ахбор

Конденсаторҳо яке аз ҷузъҳои маъмултарин дар тахтаҳои ноҳиявӣ мебошанд. Бо афзоиши шумораи дастгоҳҳои электронӣ (аз телефонҳои мобилӣ то мошинҳо) талабот ба конденсаторҳо зиёд мешавад. Пандемияи Ковид 19 занҷири ҷаҳонии таъминоти ҷузъҳои нимноқилро халалдор кард. ба ҷузъҳои ғайрифаъол ва конденсаторҳо намерасанд1.
Муҳокимаҳоро дар мавзӯи конденсаторҳо ба осонӣ ба китоб ё луғат табдил додан мумкин аст. Аввалан, намудҳои гуногуни конденсаторҳо мавҷуданд, аз қабили конденсаторҳои электролитӣ, конденсаторҳои плёнка, конденсаторҳои сафолӣ ва ғайра. Сипас, дар як навъи конденсаторҳо гуногунанд. Маводҳои диэлектрикӣ.Инчунин синфҳои гуногун мавҷуданд.Дар мавриди сохтори физикӣ, намудҳои конденсатори ду-терминалӣ ва се-терминалӣ мавҷуданд.Инчунин як конденсатори навъи X2Y мавҷуд аст, ки аслан як ҷуфт конденсаторҳои Y дар як капсуланд.Дар бораи суперконденсаторҳо чӣ гуфтан мумкин аст ?Ҳақиқат ин аст, ки агар шумо нишастед ва ба хондани дастурҳои интихоби конденсаторҳо аз истеҳсолкунандагони асосӣ шурӯъ кунед, шумо метавонед рӯзро ба осонӣ гузаронед!
Азбаски ин мақола дар бораи асосҳо аст, ман усули дигарро ҳамчун маъмул истифода хоҳам кард. Тавре ки қаблан зикр гардид, дастурҳои интихоби конденсаторҳоро метавон ба осонӣ дар вебсайтҳои таъминкунандаи 3 ва 4 пайдо кард ва муҳандисони соҳа одатан метавонанд ба аксари саволҳо дар бораи конденсаторҳо ҷавоб диҳанд. Дар ин мақола, Ман он чизеро, ки шумо дар Интернет пайдо карда метавонед, такрор намекунам, балки тавассути мисолҳои амалӣ чӣ гуна интихоб ва истифода бурдани конденсаторҳоро нишон медиҳам. Баъзе ҷанбаҳои камтар маълуми интихоби конденсаторҳо, аз қабили таназзули иқтидорҳо низ баррасӣ хоҳанд шуд. Пас аз хондани ин мақола, шумо бояд истифодаи конденсаторхоро нагз фахманд.
Солҳо пеш, вақте ки ман дар як ширкате, ки таҷҳизоти электронӣ кор мекардам, мо ба як муҳандиси электроникаи барқ ​​​​як саволи мусоҳиба доштем. Дар диаграммаи схематикии маҳсулоти мавҷуда, мо аз номзадҳои эҳтимолӣ мепурсем: "Вазифаи электролизии DC пайвандак чист? конденсатор?» ва "Функсияи конденсатори сафолӣ дар паҳлӯи чип чист?" Мо умедворем, ки ҷавоби дуруст конденсатори автобуси DC аст, ки барои нигоҳдории энергия истифода мешавад, конденсаторҳои сафолӣ барои филтр истифода мешаванд.
Ҷавоби “дуруст”е, ки мо меҷӯем, воқеан нишон медиҳад, ки ҳама дар гурӯҳи тарроҳӣ ба конденсаторҳо аз нуқтаи назари схемаи оддӣ менигаранд, на аз нуқтаи назари назарияи майдон. Нуктаи назари назарияи схема хато нест. Дар басомадҳои паст (аз чанд кГц) то чанд МГс), назарияи схема одатан мушкилотро хуб шарҳ дода метавонад. Ин дар он аст, ки дар басомадҳои паст сигнал асосан дар ҳолати дифференсиалӣ қарор дорад. Бо истифода аз назарияи схема, мо конденсаторро дар расми 1 нишон дода метавонем, ки дар он муқовимати силсилаи эквивалентӣ ( ESR) ва индуктивии силсилаи эквивалентӣ (ESL) импеданси конденсаторро бо басомад тағир медиҳанд.
Ин модел иҷрои схемаро ҳангоми оҳиста иваз кардани схема пурра мефаҳмонад. Аммо, бо афзоиши басомад, корҳо бештар ва мураккабтар мешаванд. Дар баъзе нуқтаҳо, ҷузъ ба нишон додани ғайрихаттӣ оғоз мекунад. Вақте ки басомад зиёд мешавад, модели оддии LCR маҳдудиятҳои худро дорад.
Имрӯз, агар ба ман як саволи мусоҳиба дода шавад, ман айнаки мушоҳидаи назарияи саҳроии худро мепӯшидам ва мегуфтам, ки ҳарду намуди конденсаторҳо дастгоҳҳои нигаҳдории энергия мебошанд. Фарқият дар он аст, ки конденсаторҳои электролитикӣ нисбат ба конденсаторҳои сафолӣ метавонанд энергияи бештарро нигоҳ доранд. Аммо аз ҷиҳати интиқоли энергия , конденсаторҳои сафолӣ метавонанд энергияро тезтар интиқол диҳанд. Ин мефаҳмонад, ки чаро конденсаторҳои сафолӣ бояд дар паҳлӯи чип ҷойгир карда шаванд, зеро чип нисбат ба схемаи асосии барқ ​​​​басомади гузариш ва суръати гузаришро дорад.
Аз ин нуқтаи назар, мо метавонем танҳо ду стандарти кори конденсаторҳоро муайян кунем. Яке он аст, ки конденсатор чӣ қадар энергияро захира карда метавонад ва дигаре ин аст, ки ин энергия то чӣ андоза зуд интиқол дода мешавад. Ҳарду аз усули истеҳсоли конденсатор, маводи диэлектрикӣ вобастаанд. пайвастшавӣ бо конденсатор ва ғайра.
Вақте ки коммутатор дар занҷир баста мешавад (ниг. ба расми 2), ин нишон медиҳад, ки сарборӣ аз манбаи барқ ​​​​эҳтиёҷ дорад. Суръати пӯшидани ин коммутатор шиддатнокии талаботро муайян мекунад. Азбаски энергия бо суръати рӯшноӣ (ним) ҳаракат мекунад. суръати рӯшноӣ дар маводи FR4), барои интиқоли энергия вақт лозим аст. Илова бар ин, номутобиқатии импеданс байни манбаъ ва хати интиқол ва бор вуҷуд дорад. Ин маънои онро дорад, ки энергия ҳеҷ гоҳ дар як сафар интиқол дода намешавад, балки дар якчанд маротиба. сафарҳои даврӣ5, ки чаро вақте ки коммутатор зуд иваз мешавад, мо дар шакли мавҷи гузариш таъхирҳо ва зангро мебинем.
Расми 2: Барои паҳншавии энергия дар фазо вақт лозим аст; номувофиқатии импеданс боиси сафарҳои сершумори интиқоли энергия мегардад.
Далели он, ки интиқоли энергия вақт ва сафарҳои сершуморро талаб мекунад, ба мо мегӯяд, ки мо бояд манбаи энергияро то ҳадди имкон ба сарборӣ наздик созем ва мо бояд роҳи зуд интиқол додани энергияро пайдо кунем. Аввалин одатан тавассути коҳиш додани энергияи ҷисмонӣ ба даст оварда мешавад. масофаи байни сарборӣ, Калиди ва capacitor.Дар охир аст, бо ҷамъоварии як гурӯҳи capacitors бо хурдтарин impedance ба даст.
Назарияи майдон инчунин мефаҳмонад, ки чӣ боиси садои ҳолати умумӣ мегардад. Хулоса, садои ҳолати умумӣ вақте ба вуҷуд меояд, вақте ки талаботи энергияи сарбор ҳангоми гузариш қонеъ карда намешавад. Аз ин рӯ, энергияи захирашуда дар фазои байни сарборӣ ва ноқилҳои наздик барои дастгирӣ таъмин карда мешавад. Талаботи қадам. Фосилаи байни сарборӣ ва ноқилҳои наздик он чизест, ки мо онро паразитӣ/иқтидори мутақобила меномем (ниг. Расми 2).
Мо мисолҳои зеринро барои нишон додани тарзи истифодабарии конденсаторҳои электролитӣ, конденсаторҳои сафолии чандқабата (MLCC) ва конденсаторҳои плёнка истифода мебарем. Барои шарҳ додани кори конденсаторҳои интихобшуда ҳам назарияи ноҳиявӣ ва ҳам майдон истифода мешаванд.
Конденсаторҳои электролитӣ асосан дар пайванди DC ҳамчун манбаи асосии энергия истифода мешаванд. Интихоби конденсатори электролитӣ аксар вақт аз инҳо вобаста аст:
Барои иҷрои EMC, муҳимтарин хусусиятҳои конденсаторҳо импеданс ва басомадҳо мебошанд. Партобҳои басомади пасти гузаронидашуда ҳамеша аз кори конденсатори пайвасти DC вобаста аст.
Муқовимати пайванди доимии доимӣ на танҳо аз ESR ва ESL-и конденсатор, балки аз майдони ҳалқаи гармӣ низ вобаста аст, тавре ки дар расми 3 нишон дода шудааст. таъсир мерасонад.
Барои исботи ин, конвертери поёнии DC-DC сохта шудааст. Танзими санҷиши пеш аз мувофиқати EMC, ки дар расми 4 нишон дода шудааст, сканкунии партобҳои байни 150кГс ва 108МГс анҷом медиҳад.
Боварӣ ҳосил кардан муҳим аст, ки конденсаторҳои дар ин мисол истифодашаванда ҳама аз як истеҳсолкунанда мебошанд, то аз фарқиятҳо дар хусусиятҳои импеданс канорагирӣ кунанд. Ҳангоми кафшер кардани конденсатор дар PCB, боварӣ ҳосил кунед, ки ҳеҷ гуна симҳои дароз вуҷуд надорад, зеро ин ESL-ро зиёд мекунад. конденсатор. Тасвири 5 се конфигуратсияро нишон медиҳад.
Натиҷаҳои партобҳои ин се конфигуратсия дар расми 6 нишон дода шудаанд. Ин мумкин аст, ки дар муқоиса бо як конденсатори ягонаи 680 мкФ, ду конденсатори 330 мкФ қобилияти паст кардани садои 6 дБ дар диапазони васеътари басомадро ба даст меоранд.
Аз назарияи занҷир метавон гуфт, ки бо пайваст кардани ду конденсатор ҳам ESL ва ҳам ESR ду баробар кам мешаванд.Аз нуқтаи назари назарияи майдон на танҳо як манбаи энергия вуҷуд дорад, балки ба як сарбории ду манбаи энергия дода мешавад. , самаранок кам кардани вақти умумии интиқоли энергия. Аммо, дар басомадҳои баландтар, фарқияти байни ду конденсатори 330 μF ва як конденсатори 680 μF кам мешавад. Ин аз он сабаб аст, ки садои басомади баланд вокуниши нокифояи энергияи қадамро нишон медиҳад. Ҳангоми наздик кардани конденсатори 330 μF ба коммутатор, мо вақти интиқоли энергияро кам мекунем, ки ин аксуламали қадами конденсаторро самаранок зиёд мекунад.
Натиҷа ба мо дарси хеле муҳимро медиҳад. Баланд бардоштани иқтидори як конденсатор умуман талаби зинаи бештари энергияро дастгирӣ намекунад. Агар имконпазир бошад, баъзе ҷузъҳои хурдтари иқтидорро истифода баред. Барои ин бисёр сабабҳои хуб мавҷуданд. Аввалан ин арзиш аст. Умуман сухан, барои андозаи як бастаи, арзиши як конденсатор меафзояд экспоненсиалӣ бо арзиши capacitance.Using як конденсатор метавонад гаронтар аз истифодаи якчанд capacitors хурдтар.Сабаби дуюм size.The маҳдудкунанда омили дар тарҳрезии маҳсулот аст, одатан баландии аз ҷузъҳо. Барои конденсаторҳои иқтидори калон, баландӣ аксаран барои тарҳрезии маҳсулот хеле калон аст. Сабаби сеюм иҷрои EMC мебошад, ки мо дар омӯзиши мисол дидем.
Омили дигаре, ки ҳангоми истифодаи конденсатори электролитикӣ ба назар гирифта мешавад, ин аст, ки вақте ки шумо ду конденсаторро барои мубодилаи шиддат пайваст мекунед, ба шумо муқовимати мутавозинкунанда 6 лозим мешавад.
Тавре ки дар боло зикр гардид, конденсаторҳои сафолӣ дастгоҳҳои миниётуравӣ мебошанд, ки метавонанд зуд энергия таъмин кунанд. Ба ман аксар вақт савол медиҳанд, ки "Ба ман чӣ қадар конденсатор лозим аст?" Ҷавоб ба ин савол ин аст, ки барои конденсаторҳои сафолӣ арзиши зарфият набояд он қадар муҳим бошад. Баррасии муҳим дар ин ҷо муайян кардани он аст, ки дар кадом басомад суръати интиқоли энергия барои барномаи шумо кофӣ аст.
Ин боз як нофаҳмии MLCC аст. Ман дидам, ки муҳандисон пеш аз пайваст кардани конденсаторҳо ба нуқтаи истинод ба РБ тавассути пайраҳаҳои тӯлонӣ барои интихоби конденсаторҳои сафолии дорои ESR ва ESL камтарин нерӯи зиёд сарф мекунанд. Бояд қайд кард, ки ESL-и MLCC одатан хеле зиёд аст. пасттар аз inductance пайвастшавӣ оид ба board.Inductance Пайвастшавӣ ҳанӯз ҳам муҳимтарин параметр таъсир impedance басомади баланди capacitors сафолї7.
Дар расми 7 мисоли бад нишон дода шудааст. Изҳои дароз (дарозии 0,5 дюйм) ҳадди аққал inductance 10nH-ро муаррифӣ мекунанд. Натиҷаи моделиронӣ нишон медиҳад, ки импеданси конденсатор дар нуқтаи басомад (50 МГс) хеле баландтар мешавад.
Яке аз мушкилот бо MLCCҳо дар он аст, ки онҳо майл ба сохтори индуктивии тахта мувофиқат мекунанд. Инро дар мисоли дар расми 8 нишондодашуда дидан мумкин аст, ки дар он истифодаи MLCC 10 μF резонансро дар тақрибан 300 кГц ҷорӣ мекунад.
Шумо метавонед резонансро бо интихоби ҷузъи дорои ESR калонтар ё танҳо гузоштани муқовимати хурди қиматбаҳо (масалан 1 Ом) дар силсила бо конденсатор кам кунед. Ин навъи усул ҷузъҳои гумроҳиро барои пахш кардани система истифода мебарад. Усули дигар ин истифодаи иқтидори дигар аст. арзиш барои интиқоли резонанс ба нуқтаи резонанси паст ё баландтар.
Конденсаторҳои плёнка дар бисёр барномаҳо истифода мешаванд. Онҳо конденсаторҳои интихобшуда барои табдилдиҳандаҳои пурқуввати DC-DC мебошанд ва ҳамчун филтрҳои рафъи EMI дар хатҳои барқ ​​​​(AC ва DC) ва конфигуратсияҳои филтркунии режими умумӣ истифода мешаванд. Мо конденсатори X-ро ҳамчун конденсаторҳо истифода мебарем. мисоле барои нишон додани баъзе нуктаҳои асосии истифодаи конденсаторҳои филм.
Агар ҳодисаи шиддат ба вуқӯъ ояд, он барои маҳдуд кардани фишори баландтарини шиддат дар хат кӯмак мекунад, аз ин рӯ он одатан бо супрессори шиддати муваққатӣ (TVS) ё варистори оксиди металлӣ (MOV) истифода мешавад.
Шояд шумо аллакай ҳамаи инро медонед, аммо оё шумо медонистед, ки арзиши иқтидори конденсатори X-ро бо солҳои истифода метавон ба таври назаррас коҳиш дод? Ин махсусан дуруст аст, агар конденсатор дар муҳити намнок истифода шавад. Ман арзиши иқтидори конденсатори конденсатори X дар давоми як ё ду сол танҳо ба чанд фоизи арзиши номиналии худ меафтад, аз ин рӯ системае, ки дар ибтидо бо конденсатори X тарҳрезӣ шуда буд, воқеан тамоми муҳофизатеро, ки конденсатори пештара дошта метавонад, аз даст дод.
Пас, чӣ шуд? Ҳавои намӣ метавонад ба конденсатор, ба боло сим ва байни қуттӣ ва омехтаи кӯзаи эпоксидӣ резад. Металлизатсияи алюминий метавонад пас аз он оксид карда шавад. Глинозем як изолятори хуби электрикӣ аст ва ба ин васила зарфиятро коҳиш медиҳад. Ин мушкилотест, ки ҳама конденсаторҳои плёнка дучор хоҳанд шуд. Масъалае, ки ман дар бораи он гап мезанам, ғафсии филм аст. Брендҳои конденсаторҳои бонуфуз плёнкаҳои ғафсро истифода мебаранд, ки дар натиҷа конденсаторҳо нисбат ба дигар брендҳо калонтар мешаванд. Плёнкаи бориктар конденсаторро ба изофабори (шиддат, ҷараён ё ҳарорат) камтар мустаҳкам мекунад), ва ба гумон аст, ки худаш шифо ёбад.
Агар конденсатори X ба таври доимӣ ба таъминоти барқ ​​​​пайваст набошад, пас ба шумо лозим нест, ки хавотир шавед. Масалан, барои маҳсулоте, ки дар байни таъминоти барқ ​​​​ва конденсатор гузариши сахт дорад, андоза метавонад аз ҳаёт муҳимтар бошад ва пас шумо метавонед конденсатори бориктарро интихоб кунед.
Бо вуҷуди ин, агар конденсатор ба таври доимӣ ба манбаи барқ ​​пайваст бошад, он бояд хеле боэътимод бошад. Оксидшавии конденсаторҳо ногузир нест. арзиш бояд ҳадди ақал бошад.
Дар ин мақола, аввал муаррифӣ назари назарияи майдони конденсаторҳо. Намунаҳои амалӣ ва натиҷаҳои моделиронӣ нишон медиҳанд, ки чӣ тавр интихоб ва истифода аз намудҳои маъмултарини конденсаторҳо. Умедворем, ки ин маълумот метавонад ба шумо кӯмак кунад, ки нақши конденсаторҳоро дар тарҳрезии электронӣ ва EMC дарк кунед.
Доктор Мин Чжан муассис ва сармушовири EMC-и Mach One Design Ltd, як ширкати муҳандисии воқеъ дар Британияи Кабир аст, ки ба машварати EMC, бартараф кардани мушкилот ва омӯзиш тахассус дорад. Дониши амиқи ӯ дар соҳаи электроникаи барқ, электроникаи рақамӣ, муҳаррикҳо ва тарҳрезии маҳсулот аз манфиат холӣ кардааст. ширкатҳо дар саросари ҷаҳон.
In Compliance манбаи асосии ахбор, иттилоот, таълим ва илҳом барои мутахассисони муҳандисии электрикӣ ва электронӣ мебошад.
Aerospace Automotive Communications Электроникаи маишӣ Таҳсилот Энергетика ва саноати энергетикӣ Технологияҳои иттилоотӣ Мудофиаи тиббӣ ва миллӣ