Comment déterminer le type de condensateur

Il existe aujourd'hui de nombreux types de condensateurs sur le marché des composants électroniques, et chaque type a ses propres avantages et inconvénients. Certains sont capables de fonctionner à des tensions élevées, d'autres se distinguent par une capacité importante, d'autres ont une faible inductance et certains sont caractérisés par un courant de fuite exceptionnellement faible. Tous ces facteurs déterminent l'application de types spécifiques de condensateurs.

Considérez quels types de condensateurs sont. En général, il y en a beaucoup, mais ici, nous considérerons les principaux types de condensateurs populaires, et nous verrons comment déterminer ce type.

Condensateurs électrolytiques en aluminium, par exemple, K50-35 ou K50-29, se composent de deux fines bandes d'aluminium torsadées en un rouleau, entre lesquelles du papier imprégné d'électrolyte est placé comme diélectrique. Le rouleau est placé dans un cylindre en aluminium étanche, à l'une des extrémités de laquelle (type de boîtier radial) ou à deux extrémités (type de boîtier axial) sont les fils de contact. Les conclusions peuvent être soudées ou vissées.

La capacité des condensateurs électrolytiques est mesurée par des microfarads et peut aller de 0,1 microfarads à 100 000 microfarads. Une capacité importante de condensateurs électrolytiques, par rapport à d'autres types de condensateurs, est leur principal avantage. La tension de fonctionnement maximale des condensateurs électrolytiques peut atteindre 500 volts. La tension de fonctionnement maximale admissible, ainsi que la capacité du condensateur, sont indiquées sur son boîtier.

Ce type de condensateurs présente également des inconvénients. Le premier est la polarité. Sur le boîtier du condensateur, la borne négative est marquée d'un signe moins, cette borne doit être présente lorsque le condensateur dans le circuit fonctionne à un potentiel inférieur à l'autre, ou le condensateur ne pourra pas accumuler la charge normalement, et explosera très probablement, ou sera endommagé en tout cas si cela prend du temps gardez-le sous tension avec la mauvaise polarité.

En raison de la polarité, les condensateurs électrolytiques ne sont applicables que dans les circuits à courant continu ou à courant pulsé, mais pas directement dans les circuits à courant alternatif, seule la tension redressée peut charger les condensateurs électrolytiques.

Le deuxième inconvénient de ce type de condensateur est le courant de fuite élevé. Pour cette raison, il ne sera pas possible d'utiliser un condensateur électrolytique pour le stockage à long terme de la charge, mais il est tout à fait approprié comme élément de filtre intermédiaire dans le circuit actif.

Le troisième inconvénient est que la capacité de ce type diminue avec l'augmentation de la fréquence (courant d'ondulation), mais ce problème est résolu en installant sur les cartes parallèles au condensateur électrolytique un condensateur céramique d'une capacité relativement petite, généralement 10 000 de moins que celle du électrolytique adjacent.

Voir ici pour plus de détails: Condensateurs électrolytiques

Parlons maintenant de condensateurs au tantale. Un exemple est K52-1 ou smd A. Ils sont à base de pentoxyde de tantale. L'essentiel, c'est que pendant l'oxydation du tantale, un film d'oxyde dense et non conducteur se forme, dont l'épaisseur peut être contrôlée technologiquement.

Un condensateur au tantale à l'état solide se compose de quatre parties principales: anode, diélectrique, électrolyte (solide ou liquide) et cathode. La chaîne de production est assez compliquée. Tout d'abord, une anode est créée à partir de poudre de tantale pressée pure, qui est frittée sous vide poussé à une température de 1300 à 2000 ° C pour obtenir une structure poreuse.

Ensuite, par oxydation électrochimique, un diélectrique est formé sur l'anode sous la forme d'un film de pentoxyde de tantale, dont l'épaisseur est contrôlée en changeant la tension pendant l'oxydation électrochimique.En conséquence, l'épaisseur du film est obtenue de centaines à des milliers d'angströms, mais le film a une structure qui fournit une résistance électrique élevée.

L'étape suivante est la formation d'un électrolyte, qui est un dioxyde de manganèse semi-conducteur. L'anode poreuse en tantale est imprégnée de sels de manganèse, puis chauffée de façon à ce que du dioxyde de manganèse apparaisse à la surface; le processus est répété plusieurs fois jusqu'à obtention d'une couverture complète. La surface résultante est recouverte d'une couche de graphite, puis de l'argent est appliqué - une cathode est obtenue. La structure est ensuite placée dans un composé.

Les condensateurs au tantale ont des propriétés similaires à celles de l'aluminium électrolytique, mais ils ont des caractéristiques. Leur tension de fonctionnement est limitée à 100 volts, la capacité ne dépasse pas 1000 microfarads, leur propre inductance est inférieure, par conséquent, les condensateurs au tantale sont utilisés à des fréquences élevées atteignant des centaines de kilohertz.

Leur inconvénient réside dans leur extrême sensibilité au dépassement de la tension maximale admissible, c'est pourquoi les condensateurs au tantale tombent le plus souvent en panne. Une ligne sur le corps du condensateur au tantale indique une électrode positive - anode. Les condensateurs au tantale au plomb ou CMS peuvent être trouvés sur les cartes de circuits imprimés modernes de nombreux appareils électroniques.

Condensateurs à disque monocouche en céramiquepar exemple, les types K10-7V, K10-19, KD-2 se caractérisent par une capacité relativement importante (de 1 pF à 0,47 microfarad) avec de petites tailles. Leur tension de fonctionnement se situe dans la plage de 16 à 50 volts. Leurs caractéristiques: faibles courants de fuite, faible inductance, ce qui leur permet de fonctionner à des fréquences élevées, ainsi qu'une petite taille et une stabilité à haute température de la capacité. Ces condensateurs fonctionnent avec succès dans des circuits à courant continu, alternatif et pulsé.

La tangente de perte tanδ ne dépasse généralement pas 0,05, et le courant de fuite maximal ne dépasse pas 3 μA. Les condensateurs céramiques sont stables dans les facteurs externes, tels que les vibrations avec une fréquence allant jusqu'à 5000 Hz avec une accélération jusqu'à 40 g, les chocs mécaniques répétés et les charges linéaires.

Les condensateurs à disque en céramique sont largement utilisés dans les filtres de lissage des alimentations, dans le filtrage des interférences, dans les circuits de communication inter-étages et dans presque tous les appareils électroniques.

Le marquage sur le boîtier du condensateur indique sa valeur nominale. Trois nombres sont déchiffrés comme suit. Si vous multipliez les deux premiers chiffres par 10 à la puissance du troisième chiffre, vous obtenez la valeur de la capacité de ce condensateur en pf. Ainsi, un condensateur étiqueté 101 a une capacité de 100 pF, et un condensateur étiqueté 472 a 4,7 nF.

Condensateurs multicouches en céramique, par exemple, K10-17A ou K10-17B, contrairement aux monocouches, ont une alternance de couches minces de céramique et de métal dans leur structure. Leur capacité est donc supérieure à celle des monocouches, et peut facilement atteindre plusieurs microfarads. La tension maximale est ici également limitée à 50 volts. Les condensateurs de ce type sont capables, ainsi que monocouches, de fonctionner correctement dans les circuits à courant continu, alternatif et pulsé.

Condensateurs céramiques haute tension capable de travailler à haute tension de 50 à 15000 volts. Leur capacité se situe dans la plage de 68 à 100 nF, et ces condensateurs peuvent fonctionner dans des circuits à courant continu, alternatif ou pulsé.

Ils peuvent être trouvés dans les filtres de ligne en tant que condensateurs X / Y, ainsi que dans les circuits d'alimentation secondaire, où ils sont utilisés pour éliminer les interférences de mode commun et l'absorption du bruit si le circuit est à haute fréquence. Parfois, sans l'utilisation de ces condensateurs, une défaillance de l'appareil peut mettre en danger la vie des gens.

Un type spécial de condensateur céramique haute tension est condensateur d'impulsion haute tensionutilisé pour les modes d'impulsion puissants. Un exemple de tels condensateurs céramiques haute tension sont les K15U, KVI et K15-4 domestiques. Ces condensateurs sont capables de fonctionner à des tensions allant jusqu'à 30 000 volts, et des impulsions haute tension peuvent suivre à des fréquences élevées, jusqu'à 10 000 impulsions par seconde. La céramique offre des propriétés diélectriques fiables, et la forme spéciale du condensateur et la disposition des plaques empêchent la rupture de l'extérieur.

Ces condensateurs sont très populaires en tant que circuits dans les équipements radio à haute puissance et sont les bienvenus, par exemple, avec teslostroiteley (pour la conception Bobines Tesla sur un éclateur ou sur des lampes - SGTC, VTTC).

Condensateurs en polyester (polyéthylène téréphtalate, lavsan), par exemple K73-17 ou CL21, à base d'un film métallisé sont largement utilisés dans les alimentations à découpage et les ballasts électroniques. Leur boîtier en composé époxy confère aux condensateurs une résistance à l'humidité et à la chaleur et les rend résistants aux environnements agressifs et aux solvants.

Les condensateurs en polyester sont disponibles dans des capacités de 1 nF à 15 microfarads, et sont conçus pour des tensions de 50 à 1500 volts. Ils se distinguent par une stabilité à haute température avec une capacité élevée et une petite taille. Le prix des condensateurs en polyester n'est pas élevé, ils sont donc très populaires dans de nombreux appareils électroniques, en particulier dans les ballasts de lampes à économie d'énergie.

Le marquage du condensateur contient à la fin une lettre indiquant la tolérance de l'écart de la capacité par rapport au nominal, ainsi qu'une lettre et un nombre au début du marquage, indiquant la tension maximale admissible, par exemple 2A102J - condensateur pour une tension maximale de 100 volts, capacité 1 nF, écart de capacité admissible + -5% . Les tableaux d'étiquetage sont faciles à trouver sur Internet.

Une large gamme de capacités et de tensions permet d'utiliser des condensateurs polyester dans des circuits à courant continu, alternatif et pulsé.

Condensateurs en polypropylènepar exemple, le K78-2, contrairement au polyester, a un film de polypropylène comme isolant. Les condensateurs de ce type sont disponibles dans des capacités de 100 pF à 10 microfarads, et la tension peut atteindre 3000 volts.

L'avantage de ces condensateurs est non seulement une haute tension, mais aussi une tangente de perte extrêmement faible, car le tanδ ne peut pas dépasser 0,001. De tels condensateurs sont largement utilisés, par exemple, dans les appareils de chauffage par induction, et peuvent fonctionner à des fréquences mesurées par des dizaines voire des centaines de kilohertz.

Mérite une mention spéciale démarrage des condensateurs en polypropylènecomme CBB-60. Ces condensateurs sont utilisés pour démarrer les moteurs à induction AC. Ils sont enroulés avec un film de polypropylène métallisé sur une âme en plastique, puis le rouleau est rempli d'un composé.

Le boîtier du condensateur est fait d'un matériau incombustible, c'est-à-dire que le condensateur est complètement ignifuge et peut être utilisé dans des conditions difficiles. Les conclusions peuvent être soit câblées, soit sous les bornes et sous le boulon. Bien entendu, les condensateurs de ce type sont conçus pour fonctionner à une fréquence de réseau industriel.

Des condensateurs de démarrage sont disponibles pour une tension alternative de 300 à 600 volts, et la plage de capacités typiques est de 1 à 1000 microfarads.

Voir aussi sur ce sujet: L'utilisation de condensateurs dans les circuits électroniques