemu wysychaniu elektrolitu w wyniku ogrzewania.
4. W celu filtrowania sygnałów o polaryzacji dodatniej i ujemnej można połączyć szeregowo dwa kondensatory elektrolityczne z taką samą biegunowością jak kondensator niepolarny.
Jak używać multimetru do pomiaru pojemności?
Użyj multimetru wskazującego, aby zmierzyć pojemność. Zobacz załączony rysunek: Multimetr ze wskaźnikiem może być użyty do wykrycia pojemności. Podstawą jest to, że bariera elektryczna multimetru jest równoważna zasilaczowi prądu stałego z rezystancją wewnętrzną, a pojemność można naładować. W miarę upływu czasu napięcie na kondensatorze stopniowo wzrasta. Prąd ładowania stopniowo maleje, aż do zera. Kroki
1. Wybierz odpowiedni bieg dla bloku elektrycznego. Generalnie, jeśli pojemność jest mniejsza niż 0.01uF, wybierz bieg x10k; około 1-10uF, wybierz bieg X1k; powyżej 47uF, wybierz bieg x100 lub bieg x10.
2. Dla każdego testu zewrzyj kondensator przewodem, a następnie wykonaj kolejny test po rozładowaniu.
3. Kondensatory elektrolityczne mają polaryzację, a elektroda dodatnia ma wyższy potencjał niż elektroda ujemna podczas użytkowania. Ponieważ czarny przewód pomiarowy jest podłączony do dodatniej elektrody baterii w zegarku, czarny przewód pomiarowy jest podłączony do dodatniej elektrody kondensatora elektrolitycznego, a czerwony przewód pomiarowy jest podłączony do ujemnej elektrody kondensatora. Dobra wydajność pojemności polega na tym, że wskaźnik odchyla się - w dół podczas wykrywania, a następnie stopniowo powraca do pozycji mechanicznego zera (to znaczy, że rezystancja jest nieskończona).
Odchylenie wskaźnika jest związane z pojemnością elektryczną i barierą elektryczną, a im większa pojemność, tym większe odchylenie. W praktyce zwracaj uwagę na zasady i gromadź dane. Metoda regulacji mechanicznego zera głowicy miernika polega na użyciu płaskiego śrubokręta do wyrównania wycięcia mechanicznej regulacji zera na głowicy miernika, gdy pióro miernika nie jest zwarte ani do pomiaru żadnego urządzenia, a następnie obracanie w lewo i prawo, aby miernik wskazówka wskazuje zero. Wydajność kondensatora, który utracił swoją pojemność polega na tym, że wskaźnik detekcji nie jest odchylany i nie wymaga rozładowania. Wydajność kondensatora, który traci część pojemności, polega na tym, że w porównaniu ze standardowym kondensatorem odchylenie wskazówki nie jest na miejscu. Można to ocenić na podstawie doświadczenia lub odnosząc się do standardowego kondensatora o tej samej pojemności i zgodnie z maksymalną amplitudą wychylenia wskazówki.
Kondensator odniesienia nie musi mieć tej samej wartości napięcia wytrzymywanego, o ile pojemność jest taka sama. Na przykład, aby oszacować kondensator 100 uF/250 V, kondensator 100 uF/25 V może być najpierw użyty jako odniesienie, o ile maksymalna amplituda wychylenia wskaźnika jest taka sama, można stwierdzić, że pojemność jest taka sama. Wydajność pojemności wycieku polega na tym, że wskaźnik nie może powrócić do mechanicznej pozycji zerowej (to znaczy, że rezystancja jest nieskończona). Należy zauważyć, że występuje większy lub mniejszy wyciek kondensatorów elektrolitycznych, wyciek niskiego napięcia wytrzymywanego jest duży, a wyciek wysokiego napięcia wytrzymywanego jest mały; użyj x10k do pomiaru upływu i użyj bloku poniżej xlk do pomiaru wycieku, aby określić, czy kondensator przecieka.
W przypadku kondensatorów powyżej 1000 uF możesz użyć bloku Rxl0, aby najpierw szybko go naładować i wstępnie oszacować pojemność kondensatora, a następnie przejść do bloku Rxlk, aby przez chwilę kontynuować pomiar. W tym czasie wskaźnik nie powinien powracać, ale powinien zatrzymać się na lub bardzo blisko nieskończoności, w przeciwnym razie może dojść do wycieku. W przypadku niektórych kondensatorów poniżej kilkudziesięciu mikrofaradów, po całkowitym naładowaniu bloku Rxlk, użyj bloku Rx10k, aby kontynuować pomiar, a wskazówka powinna zatrzymać się w nieskończoności i nie wrócić. Z wyjątkiem kondensatorów elektrolitycznych, napięcie wytrzymywane kondensatorów ceramicznych, poliestrowych, metalizowanych papierowych i monolitycznych jest większe niż 40 V. Przetestuj multimetrem, bez względu na blok, dobry kondensator nie powinien przeciekać. Aby zmierzyć kondensatory o małej pojemności za pomocą multimetru, można wykorzystać efekt wzmocnienia krzemowych triod NPN małej mocy, a metodę pokazano na rysunku 1 (f). Użyj rezystora Rxlk do zablokowania, czarny przewód pomiarowy jest podłączony do kolektora, czerwony przewód pomiarowy jest podłączony do emitera, dotknij małego kondensatora do kolektora, a wskaźnik powinien być odchylony. Zasada jest taka, że gdy kondensator jest naładowany, prąd ładowania wstrzykuje prąd podstawowy do podstawy, a prąd ten jest wzmacniany przez triodę, a odchylenie wskaźnika jest bardziej oczywiste.
