Jak fungují keramické kondenzátory a elektrolytické kondenzátory
V procesu návrhu obvodu se pro filtrování používají kondenzátory. Někdy se používají elektrolytické kondenzátory a někdy keramické kondenzátory. Někdy se používá obojí. Chtěl bych se zeptat: jakou roli hraje použití elektrolytických kondenzátorů? Jaká je funkce použití běžných keramických kondenzátorů? Jak vypočítat velikost jeho kapacity? Jak vybrat a určit výdržné napětí elektrolytických kondenzátorů? V jakých případech by měly být použity elektrolytické kondenzátory, v jakých případech by měly být použity keramické kondenzátory a ve kterých případech by měly být použity oba? Ve staré verzi analogové e-knihy bylo zmíněno, že existuje speciální vzorec pro výpočet velikosti hodnoty kondenzátoru, ale některé integrované obvody a podobně mají předpisy o tom, jak přizpůsobit kondenzátor ve svém datovém listu, doufám, že to dokáže pomoci ti.
Elektrolytické kondenzátory a keramické kondenzátory se obecně používají mezi napájením integrovaného obvodu a zemí, aby hrály filtrační roli. Keramické kondenzátory se používají samostatně pro oddělení. Jeho použití je obecně vysvětleno v IC. Relevantní, vezměte 0.01uf pro keramiku.
Pokud chci vyměnit určitý kondenzátor za jiný, musím vyhovět kapacitě i výdržnému napětí? Někdy je těžké najít to nejlepší z obou světů. Je možné se v tuto chvíli jednoho z nich vzdát?
Rozsah filtračních kondenzátorů je příliš široký, zde je krátký rozhovor o výkonovém bypassovém (oddělovacím) kondenzátoru.
Výběr filtračního kondenzátoru závisí na tom, zda jej používáte v místním nebo globálním napájení. Pro místní napájení má hrát roli přechodného napájení. Proč přidávat kondenzátory k napájení? Je to proto, že aktuální požadavek zařízení se rychle mění s požadavkem na řízení (jako je řadič DDR) a při diskuzi ve vysokofrekvenčním rozsahu je třeba vzít v úvahu distribuční parametry obvodu. Díky existenci rozložené indukčnosti je zabráněno razantní změně proudu a snižuje se napětí na napájecím pinu čipu - tedy vzniká šum. Napájecí zdroj se zpětnou vazbou má navíc reakční dobu - to znamená, že nebude provádět úpravy, dokud po určitou dobu nedojde ke kolísání napětí (obvykle úroveň ms nebo us). Pro aktuální změnu poptávky úrovně ns tvoří tento druh zpoždění také skutečný šum. Úlohou kondenzátoru je proto poskytovat cestu s nízkou indukční reaktancí (impedancí), aby uspokojil rychlé změny aktuální poptávky.
Na základě výše uvedené teorie by se výpočet kapacity měl vypočítat podle energie, kterou může kondenzátor poskytnout pro změnu proudu. Při výběru typu kondenzátoru je třeba vzít v úvahu jeho parazitní indukčnost – to znamená, že parazitní indukčnost by měla být menší než rozložená indukčnost napájecí cesty.
Diskuse o problémech musí začít od podstaty. Za prvé, pravděpodobně víte, že kondenzátory jsou stejnosměrnou izolací, zatímco induktory jsou naopak. Všechny jsou založeny na základních principech. V této době má kondenzátor dvě nejběžnější funkce. Jedním z nich je izolovat DC mezi póly. Někteří lidé mu také říkají vazební kondenzátor, protože izoluje stejnosměrný proud, ale musí propouštět střídavé signály. Dráha stejnosměrného proudu je omezena mezi několika stupni, což může zjednodušit velmi komplikovaný výpočet pracovního bodu, a druhým je filtrování. V podstatě tyto dva. Jako vazba není hodnota kondenzátoru striktně vyžadována, pokud jeho impedance není příliš velká, takže útlum signálu je příliš velký.
Ale u toho druhého je potřeba to zvážit z hlediska filtru. Například filtrování napájecího zdroje na vstupním konci vyžaduje odfiltrování nízkofrekvenčního (jako je napájecí frekvence) šumu a vysokofrekvenčního šumu, takže je potřeba jej používat současně. Velké kondenzátory a malé kondenzátory. Někteří lidé řeknou, s velkým kondenzátorem, proč potřebujete malý? Je to proto, že velká kapacita, velká indukčnost kvůli velké desce a konci kolíku, nefunguje pro vysoké frekvence. Malé kondenzátory jsou pravý opak. Velikost lze použít k určení kapacity. Pokud jde o výdržné napětí, musí být vždy splněno, jinak exploduje. I u neelektrolytických kondenzátorů někdy nevybuchne a také se sníží jeho výkon. Je toho příliš na řeč, pojďme si o tom nejdřív promluvit. Jsou to všechny funkce filtrování. Hliníkový elektrolytický kondenzátor má poměrně velkou kapacitu a používá se především k eliminaci nízkofrekvenčního rušení. Kapacita je asi 1mA proudu, což odpovídá 2~3μf, pokud je požadavek příliš vysoký, 1mA může odpovídat 5~6μf. K odfiltrování vysokofrekvenčních signálů se používají nepolární kondenzátory. Většinu času se používá samostatně, používá se k odstranění lotosového kořene. Někdy může být použit paralelně s elektrolytickými kondenzátory. Vysokofrekvenční charakteristiky keramických kondenzátorů jsou lepší, ale při určité frekvenci (asi 6MHz, přesně si to nepamatuji) kapacita rapidně klesá.
Úloha elektrolytických kondenzátorů a opatření pro použití
1. Úloha elektrolytických kondenzátorů v obvodech
1. Filtrační efekt. V napájecím obvodu obvod usměrňovače mění střídavý proud na pulzující stejnosměrný proud a za obvod usměrňovače je připojen velkokapacitní elektrolytický kondenzátor a usměrněné pulzující stejnosměrné napětí se stává Relativně stabilním stejnosměrným napětím. V praxi, aby se zabránilo změnám napájecího napětí každé části obvodu v důsledku změn zátěže, jsou na výstupní konec napájecího zdroje a vstupní konec napájecího zdroje obecně připojeny elektrolytické kondenzátory o desítkách až stovkách mikrofaradů. zatížení. Protože velkokapacitní elektrolytické kondenzátory mají obecně určitou indukčnost a nedokážou účinně odfiltrovat vysokofrekvenční a pulzní rušivé signály, je na obou koncích paralelně zapojen kondenzátor s kapacitou 0.001--0.lpF k odfiltrování vysokofrekvenčních signálů. a pulzní rušení.
2. Vazební efekt: V procesu přenosu a zesílení nízkofrekvenčních signálů, aby se zabránilo vzájemnému ovlivňování statických pracovních bodů předního a zadního obvodu, se často používá kapacitní vazba. Aby nedocházelo k nadměrné ztrátě nízkofrekvenčních složek v signálu, používají se obecně elektrolytické kondenzátory s větší kapacitou.
Za druhé, metoda posouzení elektrolytického kondenzátoru
Mezi běžné závady elektrolytických kondenzátorů patří snížení kapacity, vymizení kapacity, zkrat a netěsnost. Změna kapacity je způsobena postupným vysycháním elektrolytu uvnitř elektrolytického kondenzátoru během používání nebo umístění, přičemž se obecně přidává porucha a únik. Napětí je příliš vysoké nebo samotná kvalita není dobrá. Posuzování kvality napájecího kondenzátoru se obecně měří pomocí souboru odporu multimetru. Specifická metoda je: zkratujte dva kolíky kondenzátoru k vybití a použijte černý testovací vodič multimetru k připojení kladné elektrody elektrolytického kondenzátoru. Červený testovací vodič je připojen k zápornému pólu (u analogového multimetru je testovací vodič intermodulován při měření digitálním multimetrem). Normálně by se testovací jehla měla otočit ve směru malého odporu a poté se postupně vrátit do nekonečna. Čím větší je výkyv jehly nebo čím nižší je rychlost návratu, tím větší je kapacita kondenzátoru a naopak, tím menší je kapacita kondenzátoru. Pokud se ukazatel někde uprostřed nezmění, znamená to, že kondenzátor uniká. Pokud je hodnota indikace odporu malá nebo nulová, znamená to, že kondenzátor byl rozbitý a zkratovaný. Protože napětí baterie používané multimetrem je obecně velmi nízké, je přesnější měřit kondenzátor s nízkým výdržným napětím. Když je výdržné napětí kondenzátoru vysoké, ačkoli je měření normální, může při přidání vysokého napětí dojít k úniku nebo šoku. fenomén opotřebení.
3. Bezpečnostní opatření pro použití elektrolytických kondenzátorů
1. Protože elektrolytické kondenzátory mají kladnou a zápornou polaritu, nelze je při použití v obvodech připojit obráceně. V napájecím obvodu je kladný pól elektrolytického kondenzátoru připojen k výstupní svorce napájecího zdroje, když je na výstupu kladné napětí, a záporný pól je připojen k zemi; když je na výstupu záporné napětí, je záporný pól připojen k výstupní svorce a kladný pól je uzemněn. Při přepólování filtračního kondenzátoru v napájecím obvodu se výrazně sníží filtrační účinek kondenzátoru, jednak kolísá výstupní napětí napájecího zdroje a jednak elektrolytický kondenzátor, který je ekvivalentní rezistoru, zahřívá se v důsledku obráceného napájení. Když zpětné napětí překročí určitou hodnotu, zpětný svodový odpor kondenzátoru bude velmi malý, takže kondenzátor na krátkou dobu po zapnutí praskne a poškodí se v důsledku přehřátí.
2. Napětí přivedené na oba konce elektrolytického kondenzátoru nesmí překročit jeho povolené pracovní napětí. Při návrhu vlastního obvodu by měla být vyhrazena určitá rezerva podle konkrétní situace. Při návrhu filtračního kondenzátoru regulovaného zdroje, pokud je střídavé napájecí napětí 220~ Usměrněné napětí sekundáru transformátoru může dosáhnout 22V. V tomto okamžiku může elektrolytický kondenzátor s výdržným napětím 25V obecně splňovat požadavky. Pokud však napájecí napětí střídavého proudu velmi kolísá a může vzrůst na více než 250 V, je nejlepší zvolit elektrolytický kondenzátor s výdržným napětím vyšším než 30 V.
3. Elektrolytické kondenzátory by neměly být v blízkosti vysoce výkonných topných prvků v okruhu, aby se zabránilo rychlému vysychání elektrolytu v důsledku zahřívání.
4. Pro filtraci signálů s kladnou a zápornou polaritou lze zapojit dva elektrolytické kondenzátory do série se stejnou polaritou jako nepolární kondenzátor.
Jak používat multimetr k měření kapacity?
Pomocí multimetru změřte kapacitu. Viz přiložený obrázek: K detekci kapacity lze použít multimetr typu pointer. Základem je, že elektrická bariéra multimetru je ekvivalentní stejnosměrnému zdroji s vnitřním odporem a kapacitu lze nabíjet. Postupem času se napětí na kondenzátoru postupně zvyšuje. Nabíjecí proud postupně klesá, až dosáhne nuly. Kroky
1. Zvolte vhodný převod pro elektroblok. Obecně platí, že pokud je kapacita nižší než 0.01uF, zvolte převod x10k; o 1-10uF, zvolte X1k gear; nad 47uF vyberte převod x100 nebo x10.
2. Při každém testu zkratujte kondenzátor drátem a po vybití proveďte další test.
3. Elektrolytické kondenzátory mají polaritu a kladná elektroda má při použití vyšší potenciál než záporná elektroda. Protože je černý testovací vodič připojen ke kladné elektrodě baterie v hodinkách, je černý testovací vodič připojen ke kladné elektrodě elektrolytického kondenzátoru a červený testovací vodič je připojen k záporné elektrodě kondenzátoru. Dobrý kapacitní výkon spočívá v tom, že se ukazatel během detekce vychýlí - dolů a poté se postupně vrátí do polohy mechanické nuly (to znamená, že odpor je nekonečný).
Výchylka ručičky souvisí s elektrickou kapacitou a elektrickou závorou a čím větší kapacita, tím větší výchylka. V praxi dbejte na pravidla a shromažďujte data. Metodou seřízení mechanické nuly hlavy měřiče je použití plochého šroubováku k vyrovnání zářezu pro seřízení mechanické nuly na hlavě měřiče, když pero měřiče není zkratované, ani k měření žádného zařízení, a otáčením doleva a doprava vytvoříte měřidlo ukazatel na nulu. Výkon kondenzátoru, který ztratil svou kapacitu, spočívá v tom, že detekční ukazatel není vychýlen a není třeba jej vybíjet. Výkon kondenzátoru, který ztrácí část kapacity, spočívá v tom, že ve srovnání se standardním kondenzátorem není vychýlení ukazatele na místě. Lze to posoudit podle zkušeností nebo podle standardního kondenzátoru stejné kapacity a podle maximální amplitudy výkyvu ukazatele.
Referenční kondenzátor nemusí mít stejnou hodnotu výdržného napětí, pokud je kapacita stejná. Například pro odhad kondenzátoru 100uF/250V lze nejprve použít jako referenční kondenzátor 100uF/25V, pokud je maximální amplituda výkyvu ukazatele stejná, lze dojít k závěru, že kapacita je stejná. Výkon svodové kapacity spočívá v tom, že se ukazatel nemůže vrátit do polohy mechanické nuly (to znamená, že odpor je nekonečný). Je třeba poznamenat, že dochází k úniku větších nebo menších elektrolytických kondenzátorů, úniku nízkého výdržného napětí je velký a úniku vysokého výdržného napětí je malý; použijte x10k k měření úniku a pomocí bloku pod xlk změřte únik, abyste zjistili, zda je kondenzátor netěsný.
U kondenzátorů nad 1000uF můžete pomocí bloku Rxl0 nejprve rychle nabít a nejprve odhadnout kapacitu kondenzátoru a poté přejít na blok Rxlk a chvíli pokračovat v měření. V tomto okamžiku by se ukazatel neměl vrátit, ale měl by se zastavit v nekonečnu nebo velmi blízko k němu, jinak může dojít k úniku. U některých kondenzátorů pod desítky mikrofaradů po úplném nabití bloku Rxlk použijte k pokračování měření blok Rx10k a ručička by se měla zastavit v nekonečnu a nevracet se. S výjimkou elektrolytických kondenzátorů je výdržné napětí keramických, polyesterových, metalizovaných papírových a monolitických kondenzátorů vyšší než 40V. Otestujte multimetrem, bez ohledu na to, který blok, dobrý kondenzátor by neměl unikat. Pro měření malokapacitních kondenzátorů pomocí multimetru lze použít zesilovací efekt křemíkových triod NPN s nízkým výkonem a způsob je znázorněn na obrázku 1(f). Použijte odpor Rxlk k zablokování, černý testovací vodič je připojen ke kolektoru, červený testovací vodič je připojen k emitoru, dotkněte se malého kondenzátoru kolektoru a ukazatel by se měl vychýlit. Princip spočívá v tom, že když je kondenzátor nabitý, nabíjecí proud vhání proud báze do báze a tento proud je triodou zesílen a vychýlení ukazatele je patrnější.
