วิธีการกำหนดประเภทของตัวเก็บประจุ

วันนี้มีหลายประเภทของตัวเก็บประจุในตลาดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง บางคนมีความสามารถในการทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงและอื่น ๆ มีความโดดเด่นสำหรับความจุที่สำคัญอื่น ๆ มีการเหนี่ยวนำต่ำและบางคนมีลักษณะการรั่วไหลของกระแสต่ำ ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้กำหนดการใช้งานตัวเก็บประจุชนิดเฉพาะ

พิจารณาประเภทของตัวเก็บประจุ โดยทั่วไปแล้วมีจำนวนมาก แต่ที่นี่เราจะพิจารณาประเภทของตัวเก็บประจุที่ได้รับความนิยมหลักและเราจะหาวิธีกำหนดประเภทนี้

ตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติคตัวอย่างเช่น K50-35 หรือ K50-29 ประกอบด้วยอลูมิเนียมบาง ๆ สองแผ่นบิดเป็นม้วนระหว่างที่วางกระดาษอิเล็กโทรไลต์ที่มีอิเล็กทริกเป็นอิเล็กทริก ม้วนนั้นจะถูกวางไว้ในกระบอกอลูมิเนียมที่ปิดผนึกที่ปลายด้านหนึ่งซึ่ง (ตัวเรือนแบบเรเดียล) หรือปลายทั้งสองด้านซึ่งตัวเรือนแบบแกนตามแนวแกนเป็นตัวสัมผัส บทสรุปสามารถบัดกรีหรือสกรู

ความจุของตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์วัดด้วยไมโครฟารฟและสามารถเปลี่ยนได้ตั้งแต่ 0.1 ไมโครเมตรถึง 100,000 ไมโครฟอร์แมต ความจุที่สำคัญของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเปรียบเทียบกับตัวเก็บประจุชนิดอื่นเป็นข้อได้เปรียบหลัก แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสามารถเข้าถึง 500 โวลต์ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตให้ใช้งานรวมถึงความจุของตัวเก็บประจุจะถูกระบุไว้บนตัวเรือน

ตัวเก็บประจุชนิดนี้ยังมีข้อเสีย สิ่งแรกคือขั้ว ในกรณีตัวเก็บประจุขั้วบวกจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายลบขั้วนี้ควรจะปรากฏขึ้นเมื่อตัวเก็บประจุในวงจรทำงานที่มีศักยภาพต่ำกว่าตัวอื่น ๆ หรือตัวเก็บประจุจะไม่สามารถสะสมประจุได้ตามปกติและอาจเกิดการระเบิดหรือเสียหายในกรณีใด ๆ ให้พลังงานกับขั้วที่ไม่ถูกต้อง

เนื่องจากขั้วบวกตัวเก็บประจุด้วยกระแสไฟฟ้าจะใช้งานได้เฉพาะในกระแสตรงหรือวงจรที่เร้าใจ แต่ไม่โดยตรงในวงจรกระแสสลับแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องเท่านั้นที่สามารถประจุประจุด้วยไฟฟ้าได้

ข้อเสียที่สองของตัวเก็บประจุชนิดนี้คือกระแสรั่วไหลสูง ด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถใช้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าในการเก็บประจุระยะยาวได้ แต่มันค่อนข้างเหมาะที่จะเป็นองค์ประกอบตัวกรองระดับกลางในวงจรที่ใช้งานอยู่

ข้อเสียประการที่สามคือความจุของประเภทนี้ลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น (ระลอกปัจจุบัน) แต่ปัญหานี้แก้ไขได้โดยการติดตั้งบนบอร์ดขนานกับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าตัวเก็บประจุเซรามิกที่มีความจุค่อนข้างน้อยโดยปกติ 10,000 จะน้อยกว่า

ดูที่นี่สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม: ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า

ตอนนี้เรามาพูดเกี่ยวกับ ตัวเก็บประจุแทนทาลัม. ตัวอย่างคือ K52-1 หรือ smd A. พวกมันอยู่บนพื้นฐานของแทนทาลัม pentoxide บรรทัดล่างคือระหว่างการเกิดออกซิเดชันของแทนทาลัมซึ่งเป็นฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นและไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้าความหนาที่สามารถควบคุมได้ทางเทคโนโลยี

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมโซลิดสเตตประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก: แอโนดอิเล็กทริกอิเล็กโทรไลต์ (ของแข็งหรือของเหลว) และแคโทด ห่วงโซ่การผลิตค่อนข้างซับซ้อน ขั้นแรกจะทำการสร้างขั้วบวกจากผงแทนทาลัมแบบกดบริสุทธิ์ซึ่งถูกเผาในสูญญากาศสูงที่อุณหภูมิ 1300 ถึง 2000 ° C เพื่อให้ได้โครงสร้างที่มีรูพรุน

จากนั้นด้วยการเกิดออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้าไดอิเล็กตริกจะเกิดขึ้นบนขั้วบวกในรูปแบบของฟิล์มแทนทาลัมเพนท็อกไซด์แทนทาลัมความหนาที่ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในระหว่างการเกิดออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าเคมีทำให้ความหนาของฟิล์ม

ขั้นต่อไปคือการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์แมงกานีสไดออกไซด์ ขั้วบวกแทนทาลัมพรุนจะถูกชุบด้วยเกลือแมงกานีสจากนั้นจะถูกทำให้ร้อนเพื่อให้แมงกานีสไดออกไซด์ปรากฏบนพื้นผิว กระบวนการซ้ำหลายครั้งจนกว่าจะได้รับความคุ้มครองเต็มรูปแบบ พื้นผิวที่ได้จะถูกปกคลุมด้วยชั้นของกราไฟต์จากนั้นนำเงินไปใช้ - จะได้รับแคโทด โครงสร้างนั้นจะถูกวางในสารประกอบ

ตัวเก็บประจุแทนทาลัมมีคุณสมบัติคล้ายกับอลูมิเนียมอิเล็กโทรไลติค แต่มีคุณสมบัติ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของพวกเขาถูก จำกัด ไว้ที่ 100 โวลต์ความจุไม่เกิน 1,000 microfarads เหนี่ยวนำของตัวเองน้อยดังนั้นตัวเก็บประจุแทนทาลัมจึงใช้ความถี่สูงถึงหลายร้อยกิโลเฮิร์ตซ์

ข้อเสียของพวกเขาอยู่ในความไวอย่างมากของพวกเขาที่จะเกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตด้วยเหตุนี้ตัวเก็บประจุแทนทาลัมล้มเหลวบ่อยที่สุดเนื่องจากการพังทลาย บรรทัดบนตัวเก็บประจุแทนทาลัมบ่งชี้ว่าขั้วบวก - ขั้วบวก ตัวเก็บประจุแทนทาลัมแบบตะกั่วหรือ SMD สามารถพบได้ในแผงวงจรพิมพ์ที่ทันสมัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก

ตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิกชั้นเดียวตัวอย่างเช่นประเภท K10-7V, K10-19, KD-2 มีลักษณะความจุค่อนข้างใหญ่ (ตั้งแต่ 1 pF ถึง 0.47 microfarads) ที่มีขนาดเล็ก แรงดันไฟฟ้าในการทำงานอยู่ในช่วง 16 ถึง 50 โวลต์ คุณสมบัติของพวกเขา: กระแสรั่วไหลต่ำ, ตัวเหนี่ยวนำต่ำซึ่งทำให้สามารถทำงานที่ความถี่สูงเช่นเดียวกับขนาดที่เล็กและความเสถียรของอุณหภูมิสูงของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุดังกล่าวประสบความสำเร็จในการทำงานโดยตรงสลับและเร้าใจวงจรปัจจุบัน

ค่า tangent tangδโดยปกติจะต้องไม่เกิน 0.05 และกระแสไฟรั่วสูงสุดไม่เกิน 3 μA ตัวเก็บประจุเซรามิกมีความเสถียรในปัจจัยภายนอกเช่นการสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูงถึง 5,000 Hz พร้อมความเร่งสูงสุด 40 กรัมการกระแทกเชิงกลซ้ำ ๆ และโหลดเชิงเส้น

ตัวเก็บประจุดิสก์เซรามิกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในตัวกรองไฟที่ราบรื่นการกรองสัญญาณรบกวนในวงจรการสื่อสารระหว่างเวทีและในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมด

การทำเครื่องหมายบนตัวเก็บประจุบ่งบอกถึงการจัดอันดับ ตัวเลขสามตัวจะถูกถอดรหัสดังนี้ หากคุณคูณตัวเลขสองหลักแรกด้วย 10 ถึงพลังของตัวเลขสามคุณจะได้ค่าของตัวเก็บประจุของตัวเก็บประจุนี้เป็น pf ดังนั้นตัวเก็บประจุที่ระบุว่า 101 มีความจุ 100 pF และตัวเก็บประจุที่มีชื่อว่า 472 มี 4.7 nF

ตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้นตัวอย่างเช่น K10-17A หรือ K10-17B ซึ่งแตกต่างจากชั้นเดียวมีการสลับชั้นบาง ๆ ของเซรามิกและโลหะในโครงสร้างของพวกเขา ความสามารถของมันจึงมากกว่าความจุของชั้นเดียวและสามารถเข้าถึงไมโครฟอร์แมตหลาย ๆ แรงดันสูงสุดยังถูก จำกัด ที่นี่ที่ 50 โวลต์ ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีความสามารถเช่นเดียวกับชั้นเดียวของการทำงานอย่างถูกต้องในวงจรกระแสตรงสลับและเร้าใจ

ตัวเก็บประจุเซรามิกแรงดันสูง สามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงจาก 50 ถึง 15,000 โวลต์ ความจุของมันอยู่ในช่วง 68 ถึง 100 nF และตัวเก็บประจุดังกล่าวสามารถทำงานในวงจรกระแสตรงสลับหรือเร้าใจ

พวกเขาสามารถพบได้ในตัวกรองบรรทัดเป็นตัวเก็บประจุ X / Y เช่นเดียวกับในวงจรแหล่งจ่ายไฟรองที่พวกเขาจะใช้ในการกำจัดสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปและการดูดซับเสียงถ้าวงจรมีความถี่สูง บางครั้งโดยไม่ใช้ตัวเก็บประจุเหล่านี้ความล้มเหลวของอุปกรณ์อาจเป็นอันตรายต่อชีวิตของผู้คน

ตัวเก็บประจุเซรามิกแรงดันสูงชนิดพิเศษคือ ตัวเก็บประจุชีพจรแรงดันสูงใช้สำหรับโหมดพัลส์ที่ทรงพลัง ตัวอย่างของตัวเก็บประจุเซรามิกแรงดันสูงเช่น K15U, KVI และ K15-4 ในประเทศ ตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 30,000 โวลต์และพัลส์ไฟฟ้าแรงสูงสามารถติดตามได้ที่ความถี่สูงมากถึง 10,000 พัลส์ต่อวินาที เซรามิกมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่เชื่อถือได้และรูปร่างพิเศษของตัวเก็บประจุและการจัดเรียงของแผ่นป้องกันการพังทลายจากภายนอก

ตัวเก็บประจุดังกล่าวได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในวงจรในอุปกรณ์วิทยุกำลังสูงและยินดีต้อนรับอย่างมากตัวอย่างเช่นกับ teslostroiteley (สำหรับการออกแบบ เทสลาคอยส์ บนช่องว่างแบบประกายหรือบนหลอด - SGTC, VTTC)

ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ (polyethylene terephthalate, lavsan)ยกตัวอย่างเช่น K73-17 หรือ CL21 ที่ใช้ฟิล์มโลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งและบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ เคสของพวกเขาทำจากสารประกอบอีพอกซีช่วยให้ตัวเก็บประจุต้านทานความชื้นทนความร้อนและทำให้พวกเขาทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและตัวทำละลาย

ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์มีอยู่ในความจุตั้งแต่ 1 nF ถึง 15 microfarads และถูกออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าจาก 50 ถึง 1500 โวลต์ พวกเขาโดดเด่นด้วยความมั่นคงที่อุณหภูมิสูงที่มีความจุสูงและขนาดเล็ก ราคาของตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ไม่สูงดังนั้นจึงเป็นที่นิยมในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบัลลาสต์ของหลอดประหยัดพลังงาน

เครื่องหมายตัวเก็บประจุประกอบด้วยตัวอักษรที่แสดงถึงความอดทนต่อการเบี่ยงเบนของความจุจากค่าเล็กน้อยรวมถึงตัวอักษรและตัวเลขที่จุดเริ่มต้นของการทำเครื่องหมายระบุแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาตเช่น 2A102J - ตัวเก็บประจุสำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ 100 โวลต์ . ตารางการติดฉลากสามารถพบได้ง่ายบนอินเทอร์เน็ต

ความจุและแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายทำให้สามารถใช้ตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ใน DC, AC และวงจรกระแสพัลซิ่งได้

ตัวเก็บประจุโพรพิลีนตัวอย่างเช่น K78-2 ซึ่งแตกต่างจากโพลีเอสเตอร์มีฟิล์มโพรพิลีนเป็นฉนวน ตัวเก็บประจุชนิดนี้มีอยู่ในความจุตั้งแต่ 100 pF ถึง 10 microfarads และแรงดันไฟฟ้าสามารถสูงถึง 3000 volts

ข้อดีของตัวเก็บประจุเหล่านี้ไม่เพียง แต่เป็นแรงดันไฟฟ้าสูง แต่ยังมีค่าการสูญเสียสัมผัสที่ต่ำมากเนื่องจากtanδต้องไม่เกิน 0.001 ตัวเก็บประจุดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายเช่นในเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำและสามารถทำงานที่ความถี่ที่วัดได้โดยหลายสิบหรือหลายร้อยกิโลเฮิร์ตซ์

สมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษ เริ่มตัวเก็บประจุโพรพิลีนเช่น CBB-60 ตัวเก็บประจุเหล่านี้ใช้สำหรับสตาร์ทมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับ พวกมันถูกพันด้วยฟิล์มโพลีโพรพีลีนบนแกนพลาสติกแล้วม้วนก็จะเต็มไปด้วยสารประกอบ

ที่อยู่อาศัยตัวเก็บประจุทำจากวัสดุที่ไม่รองรับการเผาไหม้นั่นคือตัวเก็บประจุที่ทนไฟได้อย่างสมบูรณ์และเหมาะสำหรับการใช้งานในสภาวะที่รุนแรง ข้อสรุปสามารถเป็นแบบมีสายหรือภายใต้ขั้วและภายใต้สายฟ้า เห็นได้ชัดว่าตัวเก็บประจุประเภทนี้ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานที่ความถี่เครือข่ายอุตสาหกรรม

ตัวเก็บประจุเริ่มต้นนั้นมีให้ใช้สำหรับการสลับแรงดันไฟฟ้าจาก 300 ถึง 600 โวลต์และช่วงของความจุโดยทั่วไปคือตั้งแต่ 1 ถึง 1,000 microfarads

ดูเพิ่มเติมที่หัวข้อนี้: การใช้ตัวเก็บประจุในวงจรอิเล็กทรอนิกส์