Для чего нужен конденсатор в блоке питания?
Обновлено: 06.07.2024
Существует множество приложений для этого изящного маленького (на самом деле, они обычно довольно большие) пассивного компонента. Чтобы дать вам представление об их широком спектре применения, вот несколько примеров:
Развязывающие (шунтирующие) конденсаторы
Многие конденсаторы, которые вы видите в схемах, особенно с интегральной схемой, являются развязывающими. Работа развязывающего конденсатора заключается в подавлении высокочастотного шума в сигналах источника питания. Они устраняют крошечные пульсации напряжения, которые в противном случае могли бы повредить хрупкие ИС, из источника питания.
В некотором смысле развязывающие конденсаторы действуют как очень маленькие локальные источники питания для ИС (почти как источники бесперебойного питания для компьютеров). Если источник питания очень временно падает напряжение (что на самом деле довольно часто, особенно когда цепь, которую он питает, постоянно переключает требования к нагрузке), развязывающий конденсатор может кратковременно подавать питание с правильным напряжением. Вот почему эти конденсаторы также называют байпасными конденсаторами; они могут временно действовать как источник питания, в обход источника питания.
Развязывающие конденсаторы подключаются между источником питания (5 В, 3,3 В и т. д.) и землей. Нередко для обхода источника питания используются два или более конденсатора с разными номиналами, даже разных типов, потому что конденсаторы одних номиналов лучше других фильтруют определенные частоты шума.
На этой схеме используются три развязывающих конденсатора, которые помогают уменьшить шум в источнике питания акселерометра. Два керамических 0,1 мкФ и один танталовый электролитический 10 мкФ с раздельной развязкой.
Хотя это может привести к короткому замыканию между питанием и землей, через конденсатор на землю могут проходить только высокочастотные сигналы. Сигнал постоянного тока будет поступать на ИС, как и требуется. Другая причина, по которой они называются обходными конденсаторами, заключается в том, что высокие частоты (в диапазоне кГц-МГц) обходят микросхему, вместо этого проходя через конденсатор, чтобы попасть на землю.
При физическом размещении развязывающих конденсаторов их всегда следует размещать как можно ближе к микросхеме. Чем дальше они находятся, тем менее эффективны.
Вот физическая компоновка схемы из приведенной выше схемы. Крошечная черная микросхема окружена двумя конденсаторами емкостью 0,1 мкФ (коричневыми крышками) и одним электролитическим танталовым конденсатором емкостью 10 мкФ (высокая черно-серая прямоугольная крышка).
В соответствии с надлежащей инженерной практикой всегда добавляйте хотя бы один развязывающий конденсатор к каждой микросхеме. Обычно хорошим выбором является 0,1 мкФ, или даже добавьте несколько конденсаторов 1 мкФ или 10 мкФ. Они являются дешевым дополнением, и они помогают удостовериться, что микросхема не подвергается большим провалам или скачкам напряжения.
Фильтрация источника питания
Диодные выпрямители можно использовать для преобразования переменного напряжения, выходящего из вашей стены, в постоянное напряжение, необходимое для большинства электронных устройств. Но диоды сами по себе не могут превратить сигнал переменного тока в чистый сигнал постоянного тока, им нужна помощь конденсаторов! Если добавить параллельный конденсатор к мостовому выпрямителю, выпрямленный сигнал будет таким:
Можно превратить в сигнал постоянного тока близкого уровня следующим образом:
Конденсаторы — неподатливые компоненты, они всегда будут сопротивляться внезапным изменениям напряжения. Конденсатор фильтра будет заряжаться по мере увеличения выпрямленного напряжения. Когда выпрямленное напряжение, поступающее на конденсатор, начнет быстро падать, конденсатор получит доступ к своему банку накопленной энергии и будет очень медленно разряжаться, подавая энергию на нагрузку. Конденсатор не должен полностью разряжаться до того, как входной выпрямленный сигнал снова начнет увеличиваться, перезаряжая конденсатор. Этот танец повторяется много раз в секунду, снова и снова, пока используется источник питания.
Схема питания переменного тока в постоянный. Крышка фильтра (C1) имеет решающее значение для сглаживания сигнала постоянного тока, посылаемого в цепь нагрузки.
Если вы разберете любой блок питания переменного тока в постоянный, вы обязательно найдете по крайней мере один довольно большой конденсатор. Ниже показаны внутренности настенного адаптера постоянного тока на 9 В. Заметили там какие-нибудь конденсаторы?
Конденсаторов может быть больше, чем вы думаете! Есть четыре электролитических, похожих на консервные банки, конденсатора емкостью от 47 мкФ до 1000 мкФ. Большой желтый прямоугольник на переднем плане — колпачок из высоковольтной полипропиленовой пленки 0,1 мкФ. Синий колпачок в форме диска и маленький зеленый колпачок посередине сделаны из керамики.
Хранение и поставка энергии
Кажется очевидным, что если конденсатор накапливает энергию, одним из его многочисленных применений будет подача этой энергии в цепь, как и в случае с батареей. Проблема в том, что конденсаторы имеют гораздо меньшую плотность энергии, чем батареи; они просто не могут накапливать столько же энергии, сколько химические батареи того же размера (но этот разрыв сокращается!).
Преимущество конденсаторов в том, что они обычно служат дольше, чем батареи, что делает их более экологичным выбором. Они также способны отдавать энергию намного быстрее, чем батарея, что делает их подходящими для приложений, которым требуется кратковременный, но мощный всплеск мощности. Вспышка камеры может питаться от конденсатора (который, в свою очередь, вероятно, заряжается от батареи).
Батарея или конденсатор?
| Батарея | Конденсатор |
|---|---|
| Емкость | ✓ |
| Плотность энергии | ✓ |
| Скорость зарядки/разрядки | ✓ |
| Срок службы | ✓< /td> |
Фильтрация сигналов
Конденсаторы обладают уникальным откликом на сигналы различной частоты. Они могут блокировать низкочастотные или постоянные компоненты сигнала, пропуская при этом более высокие частоты. Они как вышибала в очень эксклюзивном клубе только для высоких частот.
Фильтрация сигналов может быть полезна во всех приложениях для обработки сигналов. Радиоприемники могут использовать конденсатор (среди других компонентов) для подавления нежелательных частот.
Еще один пример емкостной фильтрации сигналов — пассивные кроссоверы внутри динамиков, которые разделяют один аудиосигнал на несколько. Последовательный конденсатор блокирует низкие частоты, поэтому оставшиеся высокочастотные части сигнала могут попасть на твитер динамика. В низкочастотной цепи сабвуфера высокие частоты в основном могут быть шунтированы на землю через параллельный конденсатор.
Очень простой пример схемы аудиокроссовера. Конденсатор блокирует низкие частоты, а катушка индуктивности блокирует высокие частоты. Каждую из них можно использовать для подачи надлежащего сигнала на настроенные аудиодрайверы.
Понижение рейтинга
При работе с конденсаторами важно проектировать схемы с конденсаторами, которые имеют гораздо более высокий допуск, чем потенциально самый высокий скачок напряжения в вашей системе.
Вот отличное видео от инженера SparkFun Шона о том, что происходит с различными типами конденсаторов, когда вы не снижаете их номинальные характеристики и превышаете их максимальное напряжение. Подробнее о его экспериментах можно прочитать здесь.
Целью этой статьи является предоставление подробной информации о наиболее важной части системы персонального компьютера (ПК), его блоке питания. Следуйте за нами в этом путешествии по территории PSU, и мы обещаем, что вы получите ценные знания.
Конденсаторы
- Страница 1: Введение
- Страница 2: Катушки индуктивности и трансформаторы
- Страница 3: Конденсаторы
- Страница 4: Текущие пульсации и расчет предельного срока службы
- Страница 5. Список производителей конденсаторов
- Страница 6: Резисторы, транзисторы и диоды
- Страница 7: SMPS в сравнении с. Линейные регуляторы
- Страница 8: Описание частей SMPS
- Страница 9: Этап фильтрации электромагнитных помех/переходных процессов
- Страница 10: Мостовые выпрямители и APFC
- Страница 11: Главные переключатели и трансформаторы
- Страница 12: Выходные выпрямители и фильтры
- Страница 13: Переключение контроллеров и изоляторов
- Страница 14: Переключение топологий регуляторов
- Страница 15: LLC Resonant Converter
- Страница 16: Блоки питания с цифровым управлением
- Страница 17: Охлаждение блока питания
- Страница 18: Работа вентилятора и типы подшипников
- Страница 19: Другие типы подшипников: SSO, Rifle, Hysint
- Страница 20. Измерение скорости вращения вентилятора блока питания
- Страница 21: Защита блока питания
- Страница 22: Мониторинг интегральных схем
- Страница 23: Технические характеристики ATX, EPS и 80 PLUS
- Страница 24: Ресурсы PSU
Конденсаторы
Конденсаторы можно использовать для сглаживания напряжения. Этот процесс также известен как пульсация фильтра. Их также можно использовать в качестве резервуаров для хранения электроэнергии и для блокировки постоянного тока.Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных изолятором — диэлектриком. Одной из наиболее примечательных особенностей конденсаторов является то, что они устойчивы к изменениям напряжения, а это означает, что если внезапно измениться напряжение, подаваемое на конденсатор, конденсатор не может отреагировать немедленно, а напряжение на конденсаторе изменяется медленнее по сравнению с приложенным напряжением.
Пульсации, которые мы обнаруживаем в шинах постоянного тока блока питания, подавляются фильтрующими конденсаторами вторичной стороны.
Что такое "основная" и "дополнительная" стороны?
В блоке питания конденсаторы используются как на «первичной», так и на «вторичной» стороне. Первичная сторона — это часть блока питания перед силовым трансформатором, куда поступает переменный ток. Вторичная сторона — после силового трансформатора, и это та часть, которая фактически генерирует выходы постоянного тока. Подробнее об этом в разделе SMPS.
Конденсаторы позволяют постоянному току проходить в течение очень короткого периода времени, прежде чем блокировать его. Наоборот, переменный ток через них проходит свободно, но с измененной, выпрямленной формой. Мы рассчитываем заряд, который может хранить конденсатор, называемый емкостью, в фарадах. Однако фарад (Ф) — очень большая единица измерения, поэтому вместо нее обычно используются микрофарад (мкФ или мкФ) или пикофарад (пФ). Помимо емкости, двумя наиболее важными характеристиками конденсатора являются его рабочее напряжение и температурный режим (а для конденсаторов с полярностью — маркировка отрицательного вывода).
В блоках питания лучшими электролитическими конденсаторами считаются конденсаторы, рассчитанные на 105 градусов Цельсия, поскольку они имеют более длительный срок службы по сравнению с конденсаторами, рассчитанными на 85 °C. Конечно, ключевую роль играет производитель конденсаторов, причем конденсаторы японского производства всегда являются предпочтительным выбором.
Существуют различные типы конденсаторов в зависимости от их конструкции и используемых материалов. Некоторыми из наиболее распространенных типов являются диэлектрические, пленочные, керамические, электролитические, стеклянные, танталовые и полимерные. В блоках питания мы в основном видим электролитические и полимерные конденсаторы, а на этапе фильтрации переходных процессов / APFC (коэффициент коррекции активной мощности) конденсаторы Y (керамические) и X (металлизированные полиэфирные). Во всех случаях конденсаторы Y размещаются между линией и землей (или шасси) и всегда идут парами, а конденсаторы X размещаются поперек линии (подключаются между линией и нейтралью). А поскольку конденсаторы X, как правило, сохраняют свой заряд в течение довольно долгого времени, часто используется продувочный резистор для их быстрой разрядки после отключения переменного напряжения. В случае короткого замыкания в колпачках типа Y существует высокий риск поражения пользователя электрическим током, а в случае короткого замыкания в колпачке типа X существует опасность возгорания.
Если мы поместим два или более конденсатора параллельно, то их емкости будут складываться (уравнение 1 ниже). Наоборот, если мы соединим их последовательно, то их общая емкость уменьшится (уравнение 2).
Идеальный конденсатор должен иметь нулевое сопротивление, которое определяется как противодействие объекта потоку электронов. Однако, поскольку это не идеальный мир, все конденсаторы имеют некоторое сопротивление, и чем оно ниже, тем выше качество конденсатора. Сопротивление конденсатора называется эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), и оно может сильно повлиять на производительность.
Когда мы пытаемся выяснить причину неисправности блока питания, мы должны измерять не только емкость его конденсаторов; мы также должны проверить показания ESR с помощью соответствующего прибора. Во многих случаях емкость может быть в пределах спецификации, но ESR далеко, что приводит к плохой работе. Кроме того, повышенное ESR сильно влияет на рабочую температуру крышки, что приводит к ее быстрой деградации и значительному сокращению срока службы. Повышение рабочей температуры электролитического колпачка даже на 10 °C сокращает расчетный срок его службы, что свидетельствует о важности поддержания температуры электролитического колпачка на как можно более низком уровне.
A: Конденсаторы в блоке питания можно разместить в двух разных местах: на «первичной» стороне и на «вторичной» стороне. Первичная сторона - это место, где переменный ток входит в источник питания. Вторичная сторона находится после регулирования выходного напряжения постоянного тока. Большие конденсаторы на первичной стороне потребляют относительно нестабилизированное напряжение, которое преобразуется из входного переменного тока в постоянный, и пытаются поддерживать постоянное напряжение постоянного тока для остальной части источника питания. Конденсаторы на стороне постоянного тока являются частью процесса фильтрации, который помогает устранить любые остаточные пульсации переменного тока на выходе постоянного тока.
На приведенной выше схеме показано разделение первичной и вторичной сторон блока питания Corsair RM850.
В: Как Corsair рассчитывает ожидаемый срок службы конденсатора при принятии решения о том, что использовать в конкретном блоке питания?
A: Конденсаторы имеют несколько спецификаций и номиналов. Конечно, напряжение и емкость являются двумя наиболее известными характеристиками. Но для расчета срока службы конденсатора есть номинальная температура, которая обычно составляет 85° или 105°C. Также есть максимально допустимый пульсирующий ток. Если все вышеперечисленное работает на пределе своих возможностей, 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, тогда вы упираетесь в срок службы конденсатора. Этот рейтинг обычно находится в диапазоне от 2000 до 6000 часов; это эквивалентно всего от 83 до 250 дней. К счастью, связь между жизнью и температурой подчиняется формуле химической реакции, называемой «законом химической активности Аррениуса». Проще говоря, закон гласит, что срок службы конденсатора удваивается при снижении температуры на каждые 10 градусов Цельсия. Таким образом, если конденсатор с номинальным значением 105°C работает, например, при 85°C, ваш срок службы с 2000 часов увеличился до 8000 часов, и это все еще при условии, что он фильтрует максимальное количество пульсаций тока, на которое он рассчитан. Полная формула, используемая для расчета срока службы конденсатора, выглядит следующим образом:
В качестве примера рассмотрим RM850. Для фильтрации напряжения +12 В используется набор из шести конденсаторов серии Ltec LXY. Три — 3300 мкФ, 16 В, а остальные три — 2200 мкФ, 16 В.
Конденсаторы Ltec на вторичной стороне блока питания Corsair RM850.
Первые рассчитаны на среднеквадратичное значение пульсирующего тока 3,4 А, вторые — на 2,375 А. Срок службы первых составляет 3000 часов, а последних — 4000 часов. Все они рассчитаны на температуру 105°C. Но поскольку им приходится выдерживать пульсирующий ток менее 1 А и они работают при температурах примерно в два раза ниже расчетных (от 44° до 53°C против 105°C), их расчетный ожидаемый срок службы составляет более 15 лет. лет.
В: Почему кажется, что в более качественных источниках питания используется меньше японских конденсаторов, чем раньше?
A: Ответ здесь прост. Потому что блоки питания лучше! Более эффективные компоненты в блоке питания являются причиной того, что блок питания более эффективен. Более высокая эффективность означает меньшее выделение тепла. Кроме того, современные технологии переключения обеспечивают меньшую пульсацию для вторичных конденсаторов. Сочетание этих двух факторов означает, что конденсаторы могут работать намного дольше, поэтому японские конденсаторы не всегда требуются.
В: Действительно ли японские конденсаторы лучше китайских?
О: Японские конденсаторы славятся отличным контролем качества. Так что для экстремальных условий предпочтительнее использовать конденсаторы японских марок. На бумаге часто встречаются китайские конденсаторы с такими же характеристиками, как у эквивалентного японского конденсатора, включая модели с низким ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). Также говорят, что в японских конденсаторах используется превосходный электролит, который более устойчив к более высоким температурам. Также известно, что в японских конденсаторах используется один из самых чистых доступных алюминиевых сплавов. Тем не менее, многие китайские производители покупают японские электролиты, а компании, перерабатывающие алюминий для японских производителей конденсаторов, открывают предприятия в Китае, чтобы быть ближе к китайскому покупателю конденсаторов.
В: Почему такое недоверие к китайским конденсаторам?
A: В дополнение к мнению, что китайское производство уступает, недоверие к китайским конденсаторам в значительной степени возникло в 2002 году, когда формула электролита была украдена у японской компании по производству конденсаторов и передана компании по производству конденсаторов на Тайване. Формула была записана неправильно, что привело к множеству преждевременных сбоев:
Помимо этого инцидента, были сообщения о преждевременных отказах компонентов, использующих китайские конденсаторы, но большинство из этих отказов были результатом плохой конструкции. Конденсаторы либо подвергались воздействию высоких температур, либо должны были выдерживать слишком большие пульсации тока… или того хуже; оба.
В: Значит, японские конденсаторы никогда не выходят из строя преждевременно?
О: Абсолютно нет. В период с 2003 по 2005 год Dell, HP и Apple, а также другие производители столкнулись с проблемой неисправных японских конденсаторов, которая затронула миллионы компьютеров:
В: Всегда ли конденсаторы японских брендов производятся в Японии?
О: Из-за высокой стоимости рабочей силы в Японии обычно нет. Обычно их производят по всей Азии. К сожалению, многие люди предполагают, что поскольку конденсатор является японским брендом, он производится в Японии. Обычно никто не видит страну происхождения, если не покупает конденсаторы для себя в розничной сети.
Конденсаторы United Chemi-Con производятся в Индонезии.
Конденсаторы Panasonic производятся в Малайзии.
В: Когда Corsair решает использовать японские конденсаторы?
В устройствах более высокого класса для повышения общей надежности используются японские конденсаторы, даже если это не увеличивает расчетный срок службы. Corsair стремится использовать японские первичные конденсаторы, когда это возможно, из-за экстремальных условий, в которых они находятся. Эти конденсаторы большие и, следовательно, имеют большую площадь поверхности для отвода тепла, но они все равно сильно нагреваются из-за более высоких температур радиатора первичной стороны, расположенного поблизости. Кроме того, нерегулируемое постоянное напряжение, заряжающее первичный конденсатор на первичной стороне, потенциально может иметь большие пульсации.
Первичный конденсатор Corsair RM850 в основном окружен радиаторами.
Еще раз на примере RM850 мы видим, что на первичной стороне используется конденсатор марки Nichicon серии GL 560 мкФ, 420 В. Он рассчитан на 105 ° C и может выдерживать пульсирующий ток 1,5 А в течение 2000 часов круглосуточной работы 7 дней в неделю. Но так как он находится как можно ближе к первичному радиатору, где компоненты рассеивают температуру до 76°C при полной нагрузке, температура поверхности этого конденсатора может достигать 44°C. Кроме того, этот конденсатор потенциально может столкнуться с пульсирующим током до 3,2 А. Это более чем в два раза больше, чем заявлено. Даже с учетом этих условий срок службы этого конкретного конденсатора по-прежнему составляет более 15 лет. Но поскольку условия потенциально могут быть очень суровыми, Corsair приняла решение использовать здесь японский конденсатор, чтобы предотвратить любые возможные преждевременные сбои.
В: Что такое твердотельные конденсаторы и почему их так мало используют в источниках питания?
A: Все конденсаторы, показанные на фотографиях выше, являются, в частности, «алюминиевыми электролитическими» конденсаторами. В этих конденсаторах используется бумага, пропитанная жидким электролитом. Иногда используются твердотельные конденсаторы, но не исключительно и только на вторичной стороне.
На приведенной выше фотографии показаны твердотельные конденсаторы, используемые в AX1200i.
В «твердых конденсаторах» по-прежнему используется алюминиевая фольга внутри, но в качестве электролита используется твердый полимер, а не жидкость. Это делает конденсатор менее чувствительным к изменениям окружающей среды, таким как тепло и влажность. Твердотельные конденсаторы также имеют более низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), что делает их более эффективными. Звучит здорово, правда? Проблема в том, что твердотельные конденсаторы очень маленькие и выпускаются в ограниченном количестве. Например: я могу получить сплошной конденсатор на 2700 мкФ… но это будет только 2,5 В! Я могу получить твердый конденсатор на 16 В… но только до 1000 мкФ. Мы находим твердотельные конденсаторы здесь и там внутри блока питания компьютера, но они просто не обладают достаточно большой емкостью (достаточно высоким напряжением или достаточно большой емкостью), чтобы их можно было использовать в любом большом объеме в блоке питания компьютера.
Другими конденсаторами, используемыми в блоках питания компьютеров, являются «металлизированные полипропиленовые» конденсаторы или «пленочные конденсаторы». Обычно они используются для фильтрации электромагнитных помех на входе переменного тока источника питания.
Заключение
Недавние усовершенствования в технологиях блоков питания, которые помогают уменьшить пульсации и повысить общую эффективность, значительно увеличили срок службы компьютерных блоков питания. Хотя Corsair ценит более высокие стандарты качества конденсаторов японских брендов и будет продолжать использовать их для продуктов уровня энтузиастов (HX и выше) и в качестве первичных конденсаторов в большинстве серий блоков питания Corsair начального уровня, мы хотим гарантировать нашим клиентам, что мы проводить очень тщательное тестирование и постоянно работать над улучшением технологий блоков питания, и что выбор компонентов является очень важной частью процесса разработки блока питания Corsair для компьютеров.
В большинстве электронных устройств используются конденсаторы, которые являются незаменимой частью электронных устройств.Конденсаторы очень популярны среди многих приложений, таких как электронные схемы, силовые цепи и блоки питания.
Конденсатор называют Большой тройкой пассивных компонентов вместе с сопротивлением и катушкой, которые являются основой электронных схем. Пассивные компоненты – это электронная часть, получающая питание для потребления, хранения и подачи.
В отличие от интегральных схем (ИС), он не имеет активной работы, когда малая мощность усиливается для постоянного вывода мощности. С тем же успехом вы могли бы рассматривать конденсатор как простую деталь для приема и подачи электроэнергии. Однако, что более важно, такие пассивные компоненты являются незаменимыми частями для точного функционирования активных компонентов.
Три пассивных компонента также называются LCR, что означает катушка, конденсатор и сопротивление.
Состоит из двух металлических пластин и изолятора, базовая модель конденсатора
[Рис.1] Базовая структура конденсатора
Конденсатор состоит из изолятора и двух металлических пластин, прикрепленных к изолятору с обеих сторон. Изоляторы не проводят ток. Изолятор, используемый для конденсаторов, называется диэлектриком. Пока электричество течет, положительные и отрицательные заряды передаются внутри проводника.
Заряженный электричеством, поток заряда запускается, но он блокируется, так как между металлическими пластинами находится изолятор. Затем заряды строятся только на одной из двух металлических пластин. Между тем, другая металлическая пластина, прикрепленная к изолятору, имеет противоположный заряд.
Таким образом, конденсаторы имеют структуру, позволяющую накапливать электричество между двумя металлическими пластинами. В качестве материалов изолятора используются газы, масла, керамика и смола. Что касается форм металлических пластин, существует большое разнообразие типов с параллельными пластинами, обертыванием фольгой, многослойными и так далее. Количество накопленных зарядов, а также поддерживаемые частоты различаются в зависимости от типа изоляторов или конструкции конденсаторов. Итак, необходимо выбрать подходящий конденсатор, отвечающий вашим требованиям.
Важность конденсаторов
В принципе конденсаторов есть две важные части.
- Хранение электрического заряда (электричества)
- Переменный ток течет, но не постоянный.
Подробнее о хранении электроэнергии см. в упомянутой выше базовой структуре конденсатора.
Поскольку электрический заряд накапливается между металлическими пластинами, передача электрического заряда прекращается, что приводит к остановке постоянного тока. Однако, другими словами, пока конденсаторы не будут полностью заряжены, даже постоянный ток может протекать в течение короткого периода времени. В случае переменного тока направление тока переключается с определенным интервалом, а затем заряжается и разряжается конденсатор. Таким образом, электричество выглядит как проходящее через конденсатор.
Соответственно, чем выше частота переменного тока, тем легче проходит через конденсаторы. Таким образом, конденсаторы играют три важные роли в электронной схеме.
1) Зарядка и разрядка электрических зарядов
Конденсаторы могут заряжаться и разряжаться из-за структуры. Благодаря электрическому заряду и разряду конденсаторы также могут использоваться в качестве источника питания. Вспышки фотоаппаратов используют эту особенность конденсаторов.
Для того, чтобы иметь сильное светоизлучающее, к нему должно быть немедленно приложено высокое напряжение. Между тем такого высокого напряжения в цепи для работы камеры не требуется. Затем существует подходящая конструкция конденсатора, в которой такое сильное излучение света обеспечивается за счет мгновенного разряда электрического заряда, накопленного в конденсаторе.
2) Поддержание напряжения на одном уровне
Помимо вышеуказанной функции, конденсаторы также имеют функцию поддержания напряжения на определенном уровне. Конденсаторы полезны для уменьшения пульсаций напряжения. При подаче на параллельную цепь высокого напряжения конденсатор заряжается, а с другой стороны, разряжается при низком напряжении.
В то время как электрический ток представляет собой переменный ток, большинство электронных схем работают с постоянным током. Следовательно, переменный ток преобразуется в постоянный через схему выпрямителя, которая преобразует переменный ток в постоянный, но преобразованный постоянный ток представляет собой нестабильный ток с пульсациями на этом этапе. Чтобы справиться с этим, используется конденсатор, который корректирует пульсации и поддерживает постоянное напряжение.
3) Удаление шума
С точки зрения шумоподавления, функция конденсатора с протеканием переменного тока, но постоянного тока полезна для устранения шума. В целом, поскольку шум постоянного тока представляет собой высокочастотную составляющую переменного тока, он имеет тенденцию легко проходить через конденсатор.
Посредством включения ответвленной цепи между входом и выходом формируется земля для подключения к конденсатору.После этого составляющая переменного тока проходит только через конденсатор, а затем постоянный ток течет по выходной цепи.
Типы конденсаторов
Алюминиевый электролитический конденсатор Конденсатор изготовлен из алюминия и другого металла. Поскольку оксидная пленка блокирует электричество, ее используют в качестве диэлектрического материала, формируя на поверхности алюминия. Этот тип конденсатора предлагает большую емкость по доступной цене. Поэтому он широко используется в качестве конденсатора большой емкости. Однако у него есть слабые места, такие как плохие частотные характеристики, большие размеры, потеря диэлектрика из-за утечки жидкости. Танталовый конденсатор В конденсаторе используется тантал в качестве анода и пятиокись тантала в качестве диэлектрического материала. Он имеет относительно большую емкость, но меньше по размеру, чем алюминиевый электролитический конденсатор. Кроме того, конденсатор превосходит алюминиевый конденсатор по характеристикам тока утечки, частотным характеристикам, конденсаторам и температурным характеристикам. Электрический двухслойный конденсатор Электрические двухслойные конденсаторы имеют чрезвычайно большую емкость. Это от 1000 до 10000 раз больше, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов, и его можно использовать многократно в течение длительного периода без ограничений, таких как количество циклов заряда/разряда. Воспользовавшись уникальной особенностью, конденсатор можно использовать многократно. Электрические двухслойные конденсаторы имеют электрические заряды, ориентированные на границе электролита и электрода, что называется «двойным электрическим слоем» размером с одну молекулу. Слой используется в качестве диэлектрического материала двухслойных конденсаторов. Цена электрических двухслойных конденсаторов относительно высока по сравнению с другими конденсаторами. Керамический конденсатор Конденсаторы в основном делятся на три типа в зависимости от типа керамики, используемой в качестве диэлектрических материалов: с низкой диэлектрической проницаемостью, с высокой диэлектрической проницаемостью и полупроводникового типа. Основной особенностью конденсатора является то, что увеличение напряжения изменяет его емкость. Небольшой конденсатор термостойкий, хотя он хрупкий и может треснуть или сломаться. Пленочный конденсатор В этом типе в качестве диэлектрического материала используются такие пленки, как полиэстер и полиэтилен. Полиэфирные, полипропиленовые и другие пленки зажаты между электродными фольгами с обеих сторон и свернуты в цилиндрическую форму. Неполярный конденсатор большего размера, чем керамический, имеет высокое сопротивление изоляции и отсутствие электрических потерь. Он также обеспечивает высокую надежность с отличными характеристиками по частоте и температуре. Слюдяной конденсатор Конденсатор использует слюду, природный минерал, в качестве диэлектрического материала. Слюда идеально подходит для изготовления конденсатора, так как обладает высокими диэлектрическими свойствами и ее можно отслаивать. Слюдяные конденсаторы обладают отличными характеристиками, такими как сопротивление изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь, частотные и температурные характеристики, хотя у них есть некоторые недостатки, заключающиеся в том, что они являются дорогими и крупногабаритными.
Для получения дополнительной информации о типах конденсаторов перейдите по ссылке ниже.
Типы конденсаторов. Базовые знания компонентов
Статьи по теме
Рекомендуемые продукты
Источники питания постоянного тока, высоковольтные источники питания и системы рентгеновского контроля Matsusada Precision представляют собой лучшие решения для тестирования конденсаторов и электрических компонентов по всему миру.
Читайте также: