Как работают керамические конденсаторы и электролитические конденсаторы
В процессе проектирования схемы конденсаторы используются для фильтрации. Иногда используются электролитические конденсаторы, а иногда — керамические конденсаторы. Иногда используются оба. Я хотел бы спросить: какова роль использования электролитических конденсаторов? Какова функция использования обычных керамических конденсаторов? Как рассчитать размер его емкости? Как выбрать и определить выдерживаемое напряжение электролитических конденсаторов? В каких случаях следует использовать электролитические конденсаторы, в каких случаях следует использовать керамические конденсаторы, а в каких случаях следует использовать оба? В старой версии аналоговой электронной книги было упомянуто, что существует специальная формула для расчета размера конденсатора, но некоторые ИС и им подобные имеют правила, как подобрать конденсатор в своем даташите, я надеюсь, что это может помочь тебе.
Электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы обычно используются между источником питания ИС и землей, чтобы играть роль фильтра. Керамические конденсаторы используются отдельно для развязки. Его использование обычно объясняется в IC. Актуально, возьмите 0.01uf для керамики.
Если я хочу заменить определенный конденсатор другим конденсатором, должен ли я удовлетворять требованиям как по емкости, так и по выдерживаемому напряжению? Иногда трудно найти лучшее из обоих миров. Можно ли сейчас отказаться от одного из них?
Диапазон конденсаторов фильтра слишком широк, вот краткий рассказ о конденсаторе байпаса (развязки) питания.
Выбор фильтрующего конденсатора зависит от того, используете ли вы его в локальном источнике питания или в глобальном источнике питания. Для местного источника питания он должен играть роль переходного источника питания. Зачем добавлять конденсаторы для питания? Это связано с тем, что текущее потребление устройства быстро меняется в зависимости от требования управления (например, контроллера DDR), и при обсуждении в высокочастотном диапазоне необходимо учитывать параметры распределения схемы. Благодаря наличию распределенной индуктивности предотвращается резкое изменение тока и снижается напряжение на выводе питания микросхемы, т. е. образуются шумы. Кроме того, источник питания с обратной связью по току имеет время реакции - то есть он не будет производить регулировку до тех пор, пока не произойдет колебание напряжения в течение определенного периода времени (обычно уровня мс или мкс). Для текущего изменения спроса уровня ns такая задержка также формирует фактический шум. Следовательно, роль конденсатора состоит в том, чтобы обеспечить маршрут с низким индуктивным реактивным сопротивлением (импедансом) для удовлетворения быстрых изменений в потреблении тока.
Основываясь на приведенной выше теории, расчет емкости следует производить в соответствии с энергией, которую конденсатор может обеспечить для изменения тока. При выборе типа конденсатора нужно учитывать его паразитную индуктивность, то есть паразитная индуктивность должна быть меньше, чем распределенная индуктивность силового тракта.
Обсуждение вопросов должно начинаться с сути. Прежде всего, вы, наверное, знаете, что конденсаторы — это изоляция постоянного тока, а катушки индуктивности — наоборот. Все они основаны на основных принципах. В настоящее время конденсатор выполняет две наиболее распространенные функции. Одним из них является изоляция постоянного тока между полюсами. Некоторые люди также называют его конденсатором связи, потому что он изолирует постоянный ток, но ему необходимо пропускать сигналы переменного тока. Путь постоянного тока ограничен несколькими ступенями, что позволяет упростить очень сложный расчет рабочей точки, а вторая — фильтрация. В основном эти два. В качестве связи значение конденсатора строго не требуется, если его импеданс не слишком велик, так что затухание сигнала слишком велико.
Но для последнего его нужно рассматривать с точки зрения фильтра. Например, фильтрация источника питания на входе требует фильтрации низкочастотного (например, частоты сети) шума и высокочастотного шума, поэтому ее необходимо использовать одновременно. Большие конденсаторы и маленькие конденсаторы. Некоторые люди скажут, с большим конденсатором, зачем вам маленький? Это связано с тем, что большая емкость, большая индуктивность из-за большой пластины и штыревого конца не работают на высоких частотах. Маленькие конденсаторы как раз наоборот. Размер можно использовать для определения емкости. Что касается выдерживаемого напряжения, то оно должно быть постоянным, иначе он взорвется. Даже у неэлектролитических конденсаторов иногда он не взрывается, а его работоспособность тоже снижается. Это слишком много, чтобы говорить об этом, давайте сначала поговорим об этом. Все они являются фильтрующими функциями. Алюминиевый электролитический конденсатор имеет относительно большую емкость и в основном используется для устранения низкочастотных помех. Емкость составляет около 1 мА тока, что соответствует 2 ~ 3 мкФ, если требования слишком высоки, 1 мА может соответствовать 5 ~ 6 мкФ. Неполярные конденсаторы используются для фильтрации высокочастотных сигналов. Большую часть времени он используется один, он используется для удаления корня лотоса. Иногда его можно использовать параллельно с электролитическими конденсаторами. ВЧ характеристики у керамических конденсаторов лучше, но на определенной частоте (около 6МГц, точно не помню) емкость быстро падает.
Роль электролитических конденсаторов и меры предосторожности при использовании
1. Роль электролитических конденсаторов в цепях
1. Эффект фильтрации. В цепи питания схема выпрямителя превращает переменный ток в пульсирующий постоянный ток, а электролитический конденсатор большой емкости подключается после схемы выпрямителя, и выпрямленное пульсирующее постоянное напряжение становится относительно стабильным постоянным напряжением. На практике, чтобы предотвратить изменение напряжения питания каждой части схемы из-за изменения нагрузки, электролитические конденсаторы емкостью от десятков до сотен микрофарад обычно подключаются к выходному концу источника питания и входному концу питания. нагрузка. Поскольку электролитические конденсаторы большой емкости, как правило, имеют определенную индуктивность и не могут эффективно отфильтровывать высокочастотные и импульсные сигналы помех, конденсатор емкостью 0.001--0.lpF подключается параллельно с обоих концов для фильтрации высокочастотных сигналов. и импульсные помехи.
2. Эффект связи: в процессе передачи и усиления низкочастотных сигналов, чтобы предотвратить влияние статических рабочих точек передней и задней цепей друг на друга, часто используется емкостная связь. Чтобы предотвратить чрезмерные потери низкочастотных составляющих в сигнале, обычно используют электролитические конденсаторы большей емкости.
Во-вторых, метод оценки электролитического конденсатора
Общие неисправности электролитических конденсаторов включают снижение емкости, исчезновение емкости, пробивное короткое замыкание и утечку. Изменение емкости вызвано постепенным высыханием электролита внутри электролитического конденсатора во время использования или размещения, при этом обычно добавляются пробой и утечка. Напряжение слишком высокое или само качество не очень хорошее. Судить о качестве конденсатора блока питания обычно можно по сопротивлению мультиметра. Конкретный метод: замкните накоротко два контакта конденсатора, чтобы разрядить его, и используйте черный щуп мультиметра для подключения положительного электрода электролитического конденсатора. Красный измерительный провод подключается к отрицательному полюсу (для аналогового мультиметра измерительный провод интермодулируется при измерении цифровым мультиметром). В норме тестовая стрелка должна качаться в сторону малого сопротивления, а затем постепенно возвращаться на бесконечность. Чем больше размах стрелки или медленнее скорость возврата, тем больше емкость конденсатора, и наоборот, меньше емкость конденсатора. Если стрелка не меняется где-то посередине, значит конденсатор негерметичен. Если значение индикации сопротивления мало или равно нулю, это означает, что конденсатор вышел из строя и замкнуло накоротко. Поскольку напряжение батареи, используемой мультиметром, обычно очень низкое, более точно измерять конденсатор с низким выдерживаемым напряжением. Когда выдерживаемое напряжение конденсатора высокое, несмотря на нормальное измерение, при добавлении высокого напряжения может возникнуть утечка или удар. явление износа.
3. Меры предосторожности при использовании электролитических конденсаторов
1. Так как электролитические конденсаторы имеют положительную и отрицательную полярность, их нельзя подключать вверх ногами при использовании в цепях. В цепи источника питания положительный полюс электролитического конденсатора подключается к выходной клемме источника питания при выходе положительного напряжения, а отрицательный полюс подключается к земле; когда на выходе отрицательное напряжение, отрицательный полюс подключается к выходной клемме, а положительный полюс заземляется. При смене полярности фильтрующего конденсатора в цепи питания фильтрующее действие конденсатора сильно снижается, с одной стороны колеблется выходное напряжение блока питания, а с другой стороны электролитический конденсатор, который эквивалентен резистору, нагревается из-за обратного питания. Когда обратное напряжение превышает определенное значение, обратное сопротивление утечки конденсатора становится очень маленьким, так что конденсатор лопается и выходит из строя из-за перегрева в течение короткого времени после включения питания.
2. Напряжение, подаваемое на оба конца электролитического конденсатора, не может превышать его допустимое рабочее напряжение. При проектировании фактической схемы следует зарезервировать определенный запас в соответствии с конкретной ситуацией. При проектировании фильтрующего конденсатора регулируемого источника питания, если напряжение сети переменного тока составляет 220~, выпрямленное напряжение вторичной обмотки трансформатора может достигать 22В. В настоящее время электролитический конденсатор с выдерживаемым напряжением 25 В в целом может соответствовать требованиям. Однако, если напряжение сети переменного тока сильно колеблется и может подняться до более чем 250 В, лучше всего выбрать электролитический конденсатор с выдерживаемым напряжением более 30 В.
3. Электролитические конденсаторы не должны находиться в цепи рядом с мощными нагревательными элементами во избежание быстрого высыхания электролита из-за нагрева.
4. Для фильтрации сигналов с положительной и отрицательной полярностью можно последовательно соединить два электролитических конденсатора с той же полярностью, что и неполярный конденсатор.
Как пользоваться мультиметром для измерения емкости?
Используйте стрелочный мультиметр для измерения емкости. См. прикрепленное изображение: мультиметр стрелочного типа можно использовать для определения емкости. В основе лежит то, что электрический барьер мультиметра эквивалентен источнику питания постоянного тока с внутренним сопротивлением, а емкость может быть заряжена. Со временем напряжение на конденсаторе постепенно увеличивается. Зарядный ток постепенно уменьшается, пока не достигнет нуля. Шаги
1. Выберите соответствующую передачу для электрического блока. Как правило, если емкость ниже 0.01 мкФ, выберите передачу x10k; около 1-10 мкФ, выберите передачу X1k; выше 47 мкФ выберите передачу x100 или передачу x10.
2. Для каждого теста замкните конденсатор проводом, а затем выполните следующий тест после разрядки.
3. Электролитические конденсаторы имеют полярность, и во время использования положительный электрод имеет более высокий потенциал, чем отрицательный. Поскольку черный щуп подключается к положительному электроду батареи в часах, черный щуп подключается к положительному электроду электролитического конденсатора, а красный щуп подключается к отрицательному электроду конденсатора. Хорошая емкостная характеристика заключается в том, что стрелка при обнаружении отклоняется вниз, а затем постепенно возвращается в положение механического нуля (то есть сопротивление бесконечно).
Отклонение указателя связано с электрической емкостью и электрическим барьером, и чем больше емкость, тем больше отклонение. На практике обращайте внимание на правила и накапливайте данные. Метод регулировки механического нуля измерительной головки заключается в использовании плоской отвертки для выравнивания прорези механической регулировки нуля на измерительной головке, когда перо измерителя не закорочено, и не для измерения какого-либо устройства, а также поворота влево и вправо, чтобы сделать измеритель указатель указывает на ноль. Работоспособность конденсатора, потерявшего емкость, заключается в том, что указатель обнаружения не отклоняется и его не нужно разряжать. Работоспособность конденсатора, теряющего часть емкости, заключается в том, что по сравнению со штатным конденсатором прогиб стрелки не на месте. Об этом можно судить по опыту или по эталонному конденсатору такой же емкости и по максимальной амплитуде качания стрелки.
Эталонный конденсатор не обязательно должен иметь такое же значение выдерживаемого напряжения, если емкость одинакова. Например, для оценки конденсатора 100 мкФ/250 В сначала можно использовать в качестве эталона конденсатор 100 мкФ/25 В, поскольку максимальная амплитуда колебания указателя одинакова, можно сделать вывод, что емкость одинакова. Характеристики емкости рассеяния заключаются в том, что стрелка не может вернуться в механическое нулевое положение (то есть сопротивление бесконечно). Следует отметить, что утечка электролитических конденсаторов больше или меньше, утечка низкого выдерживаемого напряжения велика, а утечка высокого выдерживаемого напряжения мала; используйте x10k, чтобы измерить утечку, и используйте блок ниже xlk, чтобы измерить утечку, чтобы определить, есть ли утечка конденсатора.
Для конденсаторов выше 1000 мкФ вы можете использовать блок Rxl0, чтобы сначала быстро зарядить его, и первоначально оценить емкость конденсатора, а затем переключиться на блок Rxlk, чтобы продолжить измерение некоторое время. В это время указатель не должен возвращаться, а должен остановиться на бесконечности или очень близко к ней, иначе может произойти утечка. Для некоторых конденсаторов ниже десятков микрофарад, после полной зарядки блока Rxlk, используйте блок Rx10k для продолжения измерения, при этом стрелка должна остановиться на бесконечности и не возвращаться. За исключением электролитических конденсаторов, выдерживаемое напряжение керамических, полиэфирных, металлизированных бумажных и монолитных конденсаторов превышает 40 В. Проверьте мультиметром, какой бы блок ни был, исправный конденсатор не должен течь. Для измерения конденсаторов малой емкости с помощью мультиметра можно использовать эффект усиления маломощных кремниевых NPN-триодов, метод показан на рис. 1(f). С помощью резистора Rxlk заблокируйте, черный щуп подсоедините к коллектору, красный щуп подсоедините к эмиттеру, прикоснитесь малым конденсатором к коллектору, а стрелка должна отклониться. Принцип заключается в том, что когда конденсатор заряжается, зарядный ток вводит базовый ток в базу, и этот ток усиливается триодом, и отклонение стрелки более очевидно.
