Конденсатор как подобрать: Расчёт ёмкости конденсатора онлайн / Калькулятор / Элек.ру

Разновидности конденсаторов пуска

Маломощные электродвигатели, работающие от 200-400 В не нуждаются в установке дополнительного конденсатора пуска. Дело в том, что в каждом устройстве конденсатор уже заранее установлен.

Для слабых по мощности двигателей его достаточно, а вот для того, чтобы работали устройства с повышенной мощностью потребуется дополнительный внешний пусковой конденсатор.

Конденсаторы для асинхронных электродвигателей необходимо подбирать опытным путем, проверяя каждый.

Такой прибор устанавливается параллельно к уже имеющемуся. На некоторое время при разгоне двигателя его оставляют включенным.

Включение и дальнейшая работа конденсатора возможна только при зажатой кнопке пуска. После разгона обязательно потребуется выключить конденсатор, так как при его постоянной работе двигатель будет крутиться на полную мощность.

А при обыкновенной домашней сети с одной фазой это приведет к перегреву и выходу из строя оборудования.

Видов конденсаторов для электродвигателя в настоящее время существует три:

Полярные. Данный вид способен работать только при постоянной подаче тока. Переменное питание быстро выведет из строя электродвигатель.

Неполярные. Они более популярны за счет разнообразных условий работы. То есть такие конденсаторы можно устанавливать и при постоянном токе и при переменном.

С электролитом. Данный вариант конденсатора электродвигателя имеет обычно небольшую емкость и наиболее подходящим вариантом они послужат в использовании к низкочастотным электродвигателям.

Как подобрать конденсатор для двигателя

При выборе конденсатора на трехфазный двигатель важно помнить о том, что мощность в нем должна иметь десятки и сотни микрофарад.

Но электролитические конденсаторы с такой целью выбирать не рекомендуется.

Для них понадобится однополярное подключение, а это потребует установки дополнительного оборудования.

Кроме того, данный вариант может привести к быстрому выходу двигателя из строя в связи с перегревом.

Так же необходимо уметь отличать рабочий конденсатор от пускового. Первый вариант работает на протяжении всего цикла действий двигателя, а второй только помогает ему запуститься.

Рабочий не стоит выбирать, так как его мощность вдвое меньше чем у пускового.

При правильно сделанном выборе конденсатора его рабочие показатели повысятся.

Кроме того, конденсатор, подходящий к двигателю позволит значительно продлить жизнь мотора.

Как подключать конденсаторы

Подключение любого вида конденсаторов должно производиться по точной схеме. Рабочий конденсатор подключается снизу, а пусковой выше параллельно ем.

Кроме того, важно не забыть подключить кнопку пуска, при этом следите за последовательностью проводов.

При помощи такой схемы можно подключать и конденсаторы на проверку. При суммировании мощностей рабочего и пускового конденсаторов будет получаться, что мощность меняется.

Здесь уже требуется наблюдать за состоянием работы непосредственно самого электродвигателя. Если он работает хорошо, то выбрана нужная мощность.

Также можно подключать последовательно несколько конденсаторов пускового типа и смотреть за двигателем.

Как только определена точка нормальной работы, суммируете мощность всех подключенных тестеров и покупать уже следует с общей мощностью. Только так будет понятно, как выбрать конденсатор для электродвигателя.

Фото советы как выбрать конденсатор для электродвигателя

Как выбрать конденсатор для микросхемы

Это все из-за индуктивности:

Скажем, ваш микроконтроллер потребляет ток питания, который увеличивается с 1 мА до 11 мА за 5 нс, а затем обратно до 1 мА каждый раз, когда обрабатывает инструкцию.

ди / дт = 10 мА / 5 нс = 2 000 000 А / с

Теперь напряжение на катушке индуктивности равно v = L di / dt, а след от источника питания до микроконтроллера имеет, скажем, индуктивность 50 нГн …

v = L di / dt = падение напряжения 100 мВ.

Хорошо, он еще не падает, потому что это медленный микро, не использует много тока . .. но более быстрый микро или другой чип, потребляющий более быстрые / большие пики тока, должен получать энергию от источника низкой индуктивности чтобы избежать падения напряжения, когда он потребляет импульсы тока, а конденсатор, расположенный рядом, является хорошим способом для достижения этого.

Не менее важным является тот факт, что конденсатор удерживает шумовой ток, потребляемый вашим микроустройством, в небольшой локальной петле.

Эффективность петлевой антенны пропорциональна площади, поэтому количество излучаемого шума будет намного меньше, когда конденсатор находится рядом.

Кроме того, если у вас есть другие компоненты, скажем, операционный усилитель в том же источнике питания, тогда конденсатор в микро предотвратит шум микросхемы, который может испортить питание операционного усилителя, что приводит к некоторому мусору на выходе …

Итак, вот вам, заглавные буквы:

• целостность питания: колпачки служат для локального питания током высокого и низкого напряжения
• EMI: уменьшить площадь рамочной антенны
• ЭМС: держите шум вдали от других чувствительных устройств

Теперь, как выбрать значение:

• Рулон 100x 25V 0805 X7R стоит 1,40 евро за 100 нФ и 5,40 евро за 1 мкФ. Таким образом, купить рулон 100 1 мкФ.
• Каждый раз, когда вам нужно подключить развязывающий конденсатор к вашей схеме, помните, что если вы потратите 10 минут на чтение таблицы данных и обнаружите, что 100 нФ сработает, то есть вы просто потеряли 10 минут и сэкономили 4 цента, если строите только один блок …
• Я просто вставил 1 мкФ, гарантированно работать каждый раз. Кроме того, он меньше звонит, лучше работает с электролизерами с низким ЭПР и т. Д.
• Кроме того, я использую колпачки 25 В, поэтому мне нужно иметь только одно значение для 3,3 В до 15 В …

Как правильно выбрать конденсатор для сабвуфера

Сабвуфер для машины — это акустическая система, которая функционирует для произведения низких частот звукового диапазона. Автомобильный сабвуфер повышает качество звука, уменьшает нагрузку на колонки.

В нынешнее время практически каждый водитель оборудует свою машину музыкальными устройствами. Нередко можно увидеть на улице потрепанную шестёрку, из окон которой звучит современная музыка в отличном качестве. Чтобы получить качественное звучание музыки в машине с низкочастотным звуком, необходимы или огромные колонки, которые не всегда смогут дать насладиться низкочастотными басами, или же, как альтернатива, сабвуфер. Сейчас даже самые простые аудиосистемы для автомобиля нередко укомплектованы внешним усилителем звука. Для улучшения звука автомобилисты используют конденсаторы сабвуфера в машину.

Многие автолюбители ставят в своем авто качественную акустику

Зачем нужен конденсатор для сабвуфера

Любители громкой, качественной музыки с мощными басами часто сталкиваются с проблемой, когда возникают провалы звука в определённых ситуациях. Не надо в таких случаях грешить на поломку сабвуфера или колонок.

Давайте вернёмся к школьным урокам физики где-то в седьмой класс. Автомобильный сабвуфер, при воспроизведении мощнейшего баса, кратковременно может потребить ток, который не в силах предоставить даже самый сильный аккумулятор. Провода, соединяющие сабвуфер и усилитель, даже если они очень толстые, имеют сопротивление, которое в пик сигнала приводит к снижению напряжения. В эти моменты и происходят так званые провалы звука. Именно в такие моменты и необходим конденсатор для сабвуфера. Он представляет собой электролитический мощное устройство большой ёмкости, которое параллельно подключается к усилителю и аккумулятору автомобиля. При параллельном соединении узлов в пики возрастания тока устройство забирает на себя избыточное напряжение, что помогает сгладить так званые провалы сабвуфера. За счёт очень низкого внутреннего сопротивления самого конденсатора, он в доли секунды заряжается и принимает на себя последующие скачки напряжения.

Исходя из вышесказанного, конденсатор для сабвуфера защищает сам автомобильный сабвуфер от скачков тока, что может стать причиной его поломки, а также сглаживает провалы звука и уменьшает искажения.

Параметры для выбора конденсатора

Рассмотрим основные критерии, которые влияют на качество работы конденсатора.

1. Мощность. Это первый и главный параметр для выбора. Необходимо покупать устройство, мощность которого будет равна количеству киловатт системы. То есть, если у вас система мощностью пять киловатт, то прибор должен иметь ёмкость не меньше пяти фарад. Специалисты советуют брать устройства ёмкостью немного больше, чем мощность системы.
2. Разъёмы. Их рабочее напряжение должно достигать двадцати четырёх вольт. Чтобы максимально уменьшить сопротивляемость току, разъёмы фактически всех устройств имеют позолоту.
3. Комплектация. Проверьте, чтобы в комплектацию входили все требующиеся для установки прибора элементы. Конденсатор от усилителя должен устанавливаться на расстоянии не больше чем на пятьдесят сантиметров.
4. Скорость зарядки и отдачи заряда. Эти характеристики зависят от того, насколько качественное устройство вы приобретаете. Воздержитесь от покупки подделок и самодельных конденсаторов.
5. Функция управления зарядом. Эта функция присутствует в более дорогих моделях, но устройства такого плана обезопасят проводку вашего автомобиля. Если прибор, который вы приобрели, не имеет такой функции, то перед установкой его необходимо подзарядить.
6. Цифровой вольтметр и световая индикация. С помощью вольтметра можно контролировать напряжение устройства. Световые индикаторы показывают уровень заряда прибора.

Для того чтобы покупка радовала вас качественным звуком, необходимо покупать продукцию в сертифицированных магазинах, которые специализируются на продукции автомобильной акустики.

Краткий обзор моделей конденсаторов

С предоставленной информации понятно, что конденсаторы отличаются ёмкостью, набором функций, комплектацией. Соответственно и ценовая категория приборов колеблется от порядка сорока долларов за единицу товара и может достигать трехсот долларов за устройство.

Autofun CAP-10 — один из самых простых и доступных приборов. Стоимость около сорока долларов, ёмкость устройства 1 фарад, рабочая температура до 95 градусов. Пользуется спросом у покупателей за счёт привлекательной цены.

Autofun CAP-10

Конденсаторы торговой марки Hollywood также пользуются спросом у покупателей. Ценовой диапазон моделей этой марки от пятидесяти долларов до двухсот за единицу товара, в зависимости от ёмкости устройства и дополнительных функций.

Конденсатор торговой марки Hollywood

Signat ECC1 — прибор небольшого размера, хотя имеет привлекательные характеристики. Ёмкость — 1 фарад, цена около двухсот пятидесяти условных единиц.

Signat

Brax IPC — разумный силовой конденсатор, цена которого более трехсот долларов. Этот прибор имеет сверхмощные электрические характеристики, принцип работы основан на автоматике. Внутреннее сопротивление в конденсаторе практически отсутствует.

Brax IPC

И ещё одно правило. Для устройств характерной особенностью является соответствие цены и качества прибора. Чем дороже товар вы приобретаете, тем более надёжным он будет в эксплуатации.

Конденсаторы для сабвуфера очень просты в установке, потому не потребуется помощь специалиста. Вы сами можете справиться с этой задачей, следуя простым инструкциям к устройству.

Выбор и использование блокировочных конденсаторов

Добавлено 11 октября 2018 в 00:06

Сохранить или поделиться

Правильный выбор компонентов и тщательная компоновка печатной платы являются неотъемлемой частью развязки питания.

Емкость: сколько достаточно?

В конце предыдущей статьи мы представили идею о том, что эффективность конкретного конденсатора как части схемы блокировки (обхода источника питания) зависит от двух его неидеальных характеристик, а именно от эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) и эквивалентной последовательной индуктивности (ESL). На самом деле, оказывается, что точная емкость компонента не особенно важна в контексте блокировки источника питания. Вот почему производители микросхем могут с уверенностью предлагать одну ту же рекомендацию – «керамический конденсатор 0,1 мкФ на каждом выводе питания» – для широкого спектра аналоговых и цифровых микросхем. Почему важность емкости относительно незначительна? Напомним, что емкость – это просто отношение заряда, хранящегося на пластинах конденсатора, к напряжению на конденсаторе.

\[C = { Q \over V}\]

Таким образом, емкость говорит вам, сколько заряда конденсатор может хранить на вольт на конденсаторе. Если полностью заряженные конденсаторы 10 мкФ и 0,1 мкФ находятся параллельно между шинами земли и 5В, больший конденсатор имеет заряд 50×10^-6 кулонов (10×10^-6 кулонов на вольт), а меньший – 0,5×10^-6 кулонов (0,1×10^-6 кулонов на вольт).

Насколько величина заряда связана с применением конденсаторов в качестве блокировочных? Давайте посмотрим: ток (в амперах) определяется как количество заряда (в кулонах), проходящее через проводник в единицу времени (в секундах). Другой способ выразить это – через производную:

\[I = {dQ\over dt}\]

Следовательно, ток является скоростью изменения заряда во времени. Это означает, что если мы проинтегрируем ток по времени, то получим общий заряд:

\[\int I dt = Q\]

Теперь давайте вернемся к промоделированным пульсациям питания, о которых говорилось в предыдущей статье. В цепи с 8 инверторами и паразитной индуктивностью 1 нГн, включенной последовательно с внутренним сопротивлением источника питания, генерируются следующие пульсации тока:

LTspice не дает нам реального интегрирования, но мы можем вычислить его, умножив средний ток (26,3 мкА) на интервал (114 мкс – 98 мкс = 16 мкс). Таким образом, общий заряд, необходимый для компенсации этого возмущения, составляет 26,3 мкА × 16 мкс = 4,2×10^-10 кулонов. Это примерно в 1000 раз меньше заряда, чем мы хранили на нашем конденсаторе 0,1 мкФ.

Это моделирование очень упрощено – количество требуемого заряда будет зависеть от числа инверторов в микросхеме, электрических характеристик транзисторов и так далее. Тем не менее, мы всё же можем заключить на основе этих расчетов, что один конденсатор емкостью 0,1 мкФ может хранить намного больше заряда, чем требуется для компенсации высокочастотных импульсов тока, генерируемых цифровым переключением. И это, в свою очередь, демонстрирует, почему точная емкость блокировочного конденсатора не особенно важна: до тех пор, пока конденсатор может хранить достаточный заряд, значение емкости подходит. Оказывается, что 0,1 мкФ является удобным значение, но конденсатор 1 мкФ, или даже 0,01 мкФ, могут быть одинаково подходящими по емкости.

Итак, теперь у нас есть еще один вопрос: ясно, что конденсатор на 10 мкФ обеспечит более чем достаточное пространство для заряда для требований блокировки, так зачем заморачиваться с конденсатором 0,1 мкФ? Это возвращает нас к обсуждению ESR и ESL.

Секретная жизнь конденсатора

Как показывает следующая эквивалентная схема, внутри конденсатора происходит гораздо больше, чем просто емкость:

Для данного обсуждения нам не нужно беспокоиться о Rпар (который учитывает ток утечки через диэлектрик) или Rдп и Cдп (которые вместе учитывают диэлектрическое поглощение). Таким образом, мы имеем следующую упрощенную эквивалентную схему:

Проблема здесь должна быть очевидна. Наш блокировочный конденсатор предназначен для быстрого обеспечения током во время переходных возмущений на линии питания, но теперь у нас есть две составляющие, которые препятствуют протеканию тока: резистор, который представляет собой фиксированный импеданс независимо от частоты, и индуктивность, которая представляет увеличивающийся импеданс по мере увеличения частоты. На этом этапе важно понять, что ESR и ESL определяются главным образом «типом» конденсатора (керамика, тантал, полимер и т. д.) и корпусом. Керамические конденсаторы наиболее популярны при использовании в качестве блокировочных, поскольку они показывают низкие ESR и ESL (а также они недороги). Следующие в очереди, танталовые конденсаторы показывают умеренные значения ESR и ESL вместе с большим отношением емкости к размеру, и поэтому они используются в качестве больших блокировочных конденсаторов, предназначенных для компенсации низкочастотных колебаний на линии питания. Как для керамических, так и для танталовых конденсаторов более крупные корпуса обычно соответствуют более высоким ESL. В следующей таблице, взятой из технического отчета, опубликованного компанией AVX Corporation, перечислены ESL для разных корпусов поверхностного монтажа:

Учитывание ESR при проектировании довольно просто: конденсаторы с малой емкостью, предназначенные для работы с высокочастотным шумом линии питания, должны иметь низкое значение ESR. Однако фактор ESL несколько сложнее. На следующем графике показан импеданс керамического конденсатора 0,1 мкФ размером 0603 с ESL 850 пГн и ESR 50 мОм:

Как обсуждалось в предыдущей статье, блокировочный конденсатор должен обеспечивать путь с низким импедансом, который позволяет высокочастотному шуму «обходить» микросхему на своем пути к узлу земли на схеме. Идеальный конденсатор легко выполнил бы это, так как импеданс конденсатора уменьшается по мере увеличения частоты. Но приведенный выше график говорит о другом: на определенной частоте ESL начинает доминировать над емкостью, поэтому импеданс начинает увеличиваться по мере увеличения частоты. Теперь давайте представим, что вместо керамического конденсатора мы решили использовать танталовый конденсатор 1 мкФ с ESL 2200 пГн и ESR 1,5 Ом:

Импеданс танталового конденсатора сначала меньше, чем у керамического, из-за его более высокой емкости, но эффект более высоких ESR и ESL приводит к тому, что импеданс достигает минимума на 100 кГц, и в итоге на 10 МГц импеданс керамического конденсатора фактически в 10 раз ниже, чем у танталового. Таким образом, если схема восприимчива к шуму на частотах около 10 МГц, керамический конденсатор будет гораздо более эффективен, чем танталовый, хотя танталовый конденсатор и имеет более высокую емкость. Кроме того, если мы имеем дело с шумом на очень высоких частотах, даже керамический конденсатор может иметь слишком большой импеданс. В таком случае нам понадобится более низкий ESL, что означает меньший корпус. Следующий график сравнивает исходный конденсатор 0603 с керамическим конденсатором 0,01 мкФ только с 500 пГн ESL (значение, которое может быть достигнуто с корпусом 0402).

На первый взгляд, кажется, что мы не можем выиграть: конденсатор 0402 улучшает эффективность на высоких частотах, но его импеданс хуже, чем у 0603, от нижней частоты и вплоть до 50 МГц. Хотя мы можем выиграть: мы можем поставить все три этих конденсатора параллельно, и на любой конкретной частоте общий импеданс будет определяться самым низким импедансом из трех.

Итак, теперь у нас есть цепь обхода, которая поддерживает относительно низкий импеданс в очень широком диапазоне частот. Единственным сюрпризом здесь является пик на частоте 50 МГц, где общий импеданс выше, чем отдельные импедансы. Это называется антирезонансным пиком, и вам нужно следить за этим везде, где уменьшающийся (т.е. с доминирующей емкостью) импеданс пересекается с увеличивающимся (т.е. с доминирующей индуктивностью) импедансом.

Не разрушайте хороший проект плохой компоновкой

Правильная компоновка печатной платы является критическим аспектом проектирования блокировки, например, инженеры Texas Instruments обнаружили, что увеличение расстояния между конденсатором 0,1 мкФ и питающим выводом микросхемы с 0,3 дюйма (7,62 мм) до 1 дюйма (25,4 мм) увеличивает амплитуду пульсаций на шине питания с 250 мВ до 600 мВ. К счастью, правила компоновки блокировочных конденсаторов просты: минимизируйте сопротивление, минимизируйте индуктивность. Это достигается путем размещения конденсатора как можно ближе к питающему выводу и использования самых коротких возможных дорожек для всех соединений. В идеале, как земля, так и шина питания могут быть доступны через сквозные отверстия на полигоны.

Подведем итоги о блокировочных конденсаторах

Теперь у нас достаточно информации, чтобы сформулировать краткий набор рекомендаций для успешной блокировки:

• В случае сомнений обеспечьте каждый питающий вывод керамическим конденсатором 0,1 мкФ, предпочтительно размером 0805 или меньше, параллельно танталовому или керамическому конденсатору 10 мкФ.
• Если речь идет только о высокочастотном шуме, возможно, вы можете опустить конденсатор на 10 мкФ или заменить его чем-то меньшим.
• Если вам необходимо компенсировать продолжительные колебания питания, которые потребуют большого количества сохраненного заряда, вам может потребоваться обеспечить каждую микросхему дополнительным более крупным конденсатором, скажем, 47 мкФ.
• Если ваш проект включает в себя очень высокие частоты или особенно чувствительную схему, используйте симулятор для анализа переходных процессов (AC анализ) вашей цепи блокировки. (Возможно, будет сложно найти точные спецификации на ESR и ESL, особенно учитывая, что ESR конденсатора может значительно варьироваться в зависимости от частоты – просто сделайте всё возможное.) При необходимости добавьте керамические конденсаторы с малой ESL для улучшения высокочастотных характеристик импеданса.
• Устанавливайте высокочастотные керамические конденсаторы как можно ближе к питающему выводу и используйте короткие дорожки и сквозные отверстия для минимизации паразитных емкости и сопротивления. Размещение более крупных конденсаторов, предназначенных для низкочастотной блокировки, не столь критично, но они также должны быть близки к микросхеме (в пределах полдюйма (12,7 мм) или около того).

Оригинал статьи:

Теги

Сохранить или поделиться

Замена электролитического конденсатора ⋆ diodov.net

При выполнении ремонта или модернизации электронного устройства часто требуется замена электролитического конденсатора вышедшего из строя. Однако аналога со стопроцентным совпадением может не оказаться в наличие, но имеются другие накопители, имеющие некоторые отличия от оригинала. В этой статье мы рассмотрим, на какие параметры следует ориентироваться, чтобы правильно выполнить замену электролитического конденсатора для любой случая, при этом не нарушить режим работы электронного устройства.

Электролитический конденсатор характеризуется тремя основными параметрами: ориентируясь на которые, достаточно просто правильно подобрать замену. К этим параметрам относятся допустимое напряжение, емкость и температура. Однако, прежде чем перейти к рассмотрению указанных параметров, следует не забывать, что данный накопитель энергии является полярным, поэтому необходимо соблюдать полярность. Положительный вывод паяем к плюсу, а отрицательный – к минусу. Чтобы не спутать выводы вдоль всего корпуса со стороны отрицательного вывода наносится знак минус «-», более подробно о маркировке написано здесь.

Чаще всего ремонт блока питания любого электронного устройства заключается в замене вздутого или высохшего электролитического конденсатора. При такой неисправности достаточно выпаять вышедший из строя конденсатор и заменить его новым. Однако довольно редко имеется в наличие аналогичный электролитический конденсатор, но во многих случаях его можно заменить другим, имеющим несколько отличительные параметры.

В первую очередь следует ориентироваться на напряжение. При отсутствии подходящего номинала подойдет конденсатор с большим напряжением. Например, если на корпусе оригинального конденсатора написано 35 В, то подойдет аналог с напряжением 50 В, 63 В, 100 В и т.д. – в сторону увеличения. Нельзя выполнять замену на аналог с более низким напряжением: 25 В, 16 В или 9 В. Иначе он взорвется.

Получить требуемое напряжение можно путем последовательного соединения нескольких накопителей, о чем более подробно с примерами расчетов рассказано здесь.

Следующий параметр – емкость. Как правило, в преобладающем большинстве случаев, электролитические конденсаторы, особенно большой емкости, применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения: чем большая емкость, тем лучше сглаживаются пульсации. Поэтому, в случае отсутствия накопителя такой же емкости, его можно заменить аналогом большей емкости.

Если отсутствуют электролитические конденсаторы нужной емкости и достаточно места на печатной плате устройства, то вместо одного накопителя можно впаять несколько параллельно соединенных. При этом емкости их будут складываться, о чем подробно с примерами расчетов рассказано здесь.

Еще статьи по данной теме

Как каждый раз выбирать правильные типы конденсаторов

«Какие типы конденсаторов мне следует выбрать?»

Это вопрос, который задают многие новички. Я дам вам простой ответ на этот вопрос, не вдаваясь во все детали. Я хочу, чтобы после прочтения вы сразу смогли найти нужный конденсатор.

Я также написал о том, как выбрать номиналы конденсаторов, которые я рекомендую вам проверить.

Поляризация

В первую очередь сводим его к двум типам конденсаторов:

• Поляризованный конденсатор
• Конденсатор неполяризованный

Разница между поляризованным конденсатором и неполяризованным конденсатором заключается в том, что поляризованный конденсатор имеет положительную и отрицательную стороны.Таким образом, он должен быть размещен с положительным контактом там, где находится наибольшее положительное напряжение. Вы можете разместить неполяризованный конденсатор как хотите.

Вам нужен поляризованный конденсатор? Или неполяризованный конденсатор? Чтобы понять это, взгляните на свою принципиальную схему. Какой символ конденсатора используется?

Это неполяризованные конденсаторы:

Это поляризованные конденсаторы:

Конденсаторы поляризованные

Если вам нужен поляризованный конденсатор, вам понадобится нечто, называемое «электролитическим» конденсатором.Электролитические конденсаторы бывают двух типов:

Алюминий

Наиболее распространены алюминиевые конденсаторы. Это также самый дешевый из двух. Алюминиевые колпачки обычно входят в состав сквозных отверстий. Но вы также можете найти его версии для поверхностного монтажа. Если у вас нет особых требований, выбирайте алюминиевые колпачки.

Тантал

Если вам нужен конденсатор меньшего размера и более прочный, вы должны выбрать танталовый тип.

Танталовые колпачки доступны в небольших корпусах для поверхностного монтажа.Они могут работать в широком диапазоне температур. Обратите внимание, что некоторые танталовые крышки также бывают неполяризованными.

Конденсаторы неполяризованные

Если вам нужен неполяризованный конденсатор, ищите керамический или пленочный конденсатор.

Керамические колпачки маленькие и дешевые. Это наиболее распространенный выбор для неполяризованных конденсаторов. Их часто используют в качестве развязывающих конденсаторов.

Если у вас есть особые требования, такие как низкие допуски, высокая надежность или конденсатор, способный работать при высоких температурах, выберите пленочный конденсатор.Для этого намного лучше.

Пленочные заглушки могут быть из полистирола, поликарбоната или тефлона. У каждого из них есть свои свойства, но это выходит за рамки этой страницы.

Другие типы конденсаторов

Есть еще несколько типов конденсаторов, но перечисленные выше являются наиболее распространенными. Вы используете другие типы, только если у вас есть особые требования. Например, если вам нужен конденсатор с очень высокой емкостью, вам понадобится суперконденсатор.

Прочие компоненты

Возврат от типов конденсаторов к электронным компонентам онлайн

Как выбрать конденсаторы — правильный путь

А конденсатор везде. В источниках питания, светодиодном освещении, в коммерческой электронике, при обработке сигналов и т. Д. Вам понадобится конденсатор. Какова его конкретная роль в основном? Конденсатор выполняет несколько функций. Это устранит проблемы с шумом в цепи, работая как фильтр. Это основная часть в фильтрах нижних и верхних частот, полосовых, полосовых и т. Д.Также очень важно при выпрямлении получить постоянное постоянное напряжение. В источниках питания конденсатор действует как накопитель энергии. Много приложений для этой простой электронной части. Я больше не буду обсуждать здесь, из чего состоит конденсатор, а просто сосредоточусь на том, как выбрать конденсаторы.

При выборе конденсатора для вашей схемы необходимо учитывать важные параметры. Либо вы хотите перейти на микросхему, либо на сквозную.Либо пленка, либо электролитическая и тд. Давайте обсудим здесь все соображения.

1. Как выбрать конденсатор

Емкость — это электрическое свойство конденсатора. Таким образом, это вопрос номер один при выборе конденсатора. Какая емкость вам нужна? Что ж, это зависит от вашего приложения. Если вы собираетесь фильтровать выходное выпрямленное напряжение, то вам точно понадобится большая емкость. Однако, если конденсатор предназначен только для фильтрации шума сигнала в цепи небольшого сигнала, тогда подойдет малая емкость от пико до нанофарад.Итак, знайте свое приложение.

Предположим, что приложение действительно предназначено для фильтрации выпрямленного напряжения, тогда вам понадобится большая емкость в сотни микрофарад. Вы можете использовать метод проб и ошибок, пока пульсации напряжения не будут соответствовать требованиям. Или вы можете провести расчеты для начала.

Для моста и двухполупериодного выпрямителя требуемую емкость можно вычислить, как показано ниже.

Cmin = ток нагрузки / (пульсация напряжения X частота)

Где;

Cmin — минимально необходимая емкость

Ток нагрузки — это просто нагрузка выпрямителя

Пульсации напряжения — это колебания напряжения от пика до пика при измерении на выходе выпрямителя

Частота — для мостового и двухполупериодного выпрямителей это удвоенная частота сети.

Пример:

Схема ниже представляет собой мостовой выпрямитель с входным напряжением 120 В среднеквадратического значения при 60 Гц, током нагрузки 2 А и требованием пульсации напряжения 43 В от пика к пику. Мы оценим, какой должна быть минимальная емкость, необходимая для C1.

Cmin = ток нагрузки / (пульсация напряжения X частота)

Cmin = 2A / (43 В X 2 X 60 Гц) = 387 мкФ

На основе моделирования, приведенного ниже, напряжение пульсаций от пика до пика при использовании 387 мкФ составляет 35.5В. Это близко к 43В. Поскольку результатом вычислений является минимальная емкость, при выборе более высокого значения емкости пульсации напряжения будут еще больше уменьшаться.

2.

Помимо емкости, еще одна вещь, которую следует учитывать при выборе конденсаторов, — это допуск. Если ваше приложение очень критично, то учитывайте очень маленький допуск. Конденсаторы имеют несколько вариантов допуска, например 5%, 10% и 20%.Это ваш призыв. В большинстве случаев более высокий допуск дешевле, чем деталь с более низким допуском. Вы всегда можете использовать деталь с допуском 20% и просто добавить больше полей в свой дизайн.

3. Как выбрать конденсатор

Конденсатор будет поврежден из-за напряжения. Таким образом, необходимо учитывать напряжение при выборе конденсатора. Вам необходимо знать уровень напряжения, на котором будет установлен конденсатор. Конденсатор в большинстве случаев устанавливается параллельно цепи, устройству или подсхеме.Хотя случаев для последовательной установки конденсатора немного. В своих конструкциях я не допускаю напряжения более 75% . Это означает, что если фактическое напряжение цепи составляет 10 В, минимальное напряжение конденсатора, которое я выберу, составляет 13,33 В (10 В / 0,75). Однако такого напряжения нет. Итак, я перейду на следующий более высокий уровень, то есть на 16 В. Можете ли вы использовать 20 В, 25 В или даже выше? Ответ положительный. Это зависит от вашего бюджета, потому что чем выше напряжение, тем дороже конденсатор. Это также будет зависеть от требований к физическому размеру.Физический размер конденсатора в большинстве случаев прямо пропорционален номинальному напряжению.

Например, в приведенном выше примере схемы максимальный уровень напряжения на конденсаторе — это пиковый уровень 120 В среднеквадратичного значения, который составляет около 170 В (1,41 X 120 В). Таким образом, номинальное напряжение конденсатора должно быть 226,67 В (170 / 0,75). И я выберу стандартное значение рядом с этим.

4. Выбор конденсатора.

Если вы не любитель электроники и не работаете в поле какое-то время, возможно, вы не знакомы с термином пульсирующий ток.Это термин, обозначающий ток, который проходит через конденсатор. В идеальном случае нет тока, который будет течь к конденсатору, когда он установлен на линии постоянного напряжения. Однако, если фактическое напряжение на конденсаторе не является чистым постоянным током, например, есть небольшие колебания напряжения, это приведет к пульсации тока. Для схемы с низким энергопотреблением и колебаниями напряжения можно пренебречь, вам не следует беспокоиться об этом номинальном токе пульсаций.

Однако для конденсаторов, устанавливаемых для фильтрации пульсирующего постоянного тока от выпрямителя, ток пульсаций имеет решающее значение.Чем выше нагрузка, тем выше ток пульсации. Итак, как выбрать конденсаторы для этого приложения? Для выпрямления в большинстве случаев требуется большая емкость, чтобы получить напряжение, близкое к прямолинейному. Таким образом, первый вариант — рассмотреть электролитический конденсатор. В некоторых приложениях, где пульсации тока очень высоки, электролитический конденсатор больше не будет работать, так как его пульсирующий ток меньше. В этом случае выбираются пленочные конденсаторы, так как они имеют очень высокий номинальный ток пульсации.Однако недостатком является то, что емкость ограничена несколькими микрофарадами, поэтому требуется большее их количество параллельно. Рассматривая приведенную ниже схему выпрямителя, конденсатор фильтра 330 мкФ и нагрузку 2 А от источника переменного тока 120 В среднеквадратического значения при 60 Гц. Это то же самое, что и приведенная выше схема, но перерисовано и смоделировано в LTspice. LTspice — это бесплатный инструмент для моделирования схем от Linear Technology. Если вы хотите узнать, как выполнять моделирование на LTspice, прочитайте статью «Учебники по моделированию цепи LTSpice для начинающих».

Смоделированный пульсирующий ток равен 3,4592A .

Если вы не разбираетесь в моделировании, вы можете оценить фактический ток пульсаций, используя приведенное ниже уравнение.

Iripple = C X dV X Частота

Где;

Iripple — это фактическая пульсация тока, протекающего через конденсатор

С — емкость в цепи

dV — это изменение входного напряжения от нуля до пика

Частота — это частота переменного напряжения (не частота выпрямленного сигнала).

Сделаем расчет по вышеперечисленным данным:

Iripple = C X dV X Частота

Iripple = 330 мкФ X (170 В-0 В) X 60 Гц = 3.366A

Вычисленное значение очень близко к результату моделирования. Затем я буду рассматривать здесь максимальное напряжение тока 75%. Таким образом, выбранный конденсатор должен иметь номинальный ток пульсации не менее 4,5A (3,366A / 0,75).

5.

Также необходимо учитывать факторы окружающей среды при выборе конденсаторов. Если ваш продукт будет подвергаться воздействию температуры окружающей среды 100 ° C, не используйте конденсатор, рассчитанный только на 85 ° C.Аналогичным образом, если минимальная температура окружающей среды составляет -30 ° C, не используйте конденсатор, который может выдерживать только температуру -20 ° C.

Эта спецификация кажется очень простой. Однако, если конденсатор подвергается воздействию очень сильного пульсирующего тока, произойдет внутренний нагрев, и это приведет к повышению температуры выше температуры окружающей среды. Значит, нужен больший запас на рабочую температуру. Например, максимальная температура окружающей среды, в которой будет установлен продукт, составляет 60 ° C.Не выбирайте конденсатор, рассчитанный только на 60 ° C. Выберите, возможно, номинальную температуру 105 ° C. Это даст достаточный запас за счет внутреннего нагрева.

6. Выбор диэлектрического материала конденсатора

В микросхеме резистора вы встретите эту опцию при просмотре онлайн-магазинов, таких как Mouser и Digikey. Что означает этот параметр? Это диэлектрический материал, из которого изготовлен конденсатор. Я не могу подробно останавливаться на физике конструкции конденсатора, но в своих проектах я всегда использую диэлектрик X7R, NP0 или C0G.У них обычно более высокий температурный диапазон. Ниже приведены несколько примеров X7R, NP0 или C0G по сравнению с X5R.

7. Как выбрать конденсатор

Срок службы или ожидаемый срок службы конденсатора — это время, в течение которого конденсатор будет оставаться исправным в соответствии с конструкцией. Это очень важно для электролитических конденсаторов. Для керамических конденсаторов это не проблема, и, вероятно, не стоит на нее обращать внимание при выборе конденсаторов для цепей малых сигналов.Для него все еще есть предел жизни, но его более чем достаточно, чтобы выдержать весь жизненный цикл продукта. В отличие от электролитических конденсаторов, если они не будут должным образом оценены, они выйдут из строя до окончания жизненного цикла продукта, и этого не должно происходить. Пульсации тока сократят срок службы конденсатора. Так что лучше управляй им. В таблицах данных или у поставщиков есть справочные расчеты срока службы конденсаторов. Это простые уравнения, которые можно использовать при выборе конденсатора с учетом ожидаемого срока службы.Некоторые также предоставляют график для облегчения понимания. Ниже пример расчета и графика взяты из таблицы KEMET. KEMET — один из ведущих производителей конденсаторов.

8.

Последнее, о чем следует подумать, — это физические размеры, а также способ монтажа. Иногда выбор конденсатора продиктован доступным пространством.Чип-конденсаторы имеют небольшие размеры, но имеют ограниченное значение емкости. С другой стороны, электролитические конденсаторы имеют большую емкость, но они громоздкие. Вы собираетесь использовать поверхностное крепление или деталь со сквозным отверстием? Что ж, решать вам. Оцените свои требования к пространству, прежде чем уходить далеко от других параметров.

Ниже приведены характеристики конденсаторов, которые я взял со страницы электроники Mouser. Он имеет емкость, напряжение, допуск, ток пульсации, рабочую температуру, физические размеры, ориентацию при установке и срок службы.Но учтите, что указанный срок службы — это просто базовый срок службы или это срок службы при максимально допустимой рабочей температуре.

— Конденсаторы развязки: какого размера и сколько?

Конденсаторы из X7R (и тем более Y5V) имеют огромную зависимость емкость / напряжение. Вы можете убедиться в этом сами в отличном браузере онлайн-характеристик продуктов Murata (Simsurfing) по адресу ttp: // ds.murata.co.jp/software/simsurfing/en-us/

Зависимость напряжения керамического конденсатора поразительна. Конденсатор X7R может иметь не более 30% номинальной емкости при номинальном напряжении. Например, конденсатор Murata на 10 мкФ GRM21BR61C106KE15 (корпус 0805, X5R), рассчитанный на 16 В, даст вам емкость всего 2,3 мкФ при напряжении 12 В постоянного тока при температуре 25 ° C. Y5V в этом плане намного хуже.

Чтобы получить емкость, близкую к 10 мкФ, вы должны использовать GRM32DR71E106K с номиналом 25 В (корпус 1210, X7R), что дает 7.5 мкФ при тех же условиях.

Кроме зависимостей постоянного напряжения (и температуры), настоящий «керамический конденсатор микросхемы» имеет сильную частотную зависимость, действуя как шунты развязки мощности. На сайте Murata представлены графики частотных зависимостей Z |, R и X для их конденсаторов, просмотр которых дает вам представление о фактических характеристиках той части, которую мы называем «конденсатором», на разных частотах.

Настоящий керамический конденсатор можно смоделировать с помощью идеального конденсатора (C), соединенного последовательно с внутренним сопротивлением (Resr) и индуктивностью (Lesl).Существует также R-изоляция параллельно с C, но если вы не превысите номинальное напряжение конденсатора, это неважно для приложений с развязкой мощности.

^{смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab}

Таким образом, керамические конденсаторы микросхемы будут действовать как конденсаторы только до определенной частоты (саморезонансной для последовательного LC-контура, которым на самом деле является настоящий конденсатор), выше которой они начинают действовать как индукторы. Эта частота Fres равна sqrt (1 / LC) и определяется как составом керамики, так и геометрией конденсатора — как правило, меньшие корпуса имеют более высокий Fres.Кроме того, конденсаторы имеют чисто резистивный компонент (Resr), который в основном возникает из-за потерь в керамике. и определяет минимальный импеданс, который может обеспечить конденсатор.Обычно оно находится в диапазоне милли-Ом.

На практике для хорошей развязки я использую 3 типа конденсаторов.

Более высокая емкость около 10 мкФ в корпусе 1210 или 1208 на интегральную схему, которая покрывает от 10 кГц до 10 МГц с шунтом менее 10-15 мил-Ом для шума линии питания.

Затем на каждый вывод питания IC я поставил два конденсатора — один 100 нФ в корпусе 0806, покрывающий от 1 до 40 МГц с шунтом 20 миллиОм, и один 1 нФ в корпусе 0603, покрывающий 80-400 МГц с шунтом 30 миллиом.Это более или менее охватывает диапазон от 10 кГц до 400 МГц для фильтрации шума линии электропередачи.

Для чувствительных цепей питания (таких как цифровая ФАПЧ и особенно аналоговая) я использую ферритовые бусины (опять же, у Murata есть браузер характеристик для них) с номиналом от 100 до 300 Ом на частоте 100 МГц. Также неплохо разделить заземление между чувствительными и обычными цепями питания. Таким образом, общая схема схемы питания ИС выглядит следующим образом: 10 мкФ C6 на корпус IC и 1 нФ / 100 нФ C4 / C5 на каждый вывод питания:

^{смоделировать эту схему}

Говоря о маршрутизации и размещении — питание и земля сначала направляются на конденсаторы, только на конденсаторах мы подключаемся к плоскостям питания и заземления через переходные отверстия.Конденсаторы емкостью 1 нФ размещаются ближе к выводам микросхемы. Конденсаторы необходимо размещать как можно ближе к выводам питания, не более 1 мм длины дорожки от контактной площадки конденсатора до контактной площадки ИС.

Переходные отверстия и даже короткие дорожки на печатной плате создают значительную индуктивность для частот и емкости, с которыми мы имеем дело. Например, переходное отверстие диаметром 0,5 мм в печатной плате толщиной 1,5 мм имеет индуктивность 1,1 нГн от верхнего до нижнего слоя. Для конденсатора 1 нФ это приводит к тому, что Fres составляет всего 15 МГц. Таким образом, подключение конденсатора через сквозное отверстие делает невозможным использование конденсатора с низким Resr емкостью 1 нФ на частотах выше 15 МГц.Фактически реактивное сопротивление 1,1 нГн на частоте 100 МГц составляет 0,7 Ом.

Дорожка длиной 1 мм и шириной 0,2 мм, расположенной на 0,35 мм над силовой панелью, будет иметь сравнимую индуктивность 0,4 нГн, что снова снижает эффективность конденсаторов, таким образом, попытка ограничить длину дорожки конденсатора до долей миллиметра и сделать их как можно более широкими. много смысла.

выбор типа конденсатора — Электротехнический стек

Поскольку вы сказали, что это для аудио, ответ на самом деле более сложный, чем вы, вероятно, могли себе представить.С точки зрения электричества вам нужен неполяризованный конденсатор, что на практике означает не электролитический или танталовый.

Однако у различных типов конденсаторов есть другие компромиссы, которые имеют значение в аудиоприложениях. Многослойная керамика хороша тем, что имеет хорошую для размера емкость и не поляризована. Однако, в зависимости от материала диэлектрика, они могут быть довольно нелинейными и иметь другой эффект, часто называемый микрофоном .

Микрофонность обусловлена ​​тем, что материал демонстрирует небольшой пьезоэффект.Вибрация вызовет небольшие изменения напряжения, а это значит, что конденсатор будет действовать как микрофон. Эффект более тонкий, чем у пьезомикрофонов, специально созданных для этой цели, но он все же может быть значительным, учитывая высокое соотношение сигнал / шум хорошего звука.

Нелинейность также зависит от материала диэлектрика. Идеальный конденсатор увеличит свое напряжение на ту же величину при добавлении фиксированного заряда независимо от других условий. Эти нелинейные диэлектрики будут иметь разное изменение напряжения при одинаковом изменении заряда в зависимости от напряжения.Обычно это определяется как изменение емкости в зависимости от напряжения. Например, конденсатор «10 мкФ 10 В» может действовать как 10 мкФ в области ± 2 В, но действовать больше как конденсатор 5 мкФ для постепенного изменения в области 8–10 В. Этот нелинейный отклик в аудиосхемах может вызвать гармоники, которых не было в исходном сигнале, что означает добавление искажений.

Керамические диэлектрики, названия которых начинаются с «X» или «Y», демонстрируют оба этих эффекта больше, чем керамические, такие как «NP0».Во многих случаях любой из этих эффектов не имеет значения, и керамика X и Y полезна, потому что дает больше емкости на единицу объема. Для аудиоприложений это имеет значение, поэтому вы придерживаетесь других типов и понимаете, что вы не сможете использовать конденсаторы с, казалось бы, большими комбинациями емкости и напряжения на пути прохождения сигнала. Сильное снижение диапазона напряжения также помогает снизить диэлектрическую нелинейность. Например, вы можете получить конденсатор на 20 В, когда схема гарантирует, что напряжение на нем всегда будет в пределах ± 3 В.

Другие диэлектрики, такие как майлар, полистирол и т.п., оказывают меньшее нежелательное влияние на тракт аудиосигнала, но также будут иметь гораздо меньшую доступную емкость и будут физически более громоздкими и, вероятно, более дорогими.

Все — компромисс.

— Как выбрать конденсатор для ИС

Это все из-за индуктивности:

Допустим, ваш микроконтроллер потребляет ток питания, который возрастает с 1 мА до 11 мА за 5 нс, а затем возвращается до 1 мА каждый раз, когда он обрабатывает инструкцию.

di / dt = 10 мА / 5 нс = 2000000 А / с

Теперь, напряжение на катушке индуктивности равно v = L di / dt, и трасса от источника питания до микроконтроллера имеет, скажем, индуктивность 50 нГн …

v = L di / dt = падение напряжения 100 мВ.

Хорошо, он еще не ломается, потому что это медленный микроконтроллер, не использует много тока … но более быстрый микроконтроллер или другой чип, потребляющий более быстрые / более высокие всплески тока, должен получать питание от низкой индуктивности источник, чтобы избежать провалов напряжения, когда он потребляет импульсы тока, и конденсатор, расположенный близко, является хорошим способом добиться этого.

Не менее важен и тот факт, что конденсатор удерживает зашумленный ток, потребляемый вашим микроконтроллером, в небольшом локальном контуре.

Эффективность рамочной антенны пропорциональна площади, поэтому количество излучаемого шума будет намного меньше, когда конденсатор находится близко.

Также, если у вас есть другие компоненты, скажем, операционный усилитель на том же источнике питания, то конденсатор на микроконтроллере не позволит шуму микропроцессора испортить питание операционных усилителей, что, как правило, приводит к появлению мусора на выходе …

Вот и шапки:

• Целостность питания: колпачки локально обслуживают высокий ток питания di / dt
• EMI: уменьшить площадь рамочной антенны
• EMC: не допускайте попадания шума на другие чувствительные устройства

Теперь как выбрать значение:

• Рулон 100x 25V 0805 X7R стоит 1,40 евро за 100 нФ и 5,40 евро за 1 мкФ. Итак, купите рулон 100 по 1 мкФ.
• Каждый раз, когда вам нужно установить развязывающий конденсатор в свою схему, помните, что если вы потратите 10 минут на чтение таблицы данных и обнаружите, что 100 нФ будет работать, вы только что потеряли 10 минут и сэкономили 4 цента, если построите только один блок…
• Я просто вставил 1 мкФ, каждый раз гарантированно будет работать. Также он имеет меньше звона, лучше работает с электролитами с низким СОЭ и т. Д.
• Также я использую конденсаторы на 25 В, поэтому мне нужно иметь только одно значение от 3,3 до 15 В …

Базовая электроника — выбор конденсатора, номиналы конденсаторов

В предыдущей статье мы рассмотрели различные типы конденсаторов. Теперь давайте обсудим, как выбрать конденсатор для конкретного применения. Как правило, выбор конденсатора не является сложной задачей, если у вас нет особых требований к схеме.Чаще всего инженеры имеют номинальную емкость, полученную для имеющейся схемы, или должны использовать емкость с ИС или активным компонентом. Большинство микросхем (например, 555, микросхемы микроконтроллеров и т. Д.) Имеют рекомендуемые значения емкости, указанные в их таблицах данных для различных приложений.

Если нет особых требований к схеме и если требуемая емкость выражена в пикофарадах, можно использовать керамический конденсатор. Если требуемая емкость находится в нанофарадах, конденсаторам MLC (многослойной керамике) можно слепо доверять.Если необходимая емкость находится в микрофарадах, обычно выбирают конденсаторы с алюминиевым электролитом. Для более широкого диапазона температур и прочности можно использовать стеклянные и слюдяные конденсаторы.

Помимо номинальной емкости, номинальное напряжение является вторым по важности параметром, который необходимо учитывать. Номинальное напряжение конденсатора всегда должно быть как минимум в 1,5 или в два раза больше максимального напряжения, которое он может встретить в цепи. Конденсаторы не так надежны, как резисторы.Они легко повреждаются, когда приложенное напряжение приближается к их максимальному номиналу.

Если к цепи предъявляются особые требования, то необходимо учитывать множество других факторов. Для конкретных схем и приложений предпочтительны различные типы конденсаторов. Предпочтительные области применения различных типов конденсаторов приведены в следующей таблице:

Помимо пригодности различных конденсаторов для конкретных применений, другие важные факторы, которые, возможно, необходимо учитывать, включают следующее:

• Допуск — Необходимо проверить, зависит ли работа схемы от прецизионной емкости.Если требуется небольшая емкость, следует использовать конденсатор с наименьшим допуском. Емкость конденсатора никогда не будет выходить за пределы его номинального допуска, если только он не будет поврежден из-за чрезмерного напряжения или условий окружающей среды.
• Диапазон рабочих температур и температурный коэффициент — Если цепь чувствительна к температуре или емкость не должна выходить за пределы определенного диапазона температур, необходимо учитывать ее рабочий диапазон температур и температурный коэффициент.На основании температурного коэффициента и температурной кривой следует рассчитать степень изменения емкости. Температурная чувствительность цепи также может быть решена путем совместного использования конденсаторов с положительным и отрицательным температурными коэффициентами. В этом случае также необходимо рассчитать максимальное изменение емкости в диапазоне температур.
• Частотная зависимость — Емкость многих конденсаторов зависит от частоты и может не подходить для определенного диапазона частот.В зависимости от схемы следует учитывать частотную зависимость емкости.
• Эксплуатационные потери — Эксплуатационные потери могут быть важным фактором, когда цепи должны быть энергоэффективными (например, цепи с батарейным питанием). Для таких цепей следует тщательно выбирать конденсаторы с учетом их коэффициента рассеяния (типичная потеря энергии в процентах), диэлектрического поглощения, тока утечки или сопротивления изоляции, а также самоиндукции.Все эти потери необходимо свести к минимуму, чтобы повысить эффективность и время автономной работы схемы.
• Пульсирующий ток и импульсное напряжение — Это довольно важные проверки. Схема должна быть изменена для возможности пульсации напряжения и максимального тока пульсации. Затем следует выбрать конденсатор с соответствующим током пульсаций и рабочим напряжением.
• Полярность и обратное напряжение — Если в цепи используется электролитический конденсатор, он должен быть подключен в правильном направлении.Его номинальное обратное напряжение должно как минимум вдвое превышать возможное обратное напряжение в этой ветви цепи.

Стандартные значения конденсаторов
Конденсаторы также доступны в стандартных номиналах в соответствии с серией E, как и резисторы. Чтобы узнать больше о стандартных значениях резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и стабилитронов, ознакомьтесь со следующей статьей «Базовая электроника 08 — Значение считывания, допуск и номинальная мощность резисторов».

У конденсаторов меньше стандартных значений по сравнению с резисторами.Как правило, конденсаторы доступны только в серии E-6 со стандартными значениями (10, 15, 22, 33, 47 и 68), за которыми следует указанное количество нулей.

Последовательная и параллельная комбинация конденсаторов
Может оказаться невозможным получить точное значение желаемой емкости в стандартной серии E. В таких случаях можно использовать последовательную или параллельную комбинацию конденсаторов для получения желаемой емкости в цепи. Когда конденсаторы соединены последовательно, эквивалентная емкость определяется следующим уравнением:

1 / C _серия = 1 / C ₁ + 1 / C ₂ + 1 / C ₃ +.. . .

При параллельном подключении конденсаторов эквивалентная емкость равна

C _{Параллельный} = C ₁ + C ₂ + C ₃ +. . . .

Уравнение для последовательной комбинации емкостей выводится из того факта, что сумма падений напряжения на всех последовательно соединенных емкостях будет равна приложенному напряжению, в то время как ток через них должен оставаться неизменным. Уравнение для последовательной комбинации емкостей выводится следующим образом:

V _Итого = V _C1 + V _C2 + V _C3 +.. . .
1 / C _Серия * i.dt = 1 / C ₁ * ∫i.dt + 1 / C ₂ * i.dt + 1 / C ₃ * i.dt +. . .
1 / C _серии = 1 / C ₁ + 1 / C ₂ + 1 / C ₃ +. . . .

Уравнение для параллельной комбинации емкостей выводится из того факта, что сумма токов через все емкости, соединенные параллельно, будет равна общему току, в то время как напряжение на них должно оставаться неизменным.Уравнение для параллельной комбинации емкостей выводится следующим образом:

Я = i1 + i2 + i3 +. . . .
C _{Параллельно} * dV / dt = C ₁ * dV / dt + C ₂ * dV / dt + C ₃ * dV / dt +. . . . .
C _{Параллельный} = C ₁ + C ₂ + C ₃ +. . . .

Считывание пакетов резисторов
В прошлом для обозначения номинала, допуска и рабочего напряжения конденсаторов использовались цветовые коды и различные типы цифровых кодов.Сегодня емкость, допуск и рабочее напряжение напечатаны на корпусе конденсаторов или обозначены стандартными кодами BS1852 или BS EN 60062. В этих системах кодирования значение, допуск и рабочее напряжение конденсатора указываются двух- или трехзначными цифровыми кодами, за которыми следует буква. Значение емкости всегда указывается в пикофарадах. Если это двухзначный код, это прямое значение емкости в пикофарадах, а если это трехзначный код, первые две цифры указывают число (серия E-6), а третья цифра указывает множитель, дающий окончательное значение емкости в пикофарадах.Буква может использоваться для обозначения допуска конденсатора. Допуск, обозначенный разными буквами, суммирован в следующей таблице:

Например, если на конденсаторе напечатано 47F, это означает, что его значение емкости составляет 47 пФ, а допуск — один процент. Точно так же, если на конденсаторе напечатано 472J, это означает, что его значение емкости составляет 4700 пФ или 4,7 нФ, а его допуск составляет пять процентов. Буквенные коды для общедоступных емкостей перечислены в следующей таблице:

Керамические конденсаторы имеют дополнительные коды, состоящие из цифры между двумя буквами, для обозначения диапазона температур и температурного коэффициента.Буквы и цифры в этих кодах имеют следующие обозначения:

Номинальное напряжение обозначается числом, которое выражает рабочее напряжение в вольтах. Например, цифра «50» указывает на рабочее напряжение 50 В.

В следующей статье мы обсудим суперконденсаторы.

Как выбрать типы конденсаторов на основе различных приоритетов

Конденсатор играет жизненно важную роль в современном электронном мире. Каждое устройство требует конденсаторов. Выбор типа конденсатора также очень важен, поскольку он доступен в разных формах и с разными номиналами.Все будет подробно обсуждено, и все пункты изложены простыми словами, которые помогут легко понять. История конденсатора началась с 1745 года, и многие улучшения были внесены выдающимся ученым. Современные конденсаторы, которые мы используем сейчас, были разработаны в 1957 году ученым Х. Беккером. В процессе разработки каждый конденсатор сыграл значительную роль в мире электроники. Жизнь стала такой простой с конденсатором.

Что такое конденсатор?

Конденсатор относится к системе пассивных элементов.Он сохраняет электрический заряд временно и статически в виде статического электрического поля. Он состоит из двух параллельных проводящих пластин, разделенных никакими проводящими пластинами, то есть областью, которая называется диэлектриком. Это будет керамика, алюминий, воздух, вакуум и т. Д.

Формула конденсатора представлена ​​как

C = EA / d

• Емкость (C) пропорциональна диэлектрической проницаемости ℰ диэлектрической среды и пропорциональна площадь двух проводящих пластин (A).
• Величина емкости зависит от расстояния между пластинами (d).
• Чем больше площадь пластин, разделенных небольшим расстоянием, тем больше емкость и расположен в материале с высокой диэлектрической проницаемостью.
• Изменяя E, d или A, можно легко изменить значение C.
• Единица конденсатора «Фарад». Но обычно его можно найти в микрофарадах, пикофарадах и нанофарадах.

Зарядка конденсатора

Диэлектрик играет ключевую роль в классификации конденсаторов. Необходимо учитывать следующие факторы:

• Рабочее напряжение
• Размер
• Устойчивость к утечке
• Допустимый допуск, стабильность
• Цены

Если требуется более высокое значение емкости (C), чем увеличение перекрестной площадь сечения диэлектрика, или уменьшить расстояние разделения, или использовать диэлектрический материал с более высокой диэлектрической проницаемостью.

Типы конденсаторов

Различные типы конденсаторов:

• Бумажный конденсатор
• Керамический конденсатор
• Электролитный конденсатор
• Полиэфирный конденсатор
• Поликарбонатные конденсаторы
• Переменный конденсатор

Бумажный конденсатор

Керамический конденсатор

Конструкция керамического конденсатора довольно проста.Между двумя металлическими дисками помещается один тонкий керамический диск, и эти выводы припаяны к металлическим дискам. Все покрыто изолированным защитным покрытием.

Электролитный конденсатор

Электролитный конденсатор используется для очень больших значений емкости, которые могут быть легко достигнуты с помощью этого типа конденсатора. Он не только страдает от высокого тока утечки, но и от низкого уровня рабочего напряжения этого электролитического конденсатора. Использование электролита в конденсаторе будет поляризованным, что является основным недостатком.

Для изготовления электролитического конденсатора в качестве диэлектрика используется пленка оксида тантала или оксид алюминия толщиной несколько микрометров. Здесь емкость конденсатора будет очень высокой, поскольку диэлектрик будет таким тонким. Это потому что; толщина диэлектрика обратно пропорциональна емкости. Рабочее напряжение устройства снижено. Частным случаем электролитического конденсатора является тантал. Конденсаторы этого типа меньше по размеру, чем конденсаторы из алюминия при том же значении емкости.Вот почему при очень высоком значении емкости конденсаторы с электролитом алюминиевого типа не используются при высоком значении емкости. В таких случаях используются электролитические конденсаторы танталового типа.

Полиэфирный конденсатор

Полиэфирный конденсатор также называется майларовым ПЭТ.Это идеальное решение для большого количества конденсаторов. Между двумя обкладками конденсатора помещена полиэфирная пленка для диэлектрика. Его свойства уникальны. Полиэфирный диэлектрик на основе химических эфиров. Полиэфиры включают как синтетические материалы, так и встречающиеся в природе.

Обзор свойств полиэфирного конденсатора Диэлектрик

Применения полиэфирных конденсаторов включают

• Он обрабатывает высокие уровни пикового тока. приложения связи и блокировка постоянного тока.
• Полиэфирный конденсатор фильтрует высокие уровни допуска там, где это не требуется.
• Используется в аудиоприложениях.
• Питание подается на очень высокий уровень емкости электролитических конденсаторов, где в этом нет необходимости.

Конденсатор из поликарбоната

Его диэлектрический материал очень стабилен. Конденсатор из поликарбоната будет иметь высокий допуск. Может работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C. В дополнение к этому, хороший коэффициент рассеяния и сопротивление изоляции.Эти конденсаторы относятся к группе термопластичных полимеров.

Конденсатор из поликарбоната очень стабилен и позволяет использовать конденсаторы с высокими допусками, которые можно использовать в любом температурном диапазоне.

Свойства поликарбоната:

От a Диэлектрик в процессе литья под давлением изготавливается и лучше всего работает как металлизированный. Металлизированные электроды используются только для соединений, конструктивных целей. Металлизированные электроды оснащены металлическими электродами, наплавленными из паровой фазы.Он устраняет любое короткое замыкание или неисправность путем испарения электрода в области короткого замыкания и восстанавливает срок службы конденсатора.

Применение поликарбонатных конденсаторов

• Используется в качестве фильтра, синхронизации и прецизионного фильтра для связи.
• Прецизионные конденсаторы там, где это необходимо (менее ± 5%).
• Используется для приложений переменного тока.

Переменный конденсатор

В переменном конденсаторе емкость может повторяться и намеренно изменяться электронным или механическим способом.Эти переменные конденсаторы используются в основном в LC-цепях, которые задают резонансную частоту. Переменный конденсатор используется при настройке магнитолы. Его также называют настроечным конденсатором или настроечным конденсатором или переменным реактивным сопротивлением. Он также используется для согласования импеданса в антенных тюнерах.

• Стабильность: Величина конденсатора изменяется со временем и температурой.
• Стоимость: Это должно быть экономично
• Точность: +/- 20% не является обычным явлением
• Утечка: Диэлектрик будет иметь некоторое сопротивление и будет течь по постоянному току.
• Целевой коэффициент мощности и текущий коэффициент мощности на площадке.
• Средняя и максимальная потребность в кВА или кВт на предполагаемом месте установки.
• Характер нагрузки на площадке.
• Наличие места на месте установки, силовых кабелей и т. Д.

Температурный коэффициент емкости произведен с учетом 25 градусов по Цельсию.

Допуск конденсатора

Поляризация конденсатора будет иметь полярность, тогда как для неполяризованной полярности полярность не будет.