Jak określić typ kondensatora

Na rynku komponentów elektronicznych istnieje wiele różnych rodzajów kondensatorów, a każdy z nich ma swoje zalety i wady. Niektóre są zdolne do działania przy wysokich napięciach, inne wyróżniają się znaczną pojemnością, inne mają niską indukcyjność, a niektóre charakteryzują się wyjątkowo niskim prądem upływowym. Wszystkie te czynniki determinują zastosowanie określonych rodzajów kondensatorów.

Zastanów się, jakie są typy kondensatorów. Zasadniczo jest ich wiele, ale tutaj rozważymy główne popularne typy kondensatorów i wymyślimy, jak określić ten typ.

Aluminiowe kondensatory elektrolityczne, na przykład K50-35 lub K50-29, składają się z dwóch cienkich pasków aluminium skręconych w rolkę, pomiędzy którymi papier impregnowany elektrolitem jest umieszczony jako dielektryk. Rolka jest umieszczona w szczelnie zamkniętym cylindrze aluminiowym, na którego jednym końcu (obudowa typu promieniowego) lub na dwóch końcach (obudowa typu osiowego) znajdują się przewody kontaktowe. Wnioski można przylutować lub przykręcić.

Pojemność kondensatorów elektrolitycznych jest mierzona za pomocą mikrofaradów i może wynosić od 0,1 mikrofaradów do 100 000 mikrofaradów. Ich główną zaletą jest znaczna pojemność kondensatorów elektrolitycznych w porównaniu z innymi typami kondensatorów. Maksymalne napięcie robocze kondensatorów elektrolitycznych może osiągnąć 500 woltów. Maksymalne dopuszczalne napięcie robocze, a także pojemność kondensatora są wskazane na jego obudowie.

Ten typ kondensatorów ma również wady. Pierwszą z nich jest polaryzacja. Na obudowie kondensatora zacisk ujemny jest oznaczony znakiem minus, zacisk ten powinien być obecny, gdy kondensator w obwodzie działa z niższym potencjałem niż drugi, lub kondensator nie będzie w stanie akumulować ładunku normalnie i najprawdopodobniej wybuchnie lub zostanie uszkodzony w każdym przypadku, jeśli zajmie to dużo czasu utrzymuj energię przy niewłaściwej polaryzacji.

Ze względu na polaryzację kondensatory elektrolityczne mają zastosowanie tylko w obwodach prądu stałego lub pulsującego, ale nie bezpośrednio w obwodach prądu przemiennego, tylko prostowane napięcie może ładować kondensatory elektrolityczne.

Drugą wadą tego typu kondensatorów jest wysoki prąd upływowy. Z tego powodu nie będzie możliwe zastosowanie kondensatora elektrolitycznego do długotrwałego przechowywania ładunku, ale jest on całkiem odpowiedni jako pośredni element filtrujący w obwodzie aktywnym.

Trzecią wadą jest to, że pojemność tego typu maleje wraz ze wzrostem częstotliwości (prąd tętnienia), ale problem ten rozwiązuje się, instalując na płytkach równolegle do kondensatora elektrolitycznego kondensator ceramiczny o stosunkowo małej pojemności, zwykle o 10 000 mniejszej niż pojemność sąsiedniego elektrolitycznego.

Zobacz tutaj po więcej szczegółów: Kondensatory elektrolityczne

Porozmawiajmy teraz kondensatory tantalowe. Przykładem jest K52-1 lub smd A. Są one oparte na pięciotlenku tantalu. Najważniejsze jest to, że podczas utleniania tantalu tworzy się gęsty, nieprzewodzący film tlenkowy, którego grubość można kontrolować technologicznie.

Półprzewodnikowy kondensator tantalu składa się z czterech głównych części: anody, dielektryka, elektrolitu (stałego lub ciekłego) i katody. Łańcuch produkcyjny jest raczej skomplikowany. Najpierw anodę tworzy się z czystego prasowanego proszku tantalu, który spieka się w wysokiej próżni w temperaturze od 1300 do 2000 ° C w celu uzyskania porowatej struktury.

Następnie przez utlenianie elektrochemiczne na anodzie powstaje dielektryk w postaci pięciotlenku tantalu, którego grubość jest kontrolowana przez zmianę napięcia podczas utleniania elektrochemicznego, w wyniku czego grubość powłoki jest uzyskiwana z zaledwie setek do tysięcy angstremów, ale folia ma taką strukturę, która zapewnia wysoką oporność elektryczną.

Kolejnym etapem jest tworzenie elektrolitu, który jest półprzewodnikowym dwutlenkiem manganu. Porowatą anodę tantalu impregnuje się solami manganu, a następnie ogrzewa się tak, aby na powierzchni pojawił się dwutlenek manganu; proces powtarza się kilka razy, aż do uzyskania pełnego pokrycia. Powstałą powierzchnię pokrywa się warstwą grafitu, następnie nakłada się srebro - uzyskuje się katodę. Struktura jest następnie umieszczana w związku.

Kondensatory tantalowe mają podobne właściwości do elektrolitycznego aluminium, ale mają cechy. Ich napięcie robocze jest ograniczone do 100 woltów, pojemność nie przekracza 1000 mikrofaradów, ich własna indukcyjność jest mniejsza, dlatego kondensatory tantalowe są również stosowane przy wysokich częstotliwościach sięgających setek kiloherców.

Ich wadą jest ich ekstremalna wrażliwość na przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego napięcia, z tego powodu kondensatory tantalowe zawodzą najczęściej z powodu awarii. Linia na korpusie kondensatora tantalu wskazuje elektrodę dodatnią - anodę. Kondensatory tantalowe ołowiowe lub SMD można znaleźć na nowoczesnych płytkach drukowanych wielu urządzeń elektronicznych.

Ceramiczne kondensatory jednowarstwowe, na przykład typy K10-7V, K10-19, KD-2, charakteryzują się stosunkowo dużą pojemnością (od 1 pF do 0,47 mikrofaradów) przy małych rozmiarach. Ich napięcie robocze wynosi od 16 do 50 woltów. Ich cechy: niskie prądy upływowe, niska indukcyjność, co umożliwia im pracę przy wysokich częstotliwościach, a także niewielki rozmiar i stabilność pojemności w wysokiej temperaturze. Takie kondensatory z powodzeniem działają w obwodach prądu stałego, przemiennego i tętnienia.

Styczna stratności tanδ zwykle nie przekracza 0,05, a maksymalny prąd upływowy nie przekracza 3 μA. Kondensatory ceramiczne są stabilne pod względem czynników zewnętrznych, takich jak wibracje o częstotliwości do 5000 Hz z przyspieszeniem do 40 g, powtarzające się wstrząsy mechaniczne i obciążenia liniowe.

Ceramiczne kondensatory dyskowe są szeroko stosowane w wygładzaniu filtrów zasilaczy, w filtrowaniu zakłóceń, w międzyetapowych obwodach komunikacyjnych i prawie we wszystkich urządzeniach elektronicznych.

Oznaczenie na obudowie kondensatora wskazuje jego moc znamionową. Trzy liczby są odszyfrowane w następujący sposób. Jeśli pomnożymy pierwsze dwie cyfry przez 10 do potęgi trzeciej cyfry, otrzymamy wartość pojemności tego kondensatora w pf. Tak więc kondensator oznaczony 101 ma pojemność 100 pF, a kondensator oznaczony 472 ma 4,7 nF.

Ceramiczne kondensatory wielowarstwowe, na przykład K10-17A lub K10-17B, w przeciwieństwie do jednowarstwowych, mają naprzemiennie cienkie warstwy ceramiki i metalu w swojej strukturze. Ich pojemność jest zatem większa niż w przypadku jednowarstwowych i może z łatwością dotrzeć do kilku mikrofaradów. Maksymalne napięcie jest również tutaj ograniczone do 50 woltów. Kondensatory tego typu mogą, podobnie jak jednowarstwowe, działać poprawnie w obwodach prądu stałego, przemiennego i pulsującego.

Wysokonapięciowe kondensatory ceramiczne zdolny do pracy przy wysokim napięciu od 50 do 15000 woltów. Ich pojemność mieści się w zakresie od 68 do 100 nF, a takie kondensatory mogą pracować w obwodach prądu stałego, przemiennego lub pulsującego.

Można je znaleźć w filtrach liniowych jako kondensatory X / Y, a także w wtórnych obwodach zasilających, w których są one stosowane do eliminacji zakłóceń w trybie wspólnym i pochłaniania szumu, jeśli obwód ma wysoką częstotliwość. Czasami bez użycia tych kondensatorów awaria urządzenia może zagrozić życiu ludzi.

Specjalnym rodzajem kondensatora ceramicznego wysokiego napięcia jest kondensator impulsowy wysokiego napięciaużywany w potężnych trybach impulsowych. Przykładem takich kondensatorów ceramicznych wysokiego napięcia są domowe K15U, KVI i K15-4. Kondensatory te mogą pracować przy napięciach do 30 000 woltów, a impulsy o wysokim napięciu mogą podążać przy wysokich częstotliwościach, do 10 000 impulsów na sekundę. Ceramika zapewnia niezawodne właściwości dielektryczne, a specjalny kształt kondensatora i rozmieszczenie płyt zapobiega rozpadowi z zewnątrz.

Takie kondensatory są bardzo popularne jako obwód w urządzeniach radiowych dużej mocy i są bardzo mile widziane, na przykład z teslostroiteley (do projektowania Cewki Tesli na iskierniku lub lampach - SGTC, VTTC).

Kondensatory poliestrowe (tereftalan etylenu, lavsan), na przykład K73-17 lub CL21, oparte na metalizowanej folii, są szeroko stosowane w przełączaniu zasilaczy i stateczników elektronicznych. Ich obudowa wykonana ze związku epoksydowego zapewnia kondensatorom odporność na wilgoć, odporność na ciepło i czyni je odpornymi na agresywne środowisko i rozpuszczalniki.

Kondensatory poliestrowe są dostępne w pojemnościach od 1 nF do 15 mikrofaradów i są przeznaczone do napięć od 50 do 1500 woltów. Wyróżniają się one stabilnością w wysokiej temperaturze przy dużej pojemności i niewielkich rozmiarach. Cena kondensatorów poliestrowych nie jest wysoka, dlatego są one bardzo popularne w wielu urządzeniach elektronicznych, w szczególności w statecznikach lamp energooszczędnych.

Oznaczenie kondensatora zawiera na końcu literę oznaczającą tolerancję odchylenia pojemności od wartości nominalnej, a także literę i liczbę na początku oznaczenia, wskazującą dopuszczalne maksymalne napięcie, na przykład 2A102J - kondensator na maksymalne napięcie 100 woltów, pojemność 1 nF, dopuszczalne odchylenie pojemności + -5% . Tabele etykiet można łatwo znaleźć w Internecie.

Szeroki zakres pojemności i napięć umożliwia stosowanie kondensatorów poliestrowych w obwodach prądu stałego, przemiennego i pulsacyjnego.

Kondensatory polipropylenowe, na przykład K78-2, w przeciwieństwie do poliestru, ma folię polipropylenową jako dielektryk. Kondensatory tego typu są dostępne w pojemnościach od 100 pF do 10 mikrofaradów, a napięcie może osiągnąć 3000 woltów.

Zaletą tych kondensatorów jest nie tylko wysokie napięcie, ale także wyjątkowo niska strata styczna, ponieważ tanδ nie może przekraczać 0,001. Takie kondensatory są szeroko stosowane, na przykład w nagrzewnicach indukcyjnych i mogą pracować na częstotliwościach mierzonych przez dziesiątki lub nawet setki kiloherców.

Zasługuje na specjalną wzmiankę uruchamianie kondensatorów polipropylenowychtakich jak CBB-60. Kondensatory te służą do uruchamiania silników indukcyjnych prądu przemiennego. Są nawijane metalizowaną folią polipropylenową na rdzeń z tworzywa sztucznego, a następnie rolka jest wypełniana związkiem.

Obudowa kondensatora wykonana jest z niepalnego materiału, tzn. Kondensator jest całkowicie ognioodporny i nadaje się do użycia w trudnych warunkach. Wnioski mogą być albo przewodowe, albo pod zaciskami i pod śrubą. Oczywiście kondensatory tego typu są zaprojektowane do pracy przy częstotliwości sieci przemysłowej.

Kondensatory rozruchowe są dostępne dla napięcia przemiennego od 300 do 600 woltów, a zakres typowych pojemności wynosi od 1 do 1000 mikrofaradów.

Zobacz także na ten temat: Zastosowanie kondensatorów w obwodach elektronicznych