Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Виды и аналоги конденсаторов – как определить тип конденсатора и подобрать аналог

Конденсаторы – электронные компоненты, состоящие из двух проводников-обкладок и находящимся между ними диэлектриком. Существует множество видов конденсаторов, имеющих сходную конструкцию, но различных по материалам, из которых изготавливаются обкладки и диэлектрический слой, и функциям в электронных схемах. Тип изделия определяется по форме, цвету, маркировке на корпусе.

В высоковольтных устройствах (умножителях напряжения, генераторах Маркса, катушках Тесла, мощных лазерах и т.п.) применяют высоковольтные конденсаторы, отличающиеся по конструкции от низковольтных. Они используются в схемах с напряжением более 1600 В. Некоторые разновидности высоковольтных электронных устройств:

  • К75-25 – импульсные модели, используемые в схемах с напряжением до 50 кВ. Их емкость – 2-25 нФ. Благодаря возможности работать с токами частотой 500 Гц, эффективны в искровых катушках Тесла.
  • К15-4. Этот тип конденсатора можно определить по корпусу цилиндрической формы зеленого цвета. Имеют небольшую емкость и используются в генераторах Маркса, старых телевизорах, умножителях напряжения и других высоковольтных низкочастотных схемах.
  • К15-5. Керамические детали кирпичного цвета, компактных габаритов, дисковой формы. Максимальное напряжение – 6,3 кВ, используются в высокочастотных фильтрах.

Керамические и стеклокерамические конденсаторы с твердым неорганическим диэлектрическим слоем выпускаются в высоковольтном и низковольтном исполнении. Отличаются компактными размерами и надежностью. Широко востребованы в вычислительной, бытовой, медицинской, военной техники, транспорте. По номинальному напряжению их разделяют на высоко- и низковольтные.

По типу конструкции выпускают следующие керамические конденсаторы:

  • КТК – трубчатые;
  • КДК – дисковые;
  • SMD – поверхностные и другие.

Для изготовления керамических конденсаторов используют не обожженную глину, а материалы, сходные с ней по структуре, – ультрафарфор, тиконд, ультрастеатит. Обкладка – серебряный слой. Керамические и стеклокерамические устройства используются в схемах, в которых важных частотные характеристики, невысокие потери при утечке, компактные габариты, невысокая стоимость.

В бумажных конденсаторах фольгированные обкладки разделяет диэлектрик из конденсаторной бумаги. Эти детали используются как в высокочастотных, так и низкочастотных цепях. Они не пользуются популярностью из-за низкой механической прочности. Более прочным вариантом является металлобумажная деталь, в которой на бумагу напыляется металлический слой.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы выпускаются в широком интервале емкостей и номинальных напряжений. Металлобумажные варианты выигрывают в плане компактности конструкции и проигрывают по стабильности сопротивления изоляции. Дополнительный плюс металлобумажных изделий – способность к самовосстановлению электрической прочности при единичных случаях пробоев бумаги.

Электролитические конденсаторы отличаются повышенной энергоемкостью и используются в цепях переменного и постоянного тока. В них диэлектриком является металлооксидный слой, созданный электрохимическим способом. Он располагается на плюсовой обложке из того же металла. Другая обложка – жидкий или сухой электролит. Металл – алюминий, ниобий или тантал.

Конденсаторы постоянной емкости относятся к устаревшим. Им на смену пришли детали переменной электроемкости. Наиболее распространены электролитические конденсаторы подстроечного типа. Их емкость меняется при регулировке, но при работе схемы остается постоянной. Благодаря герметичности корпуса и твердого полупроводника, изделия стабильны при хранении и могут использоваться при низких температурах (до -80°C) и высоких частотах.

Пленочные полистирольные изделия востребованы в схемах импульсного характера, с постоянным или высокочастотным переменным током. Такая продукция выпускается с обкладками из фольги или с пленочным диэлектриком, на который наносится тонкий металлизированный слой. Для изготовления пленочного диэлектрика используются поликарбонат, тефлон, полипропилен, металлизированная бумага. Диапазон емкостей – 5 пкФ-100 мкФ. Очень популярны высоковольтные исполнения пленочных конденсаторов – до 2000 В.

Выпускаются различные типы пленочных конденсаторов, которые различаются по:

  • размещению слоев диэлектрика и обкладок – аксиальные и радиальные;
  • материалу изготовления корпуса – полимерные и пластмассовые, выпускают модели без корпуса с эпоксидным покрытием;
  • форма – цилиндрическая и прямоугольная.

Основное преимущество такой продукции – способность к самовосстановлению, защищающая ее от вероятности преждевременного отказа. Другие плюсы – хорошие электрохимические характеристики, тепловая стабильность, способность к высоким нагрузкам при переменном токе. Благодаря выше перечисленным свойствам, пленочные и металлопленочные изделия применяются в измерительной технике, радиоэлектронике, вычислительной технике.

Также называются SMD конденсаторы. Эти радиокомпоненты предназначены для поверхностного монтажа. Типы безвыводных конденсаторов:

  • керамические;
  • пленочные;
  • танталовые.

Чип-конденсаторы имеют компактные габариты, стандартизированную форму корпуса, характеристики, во многом совпадающие с многослойными конденсаторами. Используются в печатных платах как по отдельности, так и наборами.

Таблица аналогов конденсаторов

Напишите в комментариях какие аналоги зарубежных или отечественных конденсаторов вы знаете и мы добавим их в таблицу.

Отечественный конденсатор Зарубежный аналог
К10 – керамический, низковольтный MLCC
К15 – керамический, высоковольтный Elzet
К53-16 Тип TIM, Mallory; тип B45181, Siemens
К53-16-1 Тип EF, Panasonic
К53-18 Тип TAC, Mallory
К53-20 Тип TAC, Mallory
К53-22 Тип B45196, Siemen; тип T421, Union Carbide
К53-25 Тип 935D, Sprague
К53-34 Тип EF, Panasonic; тип TDC, Mallory
К32 – слюдяной малой мощности Mica
К42 – бумажный, с металлизированными обкладками MP
К50 – электролитический, алюминиевый, фольговый Jamikon, Elzet, Capxon, Samhwa
К50-16 50В 500 мкФ Capxon KF
К50-24 25В 2200 мкФ Frolyt TGL 7198
К50-29 Vishay 601D
К50-29В 63В 220 мкФ Supertech
К71 – пленочный полистирольный KS или FKS
К76 – лакопленочный MKL
K77 – пленочный, поликарбонатный KC, MKC, FKC
К78 – пленочный, полипропиленовый KP, MKP, FKP

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?


Другие материалы по теме


Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


Конденсатор.Типы конденсаторов.

Типы конденсаторов

Конденсатор – один из самых распространённых радиоэлементов. Роль конденсатора в электронной схеме заключается в накоплении электрического заряда, разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и многое другое.

Конструктивно конденсатор состоит из двух проводящих обкладок, изолированных диэлектриком. В зависимости от конструкции и назначения конденсатора диэлектриком может служить воздух, бумага, керамика, слюда.

Основными параметрами конденсаторов являются:

  • Номинальная ёмкость. Ёмкость измеряют в Фарадах (Ф). Ёмкость в 1 Фараду очень велика. К примеру, земной шар имеет ёмкость менее 1 Ф, а точнее около 710 мкф. Правда, тут надо понимать, что физики любят аналогии. Говоря про электрическую ёмкость земного шара, они имеют ввиду, что в качестве примера взят металлический шар размером с планету Земля и являющийся уединённым проводником. Это всего лишь аналогия. В технике существует электронный компонент, который обладает ёмкостью более 1 Фарады – это ионистор.

    В основном, в электронике и радиотехнике используются конденсаторы с ёмкостью равной миллионной доле фарады – микрофарада (1мкФ = 0,000001 Ф). Также находят применение конденсаторы с ёмкостями исчисляемыми десятками – сотнями нанофарад (1нФ = 0,000000001 Ф) и пикофарад (1пФ = 0,000000000001 Ф). Номинальную ёмкость указывают на корпусе конденсатора.

    Чтобы не запутаться в сокращениях (мкФ, нФ, пФ), и научиться переводить микрофарады в пикофарады, а нанофарады в микрофарады необходимо знать о сокращённой записи численных величин.

  • Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором конденсатор выполняет свои функции. При превышении допустимого значения конденсатор будет пробит, то есть, превратится в обычный проводник. Диапазон допустимых значений рабочих напряжений конденсаторов лежит в пределах от нескольких вольт до единиц киловольт (1 киловольт – 1 000 вольт). Номинальное напряжение маркируют на корпусе конденсатора.

  • Допуск. Также как у резисторов и у конденсаторов есть допустимое отклонение величины его реальной ёмкости от той, что указана на его корпусе. Допуск обозначается в процентах. Допуск у конденсаторов может достигать

    20 – 30%. В технике, где требуется особая точность номинальных значений ёмкости, применяются конденсаторы с малым допуском (1% и менее).

Три указанных параметра являются основными. Знание этих параметров достаточно, чтобы самостоятельно подбирать конденсаторы для изготовления самоделок и ремонта электроники.

Изображается конденсатор на принципиальных схемах так, как показано на рисунке.

Типы конденсаторов

Кроме обычных существуют ещё и электролитические конденсаторы. Емкость их намного больше, чем у обычных, следовательно, габариты также существенно больше. Отличительная особенность электролитических конденсаторов – полярность. Если обычные конденсаторы можно впаивать в схему не беспокоясь о полярности прикладываемого к конденсатору напряжения, то электролитический конденсатор необходимо включать в схему строго в соответствии с полярностью напряжения. У электролитических конденсаторов один вывод плюсовой, другой минусовой.

Обозначение электролитического конденсатора на схемах.

Также широкое применение получили подстроечные конденсаторы. Подстроечные конденсаторы необходимы в тех случаях, когда требуется точная подстройка ёмкости в электронной схеме. В таких конденсаторах подстройку ёмкости производят один раз или очень редко.

Обозначается так.

Наряду с подстроечными конденсаторами существуют и конденсаторы переменной ёмкости. В отличие от подстроечных, переменные конденсаторы служат для частой подстройки ёмкости. В простом (не цифровом) приёмнике настройка на радиостанцию как раз и осуществляется с помощью конденсатора переменной ёмкости.

Свойства конденсатора
  • Конденсатор не пропускает постоянный ток и является для него изолятором.

  • Для переменного тока конденсатор не является преградой. Сопротивление конденсатора (ёмкостное сопротивление) переменному току уменьшается с увеличением его ёмкости и частоты тока, и наоборот, увеличивается с уменьшением его ёмкости и частоты тока.

Свойство конденсатора оказывать разное сопротивление переменному току нашло широкое применение. Конденсаторы используют для фильтрации, отделения одних частот от других, отделения переменной составляющей от постоянной…

Вот так выглядят конденсаторы постоянной ёмкости.

Электролитический конденсатор. Длинный вывод – плюсовой, короткий – минусовой.

Планарный электролитический конденсатор. На корпусе указана номинальная ёмкость22 мкФ (22), номинальное напряжение16 Вольт (16V). Видно, что емкость обозначена только цифрами. Ёмкость электролитических конденсаторов указывается в микрофарадах.

Со стороны отрицательного вывода конденсатора на верхней части корпуса чёрный полукруг.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Урок 2.3 - Конденсаторы

Конденсатор

Конденсатор встречается в наборах Мастер Кит (да и вообще в электронных устройствах) почти так же часто, как и резистор. Поэтому важно хотя бы в общих чертах представлять его основные характеристики и принцип работы.

Принцип работы конденсатора

В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Чем больше отношение площади пластин к толщине диэлектрика – тем выше ёмкость конденсатора. Чтобы избежать физического увеличения размеров конденсатора до огромных размеров, конденсаторы изготавливают многослойными: например, сворачивают ленты пластин и диэлектриков в рулон.
Так как любой конденсатор имеет диэлектрик, то он не способен проводить постоянный ток, но он может сохранять электрический заряд, приложенный к его обкладкам, и в нужный момент отдавать его. Это важное свойство

Давайте договоримся: радиодеталь мы называем конденсатором, а его физическую величину – ёмкостью. То есть правильно сказать так: «конденсатор имеет ёмкость 1 мкФ», но некорректно сказать: «замени на плате вон ту ёмкость». Вас, конечно, поймут, но лучше соблюдать «правила хорошего тона».

 

Электрическая ёмкость конденсатора – это главный его параметр
Чем больше ёмкость конденсатора, тем больший заряд он может сохранить. Электрическая ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается F.
1 Фарад - очень большая ёмкость (земной шар имеет ёмкость менее 1Ф), поэтому для обозначения ёмкости в радиолюбительской практике используются следующие основные размерные величины - префиксы: µ (микро), n (нано) и p (пико):
• 1 микроФарад - 10-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000µF = 1F
• 1 наноФарад - 10-9 (одна миллиардная часть), т.е. 1000nF = 1µF
• p (пико) - 10-12 (одна триллионная часть), т.е. 1000pF = 1nF

Как и Ом, Фарад – это фамилия физика. Поэтому, как культурные люди, пишем прописную букву «Ф»: 10 пФ, 33 нФ, 470 мкФ.

 

Номинальное напряжение конденсатора
Расстояние между пластинами конденсатора (особенно конденсатора большой ёмкости) очень мало, и достигает единиц микрометра. Если приложить к обкладкам конденсатора слишком высокое напряжение, слой диэлектрика может быть нарушен. Поэтому каждый конденсатор имеет такой параметр, как номинальное напряжение. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Но лучше, когда номинальное напряжение конденсатора несколько выше напряжения в схеме. То есть, например, в схеме с напряжением 16В могут работать конденсаторы с номинальным напряжением 16В (в крайнем случае), 25В, 50В и выше. Но нельзя ставить в эту схему конденсатор с номинальным напряжением 10В. Конденсатор может выйти из строя, причём часто это происходит с неприятным хлопком и выбросом едкого дыма.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях для начинающих не используется напряжение питания выше 12В, а современные конденсаторы чаще всего имеют номинальное напряжение 16В и выше. Но помнить о номинальном напряжении конденсатора очень важно.

 

Типы конденсаторов
О разнообразных конденсаторах можно написать много томов. Впрочем, это уже сделали некоторые другие авторы, поэтому я расскажу только самое необходимое: конденсаторы бывают неполярные и полярные (электролитические).


Неполярные конденсаторы
Неполярные конденсаторы (в зависимости от типа диэлектрика подразделяются на бумажные, керамические, слюдяные…) могут устанавливаться в схему как угодно – в этом они похожи на резисторы.
Как правило, неполярные конденсаторы имеют относительно небольшую ёмкость: до 1 мкФ.

 

Маркировка неполярных конденсаторов
На корпус конденсатора нанесён код из трёх цифр. Первые две цифры определяют значение ёмкости в пикофарадах (пФ), а третья – количество нулей. Так, на изображённом ниже рисунке на конденсатор нанесён код 103. Определим его ёмкость:
10 пФ + (3 нуля) = 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.


Конденсаторы ёмкостью до 10 пФ маркируются по-особенному: символ «R» в их кодировке обозначает запятую. Теперь Вы можете определить ёмкость любого конденсатора. Приведённая ниже табличка поможет Вам проверить себя.

 

Код

Номинал

Код

Номинал

Код

Номинал

1R0

1 пФ

101

100 пФ

332

3.3 нФ

2R2

2.2 пФ

121

120 пФ

362

3.6 нФ

3R3

3.3 пФ

151

150 пФ

472

4.7 нФ

4R7

4.7 пФ

181

180 пФ

562

5.6 нФ

5R1

5.1 пФ

201

200 пФ

682

6.8 нФ

5R6

5.6 пФ

221

220 пФ

752

7.5 нФ

6R8

6.8 пФ

241

240 пФ

822

8.2 нФ

7R5

7.5 пФ

271

270 пФ

912

9.1 нФ

8R2

8.2 пФ

301

300 пФ

103

10 нФ

100

10 пФ

331

330 пФ

153

15 нФ

120

12 пФ

361

360 пФ

223

22 нФ

150

15 пФ

391

390 пФ

333

33 нФ

160

16 пФ

431

430 пФ

473

47 нФ

180

18 пФ

471

470 пФ

683

68 нФ

200

20 пФ

511

510 пФ

104

0.1 мкФ

220

22 пФ

561

560 пФ

154

0.15 мкФ

240

24 пФ

621

620 пФ

224

0.22 мкФ

270

27 пФ

681

680 пФ

334

0.33 мкФ

300

30 пФ

751

750 пФ

474

0.47 мкФ

330

33 пФ

821

820 пФ

684

0.68 мкФ

360

36 пФ

911

910 пФ

105

1 мкФ

390

39 пФ

102

1 нФ

155

1.5 мкФ

430

43 пФ

122

1.2 нФ

225

2.2 мкФ

470

47 пФ

132

1.3 нФ

475

4.7 мкФ

510

51 пФ

152

1.5 нФ

106

10 мкФ

560

56 пФ

182

1.8 нФ

 

 

680

68 пФ

202

2 нФ

 

 

750

75 пФ

222

2.2 нФ

 

 

820

82 пФ

272

2.7 нФ

 

 

910

91 пФ

302

3 нФ

 

 


Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Например, вместо конденсатора 15 нФ набор может комплектоваться конденсатором 10 нФ или 22 нФ, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Керамические конденсаторы не имеют полярности и могут устанавливаться в любом положении выводов.
Некоторые мультиметры (кроме самых бюджетных) имеют функцию измерения ёмкости конденсаторов, и Вы можете воспользоваться этим способом.

 

Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика.
Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора. Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны.
На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с бОльшим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.

Внешний вид электролитического конденсатора (правильно установленный на плату конденсатор)

 

Скачать урок в формате PDF

Как проверить конденсатор, неисправности конденсаторов и их устранение

Рассмотрены возможные неисправности конденсаторов, способы проверки при помощи подручных средств и приборов. Как показывает практика ремонта за последние годы, наибольшее число отказов аппаратуры происходит по вине электролитических конденсаторов. При этом наблюдается снижение числа отказов по вине других компонентов.

Здесь будут перечислены основные виды неисправностей конденсаторов, и способы их выявления. Считается, что основными видами неисправностей конденсаторов являются пробой и обрыв, на самом деле их больше.

Обрыв электролитического конденсатора, снижение емкости

Обрыв характеризуется отсутствием емкости. Если номинальная емкость конденсатора (та, которая должна быть) ниже 20 мкФ, то единственным способом проверки будет измерение емкости. На этот случай желательно иметь мультиметр с функцией измерения емкости. Обычно такие мультиметры способны измерять емкость до 20 мкФ.

Пример мультиметра с измерением емкости из разряда «бюджетной цены» - DT9206A, но есть и масса других. Здесь все ясно, -измеряем емкость, прибором и делаем выводы:

Если емкости нет - конденсатор неисправен, - только выбросить. Если емкость понижена - конденсатор неисправен, и использовать его можно, но не желательно, потому что емкость может и еще снизиться.

Проверить наличие емкости электролитического конденсатора с номинальной емкостью более 20 мкФ в принципе можно с помощью любого мультиметра, на режиме измерения сопротивления. Выбираем предел измерения «200 кОм», сначала замыкаем выводы конденсатора чтобы снять возможно имеющийся в нем заряд, затем размыкаем выводы и подключаем к ним щупы мультиметра. На дисплее появится некоторая величина сопротивления, которая будет расти тем быстрее, чем меньше емкость

конденсатора, и через некоторое время достигнет «бесконечности». Это происходит потому что, в процессе зарядки емкости конденсатора ток через конденсатор снижается, а сопротивление, которое мультиметр определяет по функции обратной току, соответственно, растет. У полностью заряженного конденсатора сопротивление будет стремиться к бесконечности.

Если все именно так и происходит, значит, емкость у конденсатора имеется. Если же сразу «бесконечность» - увы, у конденсатора обрыв, и его можно только выкинуть. Измерить емкость электролитического конденсатора при помощи омметра в принципе то же можно.

Но весьма необычным способом. Кроме мультиметра для этого потребуется секундомер, лист бумаги, карандаш и большая кучка заведомо исправных конденсаторов разных емкостей.

Нужно расположить эти конденсаторы в порядке возрастания емкости и измеряя их сопротивление омметром, как написано выше, замерять секундомером сколько времени у каждого из них уходит от начала измерения до «бесконечности» сопротивления. Затем, эти данные записать в виде таблицы. При этом, не забыв указать на каком пределе измерения сопротивления данные были получены.

Теперь, чтобы определить емкость электролитического конденсатора, нужно измеряя его сопротивление мультиметром, определить секундомером сколько уйдет времени на достижение «бесконечности». А затем по этой таблице определить примерно емкость. Не забывайте перед каждым измерением разряжать конденсатор, временно замыкая его выводы.

Данный способ годится только для электролитических конденсаторов номинальной емкостью более 20 мкФ. У конденсаторов меньшей емкости процесс нарастания сопротивления до «бесконечности» будет происходить слишком быстро, - вы его просто не заметите.

Пробой электролитического конденсатора

Практически, пробой это замыкание внутри конденсатора. Классический пробой легко определяется омметром, потому что прибор либо показывает ноль сопротивления, либо некоторое небольшое сопротивление, которое не увеличивается или немного увеличивается, но не достигает «бесконечности».

Пробой можно определить и без приборов по внешнему виду конденсатора. Дело в том, что при пробое электролитического конденсатора внутри него электролит вскипает и выделяется газ. На верхушке корпуса современных электролитических конденсаторов есть крестообразные насечки, которые при избытке давления внутри конденсатора раскрываются, выбухают.

Внешне это очень заметно, особенно на фоне рядом находящихся исправных конденсаторов.

Впрочем, бывает, что пробой происходит как-то мягко, и «голову» конденсатору не разрывает. В любом случае - разрыв или выбухание насечек говорит о непригодности конденсатора, и его необходимо заменить.

Снижение максимального допустимого напряжения

Есть интересная неисправность конденсатора, при которой с ним происходит обратимый пробой, наступающий при превышении определенного напряжения на его обкладках. Обычно, максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора указано в его маркировке.

Но есть такая неисправность, при которой величина максимально допустимого напряжения снижается. При этом, конденсатор может казаться вполне исправным, -измеритель емкости покажет правильный результат, а сопротивление в заряженном состоянии будет «бесконечным». Но в схеме конденсатор ведет себя так, как будто он пробит.

Здесь дело именно в том, что понизилось максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора. И теперь конденсатор пробивает при значительно более низком напряжении. Но пробой этот обратимый, и при проверке омметром на напряжении ниже напряжения, вызывающего пробой, конденсатор кажется исправным.

Для проверки конденсатора на максимальное напряжение нужен лабораторный источник постоянного тока. Установите на его клеммах минимальное напряжение, подключите к ним испытуемый конденсатор (соблюдая полярность), и плавно увеличивайте напряжение до величины, немного ниже указанной на корпусе конденсатора.

Например, есть конденсатор, у которого на корпусе написано «40V», это значит, что пробоя при напряжении от нуля до 40V быть не должно. И вот выясняется, что уже при напряжении 25V у этого конденсатора начался пробой со всеми признаками, - увеличение тока, нагрев, вскипание... даже возможен переход лабораторного блока питания в режим защиты от короткого замыкания.

Все это говорит о том, что конденсатор не пригоден, потому что даже если вы планируете его использовать в цепи, где напряжение не более 25V, нет никакой гарантии, что его напряжение пробоя не опустится в любой момент еще ниже. Такой конденсатор будет вести себя нестабильно, - лучше его не паять в схему.

Увеличение внутреннего сопротивления конденсатора

Физически это выглядит так, как будто последовательно конденсатору подключили резистор. При увеличении данного параметра снижается пиковый ток через конденсатор при его заряде или разряде, вносится задержка в цепи, где этот конденсатор работает.

Данный параметр называется ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление) или в английской аббревиатуре - ESR. Для определения эквивалентного последовательного сопротивления нужен специальный прибор - измеритель ESR.

Андреев С.

Как проверить конденсатор

Старый и новый способ проверки любых конденсаторов на работоспособность. 

Раньше, когда у мастера или радиолюбителя из измерительных приборов был только обычный мультиметр типа DT830B, то конденсаторы проверялись мультиметром. Причём проверить можно было только электролитические (полярные) конденсаторы большой емкости и то весьма условно.

Проверка электролитических (полярных) конденсаторов мультиметром. Старый способ.

В настоящее время этот способ проверки конденсаторов является устаревшим. На мультиметре, в режиме измерения сопротивления выставляем значение на переключателе 2 МОм и касаемся щупами выводов конденсатора. Руками можно прикасаться только к одному выводу конденсатора с щупом, чтобы мультиметр не измерил сопротивление рук. После того как приложили щупы к выводам конденсатора, мультиметр начнет измерять сопротивление конденсатора, которое будет увеличиваться по мере заряда конденсатора от напряжения на щупах мультиметра. В какой-то момент на мультиметре появиться «1», что означает выход за пределы измеряемого диапазона мультиметра. И вот по скорости нарастания или полностью отсутствия сопротивления на мультиметре можно косвенно дать оценку работоспособности конденсатора. Для более точной проверки желательно иметь в наличии исправный конденсатор для сравнения характера скорости нарастания сопротивления. 

В этом видео смотрите пример проверки конденсатора мультиметром:

Если с электролитическими конденсаторами более менее можно определиться с работоспособностью, то конденсаторы постоянной емкости проверить с помощью обычного мультиметра нельзя. Можно конечно купить многофункциональный мультиметр с функцией проверки конденсаторов, но и он проверит только конденсаторы средней емкости, начиная от нескольких нанофарад. Конденсаторы малой емкости он не измеряет, следовательно их нельзя проверить таким мультиметром.

 

Как правильно проверить конденсатор

 

Для наиболее точной проверки любых конденсаторов на работоспособность и соответствия заявленных емкостей, я рекомендую купить недорогой ESR-метр из Китая.

 

На фото: внешний вид ESR метра из Китая

Неважно, какой у вас конденсатор электролитический или постоянный, ESR-метр проверит оба типа. Кроме того этот прибор в отличии от многофункционального мультиметра с опцией измерения емкости, измеряет ещё два параметра у электролитического конденсатора, это ESR или эквивалентное последовательное сопротивление и Vloss - это потеря напряжения или добротность в процентах.

 

Проверка конденсаторов с помощью ESR тестера

 

Для проверки конденсатора, его необходимо вставить в специальную панельку – коннектор радиодеталей. Можно сделать щупы с крокодилами для зажима ножек радиодеталей, чтобы не вставлять в эту зажимную панель, так как это не всегда удобно. После чего нажать на кнопку «TEST» и подождать пока тестер произведет измерение. Если проверяется обычный, неполярный конденсатор, то тестер нам просто покажет емкость, которая должна соответствовать номиналу, смотри фото.

На фото: проверка обычного конденсатора с помощью ESR метра

Электролитический исправный или «плохой» конденсатор должен показать три параметра: это емкость, ESR и Vloss.
По заранее известной таблице ESR исправных конденсаторов, делаем вывод о работоспособности проверяемого конденсатора.

Измеренные значения должны быть не больше указанных в таблице. 

На фото: исправный электролитический конденсатор 1000 мкФ х 16В

На фото выше значение ESR составляет 0.22 Ома минус сопротивление переходников 0.13 Ом = 0.09, то есть ESR по таблице для проверяемого конденсатора в норме.

Бывает так, что проверяемый конденсатор ничего не показывает по ESR метру, это означает или обрыв или полную потерю емкости конденсатора. То есть конденсатор просто «высох». Естественно такой конденсатор считается неисправным.

Далее в видео обзор ESR метра, проверка конденсаторов и других радиодеталей.

Купить ESR метр можно по этой ссылке

 

Добавить комментарий

Виды конденсаторов и проверка мультиметром на исправность

Конденсатор (лат. condensare — «сгущать», «уплотнять») популярная двухполюсная система, которую применяют в различных электрических цепях. Устройство способно накапливать и быстро отдавать электрический заряд. Величина емкости может быть, как постоянная, так переменная.

Описание и принцип работы кондесатора

В самом простом случае конденсатор представляет собой две противоположно заряженные пластины с диэлектрической (изолирующей) прокладкой между ними. Диэлектрик имеет очень малую толщину, в сравнении с площадью пластин. Роль диэлектрика может выполнять даже воздух.

В реальном производстве большинство конденсаторов представляют собой многослойные рулоны из токопроводящих электродов, разделенные диэлектриком. Собраны рулоны в цилиндрическом корпусе.

Трудно найти электрическую схему, в которой бы не принимал участия конденсатор.

В различных схемах этот элемент выполняет роль накопителя энергии. Классическая схема, объясняющая действие конденсатора, представлена на рисунке.

Обычная лампочка подсоединена к конденсатору, который с помощью переключателя, через сопротивление, может заряжаться от гальванической батареи. При изменении положения переключатель отсоединяет батарею от конденсатора и соединяет его с лампочкой. Устройство отдает накопленный заряд лампе и можно наблюдать кратковременную вспышку.

На первый взгляд, он напоминает действие батарейки, но отличается от нее по принципу зарядки, скорости разрядки, емкости.

Когда конденсатор подключают к заряжающему устройству, на электродах оказывается много места и ток зарядки сначала максимальный. По мере того как пластины заряжаются, ток уменьшается и исчезает при полной зарядке. На одной пластине собираются электроны — отрицательно заряженные частицы, на другой — ионы, положительные частицы. Чтобы они не перескакивали с одной пластины на другую нужен диэлектрик.

Напряжение, в отличие от тока, растет по мере насыщения конденсатора. Когда от него отключают батарею он сам, как батарейка, становится источником тока. Но, в отличие от батареи, конденсатор разряжается быстро.

Характеристики параметров устройства

Все важные значения параметров конденсатора расположены на корпусе. На нем также указывается тип элемента, дата выпуска, изготовитель.

Самой важной характеристикой является емкость.

Емкость – это величина заряда, который может накопить и отдать элемент. Емкость измеряется в Фарадах. Один Фарад равен емкости, при которой за одну секунду и силе тока в один ампер между прокладками создается напряжение один вольт. Это довольно большая величина и на практике в магнитофонах, плеерах используются миллионные и тысячные части фарады.

После значения ёмкости на корпусе показываются допустимые отклонения от неё.

Следующий важный параметр — номинальное напряжение. Всегда необходимо брать радиодеталь с запасом по напряжению, иначе, может случиться пробой диэлектрика и элемент выйдет из строя.

Кроме того, у каждого конденсатора есть еще различные характеристики: рабочая температура, ток номинальный переменный или постоянный.

Они бывают однофазные и трехфазные.

Классификация конденсаторов

В основном они различаются по типу диэлектрика. Именно от него зависят максимальное напряжение, сопротивление, стабильность.

По диэлектрику

По особенностям диэлектрика можно выделить следующие типы:

  • Жидкий.
  • Вакуумный. Когда пластины находятся в вакууме, и он же выступает диэлектриком.
  • Газовый.
  • Электролитический и оксид-полупроводниковый. Непроводящим слоем здесь выступает оксидный слой анода. У этого типа самая большая удельная емкость.
  • Твердый органический диэлектрик. Изолятором выступает пленка, бумага, метало — бумага.
  • Твердый неорганический диэлектрик. Керамические, слюдяные, стеклянные и комбинированные непроводящие элементы.

По изменению емкости

По этой характеристике можно выделить следующие устройства:

  • Постоянные. Во время работы их емкость не меняется.
  • Переменные. Обладают способностью изменять свою емкость. Это может быть механический метод — реостат. Либо изменение электрического напряжения, либо температуры.
  • Подстроечные. Подстраиваются механически вручную при настройке схемы прибора. Чтобы устройство работало нормально.

По назначению и использованию

По сфере эксплуатации все конденсаторы разделяются на следующие типы:

  • Низковольтные. Часто используемые в схемах бытовых устройств.
  • Высоковольтные. Способные выдержать повышенное напряжение.
  • Импульсные. Применяются в фотовспышках, лазерах.
  • Пусковые. При помощи их запускают электродвигатели.
  • Помехоподавляющие.

Различают конденсаторы полярные и неполярные. Полярными бывают только электролитические кондеры.

Области применения

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники:

  • Фильтры выпрямителей и стабилизаторов в источниках питания.
  • Передача сигналов в усилителях.
  • Различные частотные фильтры. Разделяют звуки на низкие, средние, высокие.
  • В таймерах. Они устанавливают временные отрезки пускового механизма стиральной машины, микроволновки.
  • В переходниках. Например, можно подключить электродвигатель, рассчитанный на 380 вольт к сети с напряжением в 220 вольт. Конденсатор подсоединяется к третьему выводу, сдвигая фазу на 90 градусов на третьем выводе. В результате можно трехфазный мотор включать в однофазную сеть 220 вольт.
  • В генераторах. Подбор частоты колебаний и т. д.

В настоящее время сложно встретить электрическую схему, где бы ни использовались конденсаторы.

Несложные конденсаторы практически не выходят из строя, поломка может возникнуть только при механическом воздействии. Электролитические кондеры могут со временем «высыхать». Если прибор продолжительное время не эксплуатируется, то диэлектрический слой ухудшает непроводимость тока.

Если полярные конденсаторы неправильно подсоединить в схеме, перепутав полюса, то элемент тоже может выйти из строя или даже привести к короткому замыканию на плате.

При замене конденсаторов, их обязательно надо тестировать и проверять. Поскольку даже в неиспользуемых ранее элементах, при длительном хранении может высохнуть диэлектрик.

Способов проверки радиоэлементов несколько. В одних случаях достаточно внешнего осмотра. Лучше всего подходит тестирование прибором LC-метром. Но если его нет под рукой, то проверить исправность кондера можно тестером или мультиметром. Последний способ подходит для конденсаторов, с емкостью, превосходящей 0.25 микрофарад.

Проверка конденсатора тестером

Перед проверкой, как и перед любой работой с конденсатором, его следует разрядить. Если он маломощный, то достаточно отверткой замкнуть ножки элемента. Ручка отвертки должна быть изолирована.

Мощные конденсаторы разряжаются лампочкой накаливания. После вспыхивания лампочки он полностью разрядится.

Теперь можно проводить внешний осмотр. Определить испорченные радиодетали иногда можно невооруженным глазом. Если обнаружены коррозия, вздутие корпуса, подтеки, то деталь требует замены.

В некоторых импортных электролитических конденсаторах в верхней части размечен и выдавлен крест. Стенка корпуса в этом месте элемента тоньше. При пробое, именно там и рвется.

Перед прозвонкой нужно обязательно выпаять ножки. Иначе, остальные детали повлияют своим сопротивлением на показатели. В принципе, можно отпаять только одну ножку, но на практике, особенно у электролитических кондеров, ножки короткие. И технически это трудно сделать.

Для проверки детали на 220 вольт подходит простой способ тестирования:

  • Проверяем степень разрядки.
  • Проверяем тестером нет ли внутри короткого замыкания.
  • Заряжаем конденсатор от сети. Обязательно надо соблюдать технику безопасности.
  • Отключаем деталь от сети.
  • Подключаем лампочку или просто соединяем ножки элемента. Если лампочка вспыхнула или появилась искра, то радиодеталь в порядке.

Тестирование с помощью мультиметра

Мультиметр является универсальным средством измерения различных параметров электрических цепей, узлов и деталей.

Он позволяет измерить:

  • Величину тока как постоянного, так и переменного.
  • Значение напряжения.
  • Параметры сопротивления и прочие параметры.

Мультиметры, в зависимости от способа вывода данных, бывают аналоговые и цифровые. Если мультиметр цифровой, то измеренные параметры выводятся на жидкокристаллическом экране.

При аналоговом варианте, параметры отображаются на дисплее со стрелочкой. Вариант с градуировкой удобнее для измерения и проверки конденсаторов. Визуально проще увидеть отклонение стрелки, чем быстроменяющиеся цифры.

Если конденсаторы переменные, то они пропускают ток в различных направлениях, а постоянные, то только в одном, до тех пор, пока не зарядятся.

Мультиметры имеют свой источник питания, то есть обладают номинальным напряжением и полярностью. Эти качества и используются при диагностике радиоэлементов.

Как проверить мультиметр на работоспособность

Надо перевести переключатель в положение для измерения сопротивления. Обычно это положение обозначается ОНМ. Прибор следует отградуировать механической градуировкой так, чтобы стрелка совместилась с крайней риской.

Замкнуть хвостики отверткой, ножом, одним из щупальцев мультиметра для снятия заряда с конденсатора. На этом этапе надо действовать аккуратно и осторожно. Даже небольшой бытовой элемент может нанести удар по человеческому телу.

После включения прибора, необходимо перевести переключатель в режим измерения сопротивления и соединить щупы. На дисплее должно отразиться нулевое значение сопротивления или близко к нему.

Ход проверки

Определяют визуально на предмет физических нарушений. После чего пробуют крепление ножек на плате. Несильно раскачивают элемент в разные стороны. При обрыве одной из ножек или отслаивании электродорожки на плате, это сразу будет заметно.

Если внешних признаков нарушений нет, то сбрасывают возможный заряд и прозванивают мультиметром.

Если на приборе показано практически нулевое сопротивление, то элемент начал заряжаться и исправен. По мере зарядки, сопротивление начинает расти. Рост значения должен быть плавно, без рывков.

При нарушенной работоспособности:

  • При зажиме разъёмов показания тестера сразу безразмерно велики. Значит, обрыв в элементе.
  • Мультиметр на нуле. Иногда сигнализирует звуковым сигналом. Это признак короткого замыкания или, как говорят, «пробой».

В этих случаях элемент надо заменить на новый.

Если надо проверить работоспособность неполярного конденсатора, то выбирают предел измерения мегаомы. При тестировании исправная радиодеталь не покажет сопротивление выше 2 мОм. Правда, если номинальный заряд элемента меньше 0,25 мкФ, то требуется LC-метр. Мультиметр здесь не поможет.

После проверки на сопротивление следует проверка на ёмкость. Для того чтобы знать, способен ли радиоэлемент накапливать и удерживать заряд.

Тумблер мультиметра переводится в режим СХ. Выбирается предел измерения исходя из емкости элемента. К примеру, если на корпусе обозначена ёмкость в 10 микрофарад, то пределом на мультиметре может быть 20 микрофарад. Значение ёмкости указано на корпусе. Если показатели измерения сильно отличаются от заявленных, то конденсатор неисправен.

Этот вид измерения лучше всего проводить цифровым прибором. Стрелочный покажет лишь быстрое отклонение стрелки, что лишь косвенно говорит о нормальности проверяемого элемента.

Как проверить устройство не выпаивая

Для того чтобы случайно не сжечь паяльником какую-нибудь микросхему на плате, существует способ проверки конденсатора мультиметром не выпаивая.

Перед тем как прозвонить, электродетали разряжаются. После чего тестер переводится в режим проверки сопротивления. Щупальца прибора подключаются к ножкам проверяемого элемента, с соблюдением необходимой полярности. Стрелка прибора должна отклонится, поскольку по мере зарядки элемента его сопротивление увеличивается. Это свидетельствует о том, что конденсатор исправен.

Иногда приходится проверять на плате и микросхемы. Это сложная процедура, не всегда выполнимая. Поскольку микросхема представляет собой отдельный узел, внутри которого находится большое количество микродеталей.

Проверка микросхемы

Мультиметр ставится в режим измерения напряжения. На вход микросхемы подается напряжение в пределах допустимой нормы. После чего необходимо проконтролировать поведение на выходе микросхемы. Это очень сложный прозвонок.

Перед выполнением всех видов работ, связанных с электричеством, проверки, тестирования радиоэлементов, очень важно соблюдать правила безопасности. Мультиметр должен тестировать только обесточенную электрическую плату.

Как проверить конденсаторы. Обучающее видео

Смотрите также обзоры и статьи:

Привет!

В прошлом выпуске мы разобрались с тем, как выглядят резисторы и как их правильно опознавать.
Сегодня поговорим о следующей по важности детали из списка радиоэлектронных компонентов — конденсаторе.

Конденсатор — элемент, способный запасать в себе энергию. Этот элемент состоит из металлических пластинок, присоединенных к внешним выводам, и непроводящему слою диэлектрика между ними. Его основное назначение — быстро запасти определенный заряд, а потом быстро его отдать в нагрузку.

Поскольку основное назначение конденсатора — запасать энергию, характеристика, которая за это отвечает — емкость. Чем больше емкость, тем больше энергии «поместится» в конденсатор.

Вторая главная характеристика — максимальное допустимое напряжение. Она показывает, сколько вольт можно максимально подать на конденсатор. Если прикладываемое напряжение значительно меньше допустимого — ничего страшного и даже хорошо, срок службы конденсатора увеличится. Если же напряжение в цепи больше, чем допускает конденсатор — большой риск его электрического пробоя, после чего внутри получится короткое замыкание.

Чем меньше расстояние между пластинками конденсатора, тем больше получается его емкость. Но при этом маленькое расстояние хуже противостоит большому напряжению. Поэтому, например, электролитические конденсаторы одного размера могут быть либо большой емкости, но для небольшого напряжения, либо с маленькой емкостью, но большим допустимым напряжением.

Еще одна немаловажная характеристика — внутреннее сопротивление конденсатора. Оно же ESR (Equivalent series resistance — Эквивалентное последовательное сопротивление). Схематически это выглядит так: любой физический конденсатор на схеме можно нарисовать как идеальный конденсатор и последовательно с ним резистор, величина которого и есть внутренним сопротивлением, ESR. Любой конденсатор обладает внутренним сопротивлением из-за материалов изготовления, сопротивления своих обложек и других факторов). От этого значения зависит максимальный отдаваемый ток, скорость разряда, эффективность подавления помех, нагрев самого конденсатора в процессе работы. Чем этот параметр меньше — тем лучше.

Рассмотрим основные типы существующих конденсаторов:

Электролитические. За счет жидкого электролита внутри они обладают большой емкостью. Но при этом плохо работают на больших частотах, и обладают важным свойством — полярностью. То есть у них есть плюс и минус. Если перепутать полярность питания — электролит начнет кипеть, расширяться и в итоге разорвет конденсатор.

Отдельно выделяются низкоимпедансные, или Low ESR модели. Это электролитические конденсаторы с уменьшенным внутренним сопротивлением, о котором мы вспомнили ранее. Керамические, которые в свою очередь делятся на однослойные дисковые и многослойные. Первые обычно рассчитаны на высокие напряжения, вторые имеют бОльшую емкость. У них между обложками расположена керамическая пластинка-изолятор. За счет этого при маленьких размерах можно добиться довольно большой емкости и допустимого напряжения. Хорошо работают в качестве помехоподавляющих, однако емкость сильно зависит от температуры и прикладываемого напряжения.

Пленочные. В них роль изолятора играет слюдяная, полипропиленовая, полистирольная или другая эластичная пленка. Самые распространенные благодаря своей универсальности и надежности.

Аудиоконденсаторы (Hi-End) — пленочного типа, разрабатываются специально для применения в аудиоаппаратуре. Имеют минимальное внутреннее сопротивление и не искажают звуковые сигналы, благодаря этому передают чистый, максимально качественный звук. Такие конденсаторы являются неотъемлемой частью дорогой Hi-Fi аппаратуры.

Танталовые. Уникальны из-за того, что обладают свойством самовосстанавливаться после пробоя и других негативных воздействий, очень долго сохраняют работоспособность и не теряют свойств. (картинка)

Пусковые. В общем случае это пленочные конденсаторы, а называются так, потому что используются для запуска и работы трехфазных электрических двигателей.

Как проверить, рабочий ли конденсатор?

Базовую работоспособность можно проверить с помощью мультиметра. Для полной проверки, включая внутреннее сопротивление, понадобится ESR-метр.

При проверке исправности конденсатора сначала можно измерить его сопротивление. Нужно установить самый большой предел измерений. Сопротивление должно постепенно увеличиваться, и в итоге достигнуть бесконечности. Если оно остановилось на каком-то значении — у конденсатора большой ток утечки, что свидетельствует либо о его плохом качестве, либо о повреждении диэлектрика (пробое). Такой конденсатор использовать нельзя. Кстати, нагляднее всего это делать на аналоговом мультиметре, хотя и цифровой тоже подходит.

Если сопротивление конденсатора равно нулю — внутри него короткое замыкание, что тоже есть явной поломкой.

Если ваш мультиметр имеет функцию измерения емкости — можно более детально изучить состояние конденсатора. Если емкость значительно больше, чем заявленная — расстояние между обложками где-то уменьшилось, например, вследствии механического воздействия. А значит, уменьшилось и допустимое напряжение конденсатора. Такой конденсатор хоть и можно дальше использовать, но лучше заменить.

Если емкость меньше, чем должна быть — это тоже чревато ухудшением свойств конденсатора. В случае с электролитическими это означает, что внутри них «высох» электролит, и они уже не обладают нужными свойствами, хуже держат заряд и имеют высокое внутреннее сопротивление. Проверить какой-то конденсатор прямо на плате, как правило, проблематично и часто невозможно, потому что другие компоненты вокруг него сильно влияют на результаты замеров.

Но по внешнему виду тоже можно найти проблему. Чаще всего проблемы возникают в электролитах. Достаточно поискать конденсаторы со вздувшимся верхом — их без сомнений нужно заменять. Верхушка вздувается из-за того, что электролит либо улетучивается сам по себе и расширяется, либо он сильно нагревается в процессе работы, кипит и превращается в газ.

Дальше стоит «прозвонить» все конденсаторы. Если где-то мультиметр показывает короткое замыкание, а по схеме его не должно быть — стоит перестраховаться и выпаять конденсатор, проверив его отдельно.

В этом видео мы рассказали вам основные свойства конденсаторов, их применение и методы быстрой проверки. Надеемся, вы узнали что-то новое и полезное для себя.

Большой выбор конденсаторов в нашем интернет-магазине позволяет вам подобрать любую модель для замены вышедшей из строя или для проектирования разных самодельных конструкций.
А все актуальные ценовые предложения, акции и специальные цены вы можете первыми узнавать на канале Electronoff в Telegram.

Поделиться в соцсетях

типов конденсаторов | Типы конденсаторов по функциям и применению

Существует множество типов конденсаторов с различными функциями и приложениями. Конденсаторы варьируются от маленьких до больших, и каждый имеет характеристики, которые делают их уникальными. Например, некоторые конденсаторы маленькие и хрупкие, такие как те, что используются в радиосхемах. С другой стороны, конденсаторы могут быть довольно большими, например, в сглаживающих схемах.

При сравнении конденсаторов различных типов обычно принимается во внимание диэлектрик, используемый между пластинами.

Ассортимент конденсаторов многочислен. Возьмем, например, конденсаторы переменного типа, которые дают пользователю возможность изменять значение их емкости для использования в схемах типа «подстройка частоты». Некоторые конденсаторы выглядят трубчатыми из-за пластин из металлической фольги, которые свернуты в цилиндр. Диэлектрический материал обычно находится между пластинами из металлической фольги и цилиндром.

Также существуют конденсаторы, используемые в коммерческих целях, которые сделаны из металлической фольги, переплетенной с тонкими листами майлара или пропитанной парафином бумаги.

Малогабаритные конденсаторы обычно изготавливаются из керамических материалов, а затем заделываются эпоксидной смолой. Независимо от того, какой тип конденсатора используется, все они играют важную роль в электронных схемах. Давайте более подробно рассмотрим многие из наиболее распространенных типов конденсаторов, доступных в настоящее время.

Пленочный конденсатор Тип

A Mallory 150 100 нФ 630 В постоянного тока полиэфирный пленочный конденсатор

Это наиболее распространенный тип конденсаторов (с точки зрения доступности), который принадлежит к относительно большому семейству конденсаторов.Основное различие между пленочными конденсаторами и другими формами конденсаторов - их диэлектрические свойства. К ним относятся поликарбонат, полипропилен, полиэстер (майлар), полистирол, тефлон и металлизированная бумага. Что касается диапазона емкости, конденсаторы пленочного типа доступны в диапазоне от 5 пФ до 100 мкФ.

Пленочные конденсаторы бывают разных стилей и форм, включая:

  • Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый) - конденсатор заключен в формованный пластиковый корпус, который затем заполняется эпоксидной смолой.
  • Wrap and Fill (Oval and Round) - пластиковая лента используется для плотной обмотки конденсатора, а концы заделываются эпоксидной смолой.
  • Металлический герметичный (прямоугольный и круглый) - конденсатор заключен в металлический корпус или трубку и залит эпоксидной смолой.

Пленочные конденсаторы с диэлектриками из тефлона, полистирола и поликарбоната иногда называют «пластиковыми конденсаторами». Конденсаторы с пластиковой пленкой имеют такую ​​же конструкцию, что и конденсаторы с бумажной пленкой.Основное различие между ними заключается в том, что в одном используется бумага, а в другом - пластик.

Конденсаторы с пластиковой пленкой имеют преимущество перед типами с пропитанной бумагой в том, что они имеют меньшие допуски, высокую надежность, длительный срок службы и могут продолжать работать в достаточной степени даже при высоких температурах.

Диэлектрические конденсаторы

Конденсатор с диэлектриком

Диэлектрические конденсаторы, относящиеся к «переменному типу» конденсаторов, в которых для настройки транзисторных радиоприемников, передатчиков и приемников требуется непрерывное изменение емкости.Конденсаторы с переменной диэлектрической проницаемостью уникальны тем, что представляют собой многопластинчатые конденсаторы с воздушным разнесением, которые имеют лопатки статора (неподвижные пластины) и лопатки ротора (подвижные пластины), которые перемещаются между неподвижными пластинами.

Значение емкости в конечном итоге определяется положением подвижных пластин по отношению к неподвижным пластинам. Обычно, когда два набора пластин полностью соединяются вместе, значение емкости будет максимальным. Конденсаторы с высоким напряжением имеют относительно большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами.

Помимо конденсаторов переменного типа, существуют также переменные конденсаторы предварительно настроенного типа, называемые подстроечниками. Триммеры, как правило, небольшие, и их можно предварительно настроить или отрегулировать на определенное значение емкости с помощью отвертки. Большинство триммеров имеют небольшую емкость 500 пФ (или меньше) и не имеют поляризации.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы обычно называют «дисковыми конденсаторами». Для их изготовления нужно взять небольшой керамический или фарфоровый диск и покрыть его серебром с обеих сторон перед тем, как сложить их вместе, чтобы получился работающий конденсатор.

Одиночные керамические диски размером примерно 3–6 мм используются, когда требуются низкие значения емкости. Керамические конденсаторы имеют высокую диэлектрическую проницаемость (High-K) и обычно доступны, поэтому высокая емкость может быть достигнута с помощью объекта меньшего размера.

Керамические конденсаторы имеют тенденцию к существенным нелинейным изменениям емкости в зависимости от температуры. В результате керамические конденсаторы часто используются как шунтирующие или развязывающие конденсаторы. Что касается значений, керамические конденсаторы варьируются от пары пикофарад до нескольких микрофарад (мкФ).Однако обычно керамические конденсаторы имеют низкое напряжение.

Трехзначный код обычно печатается на корпусе конденсаторов керамического типа для определения их емкости в пикофарадах. Вычисление относительно простое после того, как оно было рассчитано - первые две цифры представляют собой номинал конденсаторов, а третья цифра представляет количество нулей, которые необходимо добавить.

Электролитические конденсаторы

Электролитический конденсатор

Электролитические конденсаторы обычно резервируются для ситуаций, когда требуются более высокие значения емкости.Электролитические конденсаторы отличаются тем, что вместо использования тонкопленочного (металлического) слоя в качестве одного из электродов вместо этого в качестве второго электрода используется раствор электролита в виде полужидкого желе или пасты.

Большинство электролитических типов конденсаторов поляризованы, что означает, что для напряжения постоянного тока, подаваемого на конденсатор, необходимо использовать правильную полярность. Другими словами, положительная полярность должна соединяться с положительной клеммой, а отрицательная полярность - с отрицательной клеммой.В случае неправильной поляризации оксидный слой, действующий как изоляция, может выйти из строя и в результате может быть необратимо поврежден.

Из-за большой емкости и небольшого размера электролитические конденсаторы используются в цепях питания постоянного тока. Это сделано для приложений связи и развязки, а также для уменьшения пульсаций напряжения. Электролитические конденсаторы имеют относительно низкое напряжение (один из основных недостатков). Поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, они не могут (и не должны) использоваться с источниками переменного тока.

Есть две формы электролитических веществ, о которых вам следует знать - танталовые электролитические конденсаторы и алюминиевые электролитические конденсаторы.

1) Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые электролитические конденсаторы и танталовые шарики бывают двух видов - с сухим (твердым) и влажным (фольга) электролитическим типом. Сухие танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых, и в качестве второго вывода используется диоксид марганца.

2) Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы бывают двух типов - с фольгой и с протравленной фольгой.Из-за высокого напряжения пробоя и пленки оксида алюминия алюминиевые электролитические конденсаторы имеют высокие значения емкости по сравнению с их размером.

Конденсатор имеет пластины из фольги, анодированные постоянным током. Во время этого процесса устанавливается полярность материала пластины, и создаются положительные и отрицательные стороны.

Протравленные типы фольги отличаются от обычных типов фольги одним главным образом - оксид алюминия на катоде и аноде подвергается химическому травлению для увеличения диэлектрической проницаемости и площади поверхности.

Когда дело доходит до электролитов с протравленной фольгой, их лучше всего использовать для блокировки постоянного тока, байпасных цепей и связи. С другой стороны, простые типы фольги больше предназначены для сглаживания конденсаторов в источниках питания. Имейте в виду, что алюмоэлектролитики считаются поляризованными устройствами. Таким образом, могут возникнуть катастрофические последствия, когда приложенное напряжение на выводах меняется на противоположное, поскольку изолирующий слой, расположенный внутри конденсатора (а также сам конденсатор), будет разрушен.К счастью, если повреждение минимально, электролит, который используется внутри конденсатора, может помочь устранить повреждение.

Электролиты могут не только самостоятельно лечить поврежденные пластины. Они также могут повторно анодировать пластину из фольги. Поскольку процесс анодирования можно обратить вспять, электролит может удалить оксидное покрытие с фольги (что также произошло бы, если бы конденсатор был подключен с обратной полярностью). Помните, что, поскольку электролит может проводить электричество, могут возникнуть катастрофические проблемы, если слой оксида алюминия будет удален из уравнения или полностью разрушен.

Когда дело доходит до диэлектрических свойств, оксид тантала считается лучше, чем оксид алюминия, потому что он дает лучшую стабильность емкости и снижает токи утечки, что в конечном итоге делает их идеальными для фильтрации, обхода, применения, блокировки и развязки.

Имейте в виду, что танталовые конденсаторы могут выдерживать обратное напряжение намного лучше, чем алюминиевые (потому что они поляризованы), но на самом деле они рассчитаны на более низкие рабочие напряжения. Обычно сухие танталовые конденсаторы используются в цепях, где напряжение постоянного тока больше по сравнению с напряжением переменного тока.

Существуют «неполяризованные» конденсаторы, в которых в некоторых танталовых типах используются два конденсатора в одном. В такой ситуации соединение является отрицательным (создает неполяризованный конденсатор), что часто используется в цепях переменного тока с низким напряжением в качестве неполяризованного устройства.

Изображение предоставлено: Clker-Free-Vector-Images / Pixabay

Основные принципы работы конденсаторов, работа и различные типы конденсаторов с их применением в схемах

Конденсаторы - это слово, кажется, наводит на мысль о емкости , что, согласно словарю, означает «способность что-то удерживать».Это ровно , что делает конденсатор - он держит электрический заряд. Но что делает его обычным компонентом почти во всех электронных схемах? Давайте разберемся с конденсаторами, чтобы понять, что они делают и как их можно использовать в этой статье.

Что такое конденсатор?

Конденсатор в самом примитивном виде состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрической средой. Термин «диэлектрик» - это просто причудливое слово для изолятора, который может быть поляризован, т.е.е. образуют отрицательные и положительные заряды на противоположных гранях. Когда напряжение подается на эти две пластины, ток течет через проводящие пластины. Одна сторона заряжается положительно (отсутствие электронов), а другая сторона заряжается отрицательно (избыточные электроны). Все мы знакомы с тем фактом, что в отличие от зарядов притягиваются, поэтому, поскольку пластины заряжены противоположно, заряды на пластинах притягиваются.

Помните, что между пластинами находится изолятор , поэтому заряды не могут «течь», чтобы уравновесить друг друга, и (в идеале) застревают во взаимном притяжении и остаются на месте.Именно так конденсаторы выполняют свою основную функцию - удержание или накопление заряда.

Символ конденсаторов

Поскольку конденсаторы имеют две параллельные металлические пластины, как обсуждалось выше, их символ обозначает то же самое. По крайней мере,

легко нарисовать

На практике конденсаторы больше не представляют собой просто две пластины с зазором между ними. В случае алюминиевых электролитов две пластины имеют форму металлической фольги, свернутой с прокладкой между ними в трубке.

Второй набор символов обозначает поляризованные конденсаторы, то есть конденсаторы, у которых внутренняя конструкция определяет положительные и отрицательные клеммы. Случайное переключение этих клемм почти наверняка приведет к серьезному отказу (особенно для более крупных образцов), выбросу кусочков фольги и бумажных счетчиков из места отказа, и в большинстве случаев с очень неприятным запахом.

Емкость и номинальное напряжение конденсатора

Конденсаторы измеряются в фарадах ; он назван в честь известного британского электрохимика Майкла Фарадея.Единица емкости, заменяющая кулон на вольт. Кулон (произносится как «ку-лом») - это единица измерения заряда, а вольт, как мы знаем, - это единица измерения напряжения или разности потенциалов. Это делает Фарад количеством заряда, хранящегося на вольт разности потенциалов. Этот простой способ математического рассмотрения конденсатора поддается широкому диапазону интерпретаций, что проявляется во множестве смертельно сложных математических уравнений, таких как интегралы, показатели и векторы, которые мы, инженеры, будем использовать при работе с конденсаторами, что выходит за рамки простого Объем этой статьи.Тем не менее, мы рассмотрим небольшую интересную математику, которая поможет нам разработать схемы с конденсаторами позже, в статье

.

Конечно, Фарад (один кулон на вольт) - очень большая единица для большинства практических целей (поскольку кулон сам по себе представляет собой довольно большой заряд, как вы, возможно, уже знаете), поэтому большинство конденсаторов (кроме очень больших) ) измеряются в микрофарадах, или одной миллионной (0,000001) фарада. Предположим, у вас есть конденсатор с показателем 25 В 10 мкФ (префикс «u» означает «микро», это искажение греческого символа «мю», означающего «микро») на пластиковой внешней крышке.Поскольку колпачок (короткий в мире электроники для конденсаторов) рассчитан на 10 мкФ, он может удерживать заряд в десять микрокулонов (то есть десять миллионных кулонов, 0,000010 C) на вольт напряжения на его выводах. Это означает, что при максимальном напряжении 25 В конденсатор может удерживать заряд 25 В x 10 мкФ, что составляет 0,000250 кулонов.

Помните, я сказал «максимальное» напряжение. Максимальное напряжение, вероятно, является наиболее важным показателем для конденсатора. Он сообщает вам, какое напряжение конденсатор может выдержать на своих выводах, прежде чем он выйдет из строя ………!

Работа конденсатора

В основном то, что происходит внутри конденсатора, заключается в том, что изолятор между этими пластинами подвергается процессу, называемому «диэлектрическим пробоем», что означает, что изолятор больше не может изолировать, поскольку напряжение на изоляторе слишком велико, чтобы он мог оставаться изолятором. .Физика, лежащая в основе, несколько выходит за рамки, но все, что вам нужно знать, чтобы понять, почему это происходит, - это то, что ни один изолятор не является идеальным, то есть до определенного момента. Даже самый прочный мост разрушается при перегрузке. Здесь происходит то же самое. Чтобы уменьшить пробой, вы можете увеличить зазор между двумя пластинами, но это имеет компромисс - уменьшенную емкость, поскольку пластины расположены дальше друг от друга и заряды не притягиваются так сильно, как при сближении - во многом как как ведут себя магниты.

Хорошее практическое правило - использовать колпачки, рассчитанные на 50% большее напряжение, чем то, что можно ожидать от вашей схемы. Это оставляет большой запас прочности. Например, если вам нужен конденсатор для развязки (не беспокойтесь, развязка будет объяснена позже в статье) шины питания 12 В, вы можете обойтись и конденсатором 16 В, но рекомендуется использовать конденсатор 25 В, поскольку он дает вам широкий запас прочности. Хорошо, вы узнали это !! Да, 25 В, конечно, не на 25% больше, чем 12 В, но 18 В не является стандартной емкостью конденсатора - вы не найдете конденсатора с таким номинальным напряжением.Ближайший - 25 В.

Конденсаторы различных типов

Причина диапазонов напряжения пробоя связана с материалом, используемым в качестве диэлектрика, который также является основой классификации конденсаторов:

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Это, наверное, самые узнаваемые конденсаторов типа . Они поставляются в характерных металлических банках с пластиковой оболочкой, с четко указанными значениями напряжения и емкости и белой полосой для обозначения катода.Название происходит от того факта, что, как упоминалось выше, «пластины» изготовлены из алюминиевой фольги, подвергнутой химическому травлению. Процесс травления делает алюминий пористым (как губка) и значительно увеличивает площадь его поверхности, что увеличивает емкость. Диэлектрик представляет собой тонкий слой оксида алюминия. Эти конденсаторы заполнены маслом, которое действует как электролит, отсюда и название. Электролитические конденсаторы поляризованы из-за их внутренней конструкции. Они имеют большую емкость по сравнению с другими членами семейства конденсаторов, но при гораздо более низком напряжении.Вы можете ожидать увидеть электролиты от 0,1 мкФ до таких монстров, как 100 мФ, и с номинальным напряжением от нескольких вольт до примерно 500 В. Однако их внутреннее сопротивление обычно велико.

БОКОВОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Внутреннее сопротивление в конденсаторах обусловлено материалами, из которых изготовлен колпачок, например, сопротивлением алюминиевой фольги или сопротивлением выводов.

Конденсаторы керамические

Это колпачки с керамическим диэлектриком.Поскольку предел пробоя керамического диэлектрика довольно высок, вы можете ожидать увидеть керамические колпачки с сумасшедшими пробивными напряжениями, такими как 10 кВ. Однако емкость обычно бывает низкой, в диапазоне от пикофарад (0,000000000001F) до нескольких десятков микрофарад. Как правило, они намного меньше, чем других типов конденсаторов , как показано на рисунке. У них также очень маленькое внутреннее сопротивление.

Идентификация керамических конденсаторов

Значение керамической емкости на керамическом конденсаторе не указывается напрямую.0 равно 0.

Номинальное напряжение конденсатора можно найти, используя строку под этим кодом. Если линия есть, то значение напряжения составляет 50/100 В, если линии нет, то это 500 В.

Наиболее часто используемые значения конденсаторов вместе с их преобразованием в Пико Фарад, Нано Фарад и микрофарады приведены ниже.

Код

пикофарад (пФ)

нанофарад (нФ)

Микрофарад (мкФ)

100

10

0.01

0,00001

150

15

0,015

0,000015

220

22

0,022

0.000022

330

33

0,033

0,000033

470

47

0,047

0.000047

331

330

0,33

0,00033

821

820

0,82

0.00082

102

1000

1,0

0,001

152

1500

1,5

0,0015

202

2000

2.0

0,002

502

5000

5,0

0,005

103

10000

10

0.01

683

68000

68

0,068

104

100000

100

0,1

154

150000

150

0.15

334

330000

330

0,33

684

680000

680

0,68

105

1000000

1000

1.0

335

3300000

3300

3,3

Пленочные конденсаторы

Как следует из названия, диэлектрик в этих конденсаторах представляет собой пластиковую пленку, часто знакомую пластику, такую ​​как майлар и полиэстер. Они имеют те же свойства, что и керамические колпачки, имеют высокое напряжение пробоя (из-за поведения пластиковых полимеров) и низкую емкость.Единственная разница в том, что они, как правило, немного больше, хотя внешне выглядят как керамические колпачки. Внутреннее сопротивление сопоставимо с керамическими колпачками.

Танталовые и ниобиевые конденсаторы

Эти конденсаторы технически подпадают под категорию электролитических конденсаторов. Здесь электролит представляет собой твердый материал из оксидов тантала или ниобия. У них очень низкое внутреннее сопротивление для данной емкости, однако они менее устойчивы к перенапряжению по сравнению с другими типами (керамика лучше всего) и, как правило, капут без особого предупреждения и с большим количеством неприятного черного дыма.

Конденсаторы специального назначения

К ним относятся серебряно-слюдяные колпачки, конденсаторы с номиналом X и Y и т. Д. Конденсаторы с номиналом X и Y, например, созданы для фильтрации линии - более прочная конструкция и более высокие номиналы напряжения, а также низкие емкости, чтобы уменьшить ток, проходящий через них. при подаче напряжения переменного тока и для ограничения энергии, хранящейся в цоколе, при подаче напряжения постоянного тока.

Суперконденсаторы и ультраконденсаторы

Они выводят конденсаторы на совершенно новый уровень, значительно увеличивая их емкость, иногда до сотен Фарад! Это возможно благодаря какой-то умной химии.Суперконденсаторы и ультраконденсаторы ликвидируют разрыв между конденсаторами и химическими батареями. Однако они бывают с очень низким напряжением.

И это почти все стандартные конденсаторов типа , которые вы обычно можете встретить в мире электроники.

Принцип работы конденсаторов в цепях

Первой полезной задачей было бы научиться рассчитывать запасы энергии в конденсаторе, который определяется формулой

E = 1 / 2CV 2

Где E - запасенная энергия в джоулях, C - емкость в фарадах, а V - напряжение в вольтах.Обратите внимание, что это уравнение принимает форму многих других уравнений Ньютона для энергии, аккуратное пасхальное яйцо!

Предположим, у вас есть конденсатор, рассчитанный на напряжение 50 В и емкость 1000 мкФ, запасенная энергия при полных 50 В будет:

1/2 * 0,001000F * 50 В * 50 В

Что составляет жалкие 1,25Дж накопленной энергии.

Это показывает главный недостаток конденсаторов как устройств накопления энергии - накопленная энергия для данного размера очень мала, батарея того же размера будет иметь, по крайней мере, в тысячу раз больше накопленной энергии! Однако у крышек гораздо более низкое внутреннее сопротивление, чем у химических батарей, что позволяет им быстро сбрасывать всю накопленную энергию.Замыкание батареи приведет к ее нагреву только из-за мощности, рассеиваемой внутренним сопротивлением, но короткое замыкание конденсатора вызовет только несколько искр, поскольку весь заряд сбрасывается сразу без повреждения конденсатора.

Во-вторых, есть еще одна аккуратная формула, которая связывает напряжение, ток и емкость:

I / C = dV / dt

Где I - ток, подаваемый на конденсатор в амперах, C - емкость в фарадах, а dV / dt - скорость изменения напряжения на выводах конденсатора.Подумайте об этом с точки зрения единицы измерения - вольт в секунду для заданного тока и емкости. Не беспокойтесь о маленькой букве «d», это просто математический способ сказать «до предельного нуля».

Допустим, у вас есть источник питания, который выдает постоянное напряжение 5 В при постоянном токе 1 мА, а затем, изменив уравнение, мы можем найти время, необходимое для зарядки конденсатора 100 мкФ до 5 В:

дт = CdV / I

dt = (0,000100F * 5 В) / 0,001A

dt = 0,5 секунды

Значит, конденсатор будет заряжаться до 5 В в 0.5 секунд. (Помните, что конденсатор может заряжаться только до максимального напряжения, подаваемого на него, и никогда больше, они не могут волшебным образом «создать» напряжение.)

Такое предсказуемое поведение конденсатора делает его очень полезным для генерации временных задержек, например, с помощью небольшой дополнительной схемы. Вы можете изменить уравнение, чтобы получить время.

А теперь о хорошем - реальных конденсаторных схемах!

Поведение конденсатора в цепях

Давайте начнем с простого - разные способы соединения конденсаторов.Это похоже на соединение двух резисторов - вы можете подключить их последовательно или параллельно.

Параллельные конденсаторы

На рисунке ниже показаны три конденсатора, подключенные параллельно, со всеми соответствующими положительными и отрицательными клеммами, соединенными вместе (при условии, что колпачки поляризованы). Общая емкость этого устройства - это просто сумма всех емкостей всех конденсаторов в цепи. Это имеет смысл, поскольку параллельное соединение пластин конденсатора увеличивает площадь поверхности, увеличивая емкость.

Максимальное напряжение, которое может выдержать такая схема, - это напряжение наименьшего конденсатора, поскольку напряжение является общим для всех конденсаторов.

Пример должен прояснить это. Предположим, у вас есть два конденсатора, один с номиналом 25 В 470 мкФ, а другой 35 В 1000 мкФ. Общая емкость будет 470 мкФ + 1000 мкФ = 1470 мкФ. Однако максимальное напряжение, которое вы можете подать на эту батарею (связку соединенных вместе конденсаторов, можно назвать «батареей» конденсаторов), будет всего 25 В.Если вы поместите что-то большее, чем это, на этом берегу, будут летать искры, поскольку вы превысите максимальное значение. напряжение конденсатора 25В.

Последовательные конденсаторы

Параллельное подключение конденсаторов особенно полезно, если вам нужна большая емкость, но у вас есть только небольшие значения. Параллельное соединение этих меньших значений значений в конечном итоге даст вам большее значение и выполнит свою работу, если вы помните о напряжении.

Последовательное соединение конденсаторов несколько сложнее.Емкость рассчитывается по формуле:

1 / Cобщ. = 1 / C1 + 1 / C2 +… + 1 / Cn

Где C1, C2… Cn - емкости каждого конденсатора, используемого в цепи.

Напряжение, которое теперь может выдержать банк, представляет собой сумму всех номинальных напряжений.

Если у вас есть конденсатор на 10 В 1 мкФ и конденсатор на 50 В 10 мкФ, то напряжение, которое банк может выдерживать последовательно, составит 10 В + 50 В = 60 В. Емкость составляет 0,9091 мкФ.

Зависимость напряжения конденсатора от времени

Что, если мы хотим зарядить конденсатор? Мы могли бы просто подключить его к источнику напряжения, как показано на рисунке ниже.Здесь может произойти следующее: в момент подключения источника напряжения, если предположить, что крышка полностью разряжена, заряды стремятся накапливаться на пластинах, что приводит к очень большому (теоретически бесконечному!) Всплеску тока, ограниченному только внутренним сопротивлением конденсатора. конденсатор. Это, конечно, нежелательно, если ваш источник питания представляет собой что-то вроде батареи. Разумной идеей было бы добавить резистор последовательно с конденсатором и источником напряжения для ограничения тока, как показано на рисунке, и вуаля! У вас есть что-то, что инженеры называют RC-цепью, «R» для резистора и «C» для конденсатора!

Эта схема демонстрирует интересное поведение.Когда напряжение подается на сторону резистора, обозначенную «I», напряжение на конденсаторе медленно растет, поскольку ток ограничен. График выглядит примерно так:

Более склонные к математике из моих зрителей узнают форму наклона - она ​​напоминает форму экспоненциальной функции!

Помните, как я сказал, что заглавные буквы можно использовать для создания задержек по времени? Это один из способов сделать это без источника постоянного тока (который требует дополнительных схем).Поскольку время, необходимое для достижения определенного напряжения, предсказуемо, если мы знаем емкость, напряжение и сопротивление, мы можем создавать схемы с временной задержкой.

Произведение сопротивления и емкости, RC, известно как постоянная времени цепи. Этот параметр становится полезным при фактическом определении времени для точного достижения заданного напряжения, как показано на графике ниже.

Из графика видно, что конденсатор достигает 63% приложенного напряжения за одну постоянную времени и так далее.

Это принцип, который использует всесезонный таймер 555, хотя расчетные уравнения немного отличаются.

Еще одно интересное применение RC-цепей - фильтрация сигналов, то есть удаление из схемы электрического сигнала нежелательной частоты. RC-цепи требуется определенное время для зарядки и разрядки от источника. Если мы применим периодическую волну с периодом времени больше, чем RC, то такой же сигнал появится на выходе с очень небольшими искажениями.Однако при увеличении частоты сигнал продолжает менять полярность быстрее, чем цепь может заряжаться и разряжаться, и в конечном итоге после определенного момента сигнал исчезает, и все, что у вас остается, - это чистый постоянный ток! Это называется ослаблением сигнала. Как вы можете видеть, RC-схема действует как фильтр, который блокирует сигналы переменного тока (даже те, которые наложены на постоянный ток, т.е. имеющие смещение постоянного тока) за пределами определенной частоты. Этот вид фильтра называется фильтром нижних частот, то есть он пропускает низкие частоты, но не пропускает высокие частоты.

Конденсаторы в цепях переменного тока Конденсаторы

интересным образом ведут себя при подключении к цепям переменного тока. С точки зрения сигнала, их можно рассматривать как частотно-зависимые резисторы. Как видно выше, RC-схема блокирует весь переменный ток от сигнала, но что происходит, когда конденсатор соединен последовательно с источником переменного напряжения? С точностью до наоборот!

Поскольку конденсатор представляет собой всего лишь две металлические пластины, разделенные изолятором, он не пропускает через себя постоянный ток.Однако сигнал переменного тока имеет постоянно меняющееся напряжение, поэтому одна пластина видит изменяющееся напряжение и индуцирует противоположный заряд на другой пластине, как показано на рисунке:

В целом это позволяет току «проходить» через конденсатор на относительно высоких частотах. Добавление резистора параллельно выходу создает фильтр высоких частот, то есть фильтр, который пропускает только высокие частоты и блокирует все сигналы постоянного тока.

«Сопротивление переменного тока» или импеданс конденсатора определяется по формуле:

XC = 1 / (2 * π * f * C)

Где XC - емкостное реактивное сопротивление или полное сопротивление, f - частота, а C - емкость.Вы можете использовать эту формулу для расчета виртуального «сопротивления» конденсатора в цепи переменного тока.

Где в природе встречаются конденсаторы

Ладно, теории хватило. Давайте посмотрим на множество применений конденсаторов .

Первое место, где вы могли бы ожидать увидеть конденсаторы, - это всевозможные источники питания в качестве фильтров и для развязки. Они действуют как зарядные резервуары, обеспечивая быстрый ток, когда он нужен нагрузке.

Вот два снимка осциллографа, которые показывают эффект отсутствия конденсатора на выводах источника питания.Как видите, наличие конденсаторов значительно снижает «шум» на шинах питания, тем самым защищая хрупкие детали от внезапных скачков напряжения.

Их также называют «развязывающими» конденсаторами , поскольку они «развязывают» участки цепи, в которой они установлены, от источника питания. Иногда провода питания на печатной плате могут быть довольно длинными и иметь высокую индуктивность и сопротивление. Это может привести к тому, что они будут обеспечивать меньший ток, чем обычно.Наличие конденсатора на конце линии питания похоже на временную «батарею» меньшего размера на устройстве, обеспечивающую всплески тока, когда это необходимо, и зарядку, когда устройство потребляет малую мощность.

Вы можете использовать формулу I / C = dV / dt для расчета емкости, необходимой для устранения "пульсаций" напряжения с клемм источника питания.

Предположим, у вас есть источник питания , напряжение которого изменяется от 11,5 В до 12 В (пульсации) каждые 10 мс, что является обычным для устройств с питанием от сети из-за частоты 50 Гц, и вам необходимо надеть колпачок на клеммы, чтобы сгладить Напряжение.Если ток нагрузки в этом случае равен 1А, то мы можем переписать формулу таким образом, чтобы узнать емкость:

(I * dt) / dV

Где I - ток нагрузки, dt - период шума, а dV - напряжение пульсации. Подставляя значения, мы обнаруживаем, что нам нужна емкость 20000 мкФ. Может показаться, что это много, но вы можете обойтись гораздо меньшим. Полученное значение служит только ориентировочным.

В реальной жизни вы можете встретить несколько типов и значений конденсаторов на трассах питания, это необходимо для уменьшения содержания шума на многих частотах и ​​получения максимально плавного напряжения.

Еще одно применение конденсаторов - в сложных фильтрах, таких как этот:

Но более простым фильтром был бы RC-фильтр , здесь описан один интересный фильтр.

Плата микроконтроллера Arduino известна всем. Универсальный инструмент, но вы никогда не задумывались, почему аналоговые выходы выдают цифровой сигнал ШИМ? Это потому, что они были разработаны для использования с внешней сетью фильтрации для сглаживания напряжения ШИМ до истинно аналогового напряжения.Это можно сделать с помощью таких простых деталей, как резистор 1 кОм и конденсатор 10 мкФ. Попробуй это!

Другое использование, как упомянуто выше, - это время. Простой генератор может быть построен с использованием логического элемента И-НЕ (попробуйте выяснить, почему логический элемент И не работает), резистора и конденсатора.

Предполагая, что изначально на конденсаторе нет напряжения, входы И-НЕ (которые связаны вместе) видят на них близкое к 0 В и включают выход. Теперь крышка заряжается через резистор.Когда он достигает «высокого» порога затвора, выходной сигнал переключается на низкий уровень, и теперь колпачок разряжается. Этот цикл продолжает формировать выходной сигнал прямоугольной формы с частотой, зависящей от значений R и C.

Наконец, еще одним интересным применением конденсаторов является накопление энергии. Конечно, конденсаторы не подходят для аккумуляторов, но для некоторых приложений, которые быстро нуждаются в энергии, лучше всего подходят конденсаторы.

Устройства, такие как койлганы (больше можно найти в Интернете), нуждаются в большом импульсе тока для ускорения снаряда, поэтому для таких целей используются высоковольтные конденсаторы, часто с такими номиналами, как 450 В, 1500 мкФ, которые могут хранить значительные количества. энергии.

Заключение

Вот и все! Теперь вы знаете о конденсаторах значительно больше, чем то, с чего начинали. Теперь вы можете проектировать простые конденсаторные цепи. Помните, что есть еще много чего узнать, и не переключайте клеммы источника питания!

Покупка конденсаторов - о чем думать »Электроника

Купить конденсаторы для проекта или схемы не так просто, как вы думаете - прочтите наши ключевые советы и подсказки, которые помогут избежать ошибок и подобрать конденсатор, подходящий для вашей работы.


Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Супер конденсатор Конденсатор SMD Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы - подсказки и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования


Покупка конденсаторов может оказаться не такой простой задачей, как может показаться на первый взгляд.Даже если значение может быть правильным, если вы купите конденсатор неправильного типа, есть большая вероятность, что схема может не работать. Купите конденсатор подходящего типа, и проблем не возникнет.

Собираясь купить конденсаторы, есть несколько советов, которым можно следовать, чтобы убедиться, что куплен правильный конденсатор.

Покупка конденсатора - характеристики

Как и в случае с другими электронными компонентами, с конденсаторами необходимо внимательно ознакомиться с техническими характеристиками.

Существует множество спецификаций, которые необходимо учитывать, и есть некоторые основные параметры, которые будут важны для всех электронных схем, тогда как другие будут особенно важны для меньшего числа конструкций электронных схем.

Мы включили некоторые из наиболее важных спецификаций, которые следует учитывать ниже:

  • Значение емкости: Самым очевидным моментом является фактическое значение емкости конденсатора. Обычно это измеряется в мкФ (10 -6 фарад), нФ (10 -9 фарад) или пФ (10 -12 фарад).Тем не менее, некоторые суперконденсаторы сейчас на рынке со стоимостью около фарада или более.

    Выбор стоимости электронного компонента будет определяться конструкцией электронной схемы, но обеспечение соответствия значения стандартным значениям серии E упростит получение компонента и сделает его более дешевым.

    Также полезно попытаться обеспечить использование значений серии E и уменьшить количество различных значений и, следовательно, количество различных типов электронных компонентов, так как это упростит производство и упростит покупку и т. Д.Намного легче купить большие партии с меньшим количеством электронных компонентов, чем меньшие партии с большим количеством типов электронных компонентов.

  • Тип диэлектрика: Одним из первых соображений, на которые следует обратить внимание при покупке конденсатора, является тип диэлектрика. Диэлектрик определяет многие свойства конденсатора, включая размер и корпус, но, что более важно, электрические свойства, такие как частотный диапазон, последовательное сопротивление и, возможно, индуктивность.

    Конденсаторы, такие как электролитические конденсаторы, имеют ограниченный частотный диапазон, но могут быть получены в больших номиналах. Они также могут иметь низкое эквивалентное последовательное сопротивление ESR. Керамические конденсаторы могут иметь гораздо более высокий частотный диапазон, но обычно имеют гораздо меньшие значения. Другие типы тоже могут иметь требуемые свойства.

  • Рабочее напряжение: Важно убедиться, что любой купленный и используемый конденсатор имеет достаточное рабочее напряжение.Рабочее напряжение никогда не должно превышаться, поэтому, если ожидаются переходные процессы или другие повышения, конденсатор должен их выдержать.

    Когда конденсатор выбирается для какого-либо конкретного применения, многие компании, разрабатывающие электронные схемы, предполагают, что нормальное напряжение должно достигать только 50 или 60% от заявленного рабочего напряжения конденсатора. Это не только дает хороший запас, но также означает, что конденсатор не подвергается чрезмерной нагрузке при работе почти до максимума, и это повышает общую надежность.

  • Допуск: Допуск конденсаторов может широко варьироваться в зависимости от типа конденсатора. Электролитические конденсаторы обычно могут быть + 80% / -20%, тогда как другие типы могут быть ± 1%, а другие могут иметь другие уровни допуска. Необходимо тщательно продумать, какой допуск требуется для удовлетворительной работы схемы.

    Стоит взглянуть на то, для чего будут использоваться конденсаторы. Их можно разделить на несколько широких категорий, что позволит сделать выбор.

    Использование Детали
    Электропитание сглаживания Точное значение не имеет значения. Электролитические с +80% / - 20% вполне подходят
    Развязка питающей линии Опять же, точное значение не критично. Часто используются керамические конденсаторы емкостью около 0,1 мкФ. Уровни допуска от ± 10% до ± 20% вполне приемлемы. Электролитический, как указано выше, может использоваться для снижения низких частот
    Межступенчатая муфта общего назначения Опять же, значения обычно не являются чрезмерно жесткими, и можно использовать уровни допуска, возможно, ± 10% или выше.Иногда могут быть точки излома на низкой частоте, которые могут быть более критическими, но это можно обнаружить, разбираясь в конструкции электронной схемы и окружающих электронных компонентах.
    Генератор и фильтры Конденсаторы, используемые в качестве элементов управления частотой в генераторах и фильтрах, часто требуют точного определения. Часто могут использоваться допуски в ± 1%, но точный допуск можно оценить на основе понимания конструкции электронной схемы и окружающих электронных компонентов.

    Это очень общие рекомендации по допускам, которые можно ожидать в различных областях электронных схем. Основное требование - понять конструкцию электронной схемы и электронные компоненты вокруг конденсатора, чтобы увидеть, какой допуск может потребоваться.

  • Упаковка: Упаковка - еще один важный фактор при покупке конденсаторов. Очевидно, что необходимо сделать выбор между традиционными выводами компонентов и разновидностями для поверхностного монтажа.

    Обычно требуется выбрать требуемый тип в соответствии с типом используемых методов сборки. Выводы для монтажа в сквозные отверстия и других подобных применений, а также для поверхностного монтажа для автоматизированного производства. Компоненты для поверхностного монтажа также могут быть очень хороши для ВЧ-приложений (только керамические конденсаторы), поскольку они обычно имеют гораздо более низкие уровни индуктивности и т. Д.

  • Ток пульсации: При покупке конденсаторов для сильноточных приложений, таких как использование в источниках питания для сглаживания и т. Д., Необходимо учитывать ток пульсаций.Это ненормально рассматривать для конденсаторов, используемых для синхронизации, а также для обычных приложений связи и развязки.

  • Стоимость: Стоимость, очевидно, является основным фактором для большинства приложений. Необходимо обеспечить качественные комплектующие при минимальных затратах. В результате стоит осмотреться, чтобы убедиться в оптимальных сделках. Для многих любительских приложений некоторые оценки поставщиков вряд ли применимы, и многие варианты с низкой стоимостью являются идеальными.

Покупка конденсаторов - подсказки, советы и полезные факты

Некоторые подсказки, подсказки и факты, которые могут быть полезны при покупке конденсаторов:

  • Не используйте электролитические компоненты там, где значения имеют критическое значение: Допустимое отклонение значений электролитических конденсаторов очень низкое - не используйте их для любых приложений, где значение является критическим. Обычно их допуск может составлять от + 50% до -20%. Это означает, что для любых критически важных приложений, таких как схемы синхронизации, они не должны использоваться для самой схемы синхронизации.Обычно они идеальны для соединения, развязки и сглаживания.
  • Проверьте тип керамического конденсатора: В керамических конденсаторах можно использовать множество различных типов керамики, и они имеют очень разные свойства. Это особенно очевидно для конденсаторов для поверхностного монтажа, где используется много типов. Проверьте работоспособность, хотя обычно все типы подходят для соединения и разъединения.
  • Не используйте электролиты там, где утечка может быть проблемой: Хотя алюминиевые электролитические конденсаторы очень хороши, их необходимо использовать в ситуациях, когда утечка не является проблемой.Технология, используемая в алюминиевых электролитических конденсаторах, означает, что они демонстрируют небольшой уровень утечки, и это может быть проблемой, когда они используются в некоторых цепях. Схема операционного усилителя ниже является хорошим примером:
    Схема неинвертирующего операционного усилителя с одной шиной питания. Электролитический конденсатор не следует использовать для C3, поскольку это точка с высоким импедансом, и даже небольшая утечка электролита приведет к тому, что выходной сигнал цепи попадет в шину питания.
  • Не обращайте внимания на тантал: Танталовые конденсаторы действительно хороши - огромная емкость для объема, но они определенно не любят подвергаться перенапряжению, обратному смещению или пропусканию большого тока.Они очень скоро скажут вам, если им не нравится то, как вы с ними обращаетесь, взрываясь! Всегда используйте тантал при напряжении ниже номинального. Если они используются в своих рейтингах, они работают очень хорошо.

Выбор дистрибьютора / поставщика электронных компонентов

Покупка конденсатора часто - это не просто покупка самого дешевого компонента, который соответствует требованиям, хотя иногда это может быть выход, особенно для любительских приложений и некоторых лабораторий по проектированию электронных схем, где компоненты могут потребоваться дешево и быстро.

Особенно для коммерческих организаций, которые занимаются производством электроники, могут возникнуть другие вопросы, которые необходимо учитывать, и выбор дистрибьютора электронных компонентов является более важным.

  • Временные рамки: Часто необходимо учитывать временные рамки при выборе того, у кого покупать конденсаторы и другие электронные компоненты. Некоторые дистрибьюторы электронных компонентов могут доставить их очень быстро или в требуемый срок. и это во многих случаях преимущество.Наличие правильного продукта, когда это необходимо, может означать, что количество запасов, хранящихся на месте производства электроники, может быть уменьшено.

    Кроме того, наличие электронных компонентов, надежно планируемых к доставке, когда они необходимы, может уменьшить трудности с устранением нехватки в производственном процессе.

  • Стоимость: Стоимость является основным фактором при покупке электронных компонентов. Это может быть одним из наиболее важных соображений, особенно для частных лиц.Обычно качество хорошее, но это нужно учитывать, особенно при низких ценах. Обычно качество очень хорошее.
  • Широкая доступность: В некоторых случаях требуется широкая доступность на складе, и это может быть причиной выбора конкретного дистрибьютора электронных компонентов или продавца.
  • Отгрузка на склад: Для крупномасштабного производства электроники можно организовать предприятие, известное как отгрузка на склад.Вступая в отношения с дистрибьютором электронных компонентов, они могут быть осведомлены о требованиях, и когда запасы на производственном предприятии заканчиваются, новые компоненты могут быть отправлены непосредственно на производственную линию с минимальными формальностями.
  • Отслеживаемый запас: Для многих профессиональных приложений необходимы электронные компоненты, и в данном случае конденсаторы, которые получены из гарантированного источника, а не подделки. Если контрафактные товары попадут в цепочку поставок, это может повлиять на производительность, надежность и ряд других факторов.В дополнение к этому, могут быть применены штрафы за товар, который будет признан поддельным, особенно при производстве оборудования для государственных организаций. Использование авторитетного авторизованного дистрибьютора электронных компонентов может гарантировать надежность складских запасов.

Покупка подходящего конденсатора может занять некоторое время, но есть много вариантов, которые позволяют купить многие типы конденсаторов по довольно низкой цене, а также обеспечить быструю доставку.

Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

WJOE Radio

Что такое конденсатор и как читать тезисы?

Базовый Единица измерения емкости - Фарад, названная в честь Майкла Фарадея. До 1970-х годов конденсаторы также назывались конденсаторами.Такой же часть, та же функция, другое имя. Вы все еще слышите старое имя используется некоторыми радиотехниками. Вы обязательно увидите это в старых схемы. Емкость обычно измеряется в микрофарадах, сокращенно мкФ, нанофарады (нф) или пикофарады (пф). Однако с годами У «uf» было много других сокращений. Например, 40 мкФ можно читать как 40 mF, 40 MF, 40 MFD или 40 MFD. Единица Фарад используется при преобразовании формулы и др. расчеты.А уф, (микрофарад) одна миллионная фарада (10-6 F) и пикофарада (pf) составляет одну миллионную часть микрофарад (10-12 Ф).

А конденсатор - это устройство, которое хранит электрический заряд или энергию на его тарелки. Эти пластины расположены очень близко друг к другу изолятор между ними, чтобы пластины не касались друг друга, и тип диэлектрика. Обычно конденсатор имеет более двух пластин. в зависимости от емкости или типа диэлектрика.Конденсатор может нести напряжение, равное напряжению батареи или входному напряжению. После зарядки на скорость разряда может влиять другой источник, например резистор. Это действие может создавать колебания или использоваться для электронный хронометраж. Скорость, с которой конденсатор заряжается и разряды могут использоваться для создания фильтра или ограничения нежелательного шума, или используется для предотвращения нежелательного шума. Мы можем сделать гораздо больше конденсаторы тоже.Они также могут пропускать AC или использоваться в цепь постоянного тока для устранения переменного или переменного шума. Это можно было бы назвать «обход».

Коды конденсатора:

Думаю, вам бы очень хотелось умеют читать все эти разные коды. Не волнуйтесь, это не так сложно, как кажется. Некоторые конденсаторы сразу говорят вам об этом. Брать электролитические конденсаторы и конденсаторы с большим корпусом: обычно они напечатайте значение на теле.Например: 100 мкФ 250 В или что-то подобное будет отпечатано в виде обычного текста. Это также имеют отметки, указывающие на отрицательный вывод конденсатора. Мы покрываем подробнее об этом ниже. Я видел некоторые указывающие на положительный конец, но только недавно. Это не очень распространено! Так всегда обращайте внимание и проявляйте осторожность.

Начните здесь для меньших неполяризованных и старые винтажные и антикварные конденсаторы! В основном это меньший на крышках будут напечатаны два или три числа, некоторые с одним или две буквы, добавленные к этому значению.Взгляните на таблицу ниже. Это наглядный пример, но не для всех.

Как видите все выглядит очень просто, потому что это просто преобразование чисел. Если конденсатор отмечен цифрой 105, это означает 10 + 5 нулей = 10 + 00000 = 1000000 пФ = 1000 нФ = 1 мкФ. И именно так ты тоже напишет, или разберется. Значение всегда указывается в пФ (Пикофарады).Буквы, добавленные к значению, - это допуск, а в в некоторых случаях вторая буква - это только температурный коэффициент. используется в военных приложениях или промышленных компонентах.

В большинстве случаев есть еще и письмо просто после цифр.Это код толерантности. Большинство из них от 5 (J) до 10% (K), но не только этими двумя.

Так, например, если у вас конденсатор с напечатанным на нем 474Дж: 47 + 4 нуля = 470000 = 470000 пФ, допуск J = 5%. (470,000 пФ = 470 нФ = 0,47 мкФ) Единственный главное, что нужно помнить здесь, это переместить десятичную точку назад шесть мест для (uf) и три для (nf).Ниже в таблице А показан простая версия для прямого преобразования, чтобы вам было проще. Теперь вы знаете, что ваш конденсатор представляет собой конденсатор 0,47 мкФ 5%.

Теперь вы ищете или спрашиваете о Напряжение! Это довольно просто. Они не кодируют это на большинство конденсаторов. Тип «шмель» кодируется цветами, но они использовали стандартные цвета электрических кодов. Такой же как резисторы.Это будет рассмотрено позже на этой странице. Остальные просто распечатайте его на теле.

В некоторых случаях производитель поставит ТОЛЬКО их каталожный номер на крышках, как RCA. Это должно быть очевидно, потому что они не имеют смысла и могут не может быть декодирован через электрические коды.

Другие конденсаторы могут иметь только 0.1 или На них напечатано 0,01. Если да, то это представляет собой значение в уф. Таким образом, 0,1 означает всего 0,1 мкФ. Если вы хотите, чтобы это значение было нанофарады (нф) просто переместите десятичную запятую на три разряда вправо что делает его конденсатором 100 нФ. Тогда у некоторых крышек будет стоимость. письмо. Например .068K. В данном случае это 0,068 мкФ 10% конденсатор.

В некоторых случаях конденсатор могут быть помечены как «pf» или «nf».Однако они также должны в буква "p" или "n" как минимум. График к справа - простая таблица преобразования. Это поможет тебе понять, как мы конвертируем uf в pf и nf.

Пластиковые или бакелитовые круглые конденсаторы (шмель)

Т у него красивый цветовой код универсальный с электротехникой и электроникой.Расшифровка может измениться от устройства к устройству, но цвета всегда соответствуют одному и тому же количество. Они очень похожи на резисторы. Имейте в виду, как раньше это декодировалось в MMF и было равно PF.

я найти большинство из них в телевизорах и усилителях. Иногда в зарубежные радиостанции. Однако формат всегда один и тот же.Другой на круглых пластиковых или бакелитовых конденсаторах может быть указано значение прямо на теле. Я уверен, что мы все это видели, а там расшифровывать их не нужно. У некоторых есть полоса только на одном конце, и который определяет отрицательное или внешнее соединение из фольги. Для виды шмелей нет белой полосы для обозначения внешней стороны фольга. У них есть квадратный конец, впрессованный в корпус на одном сторона.Это обозначает внешнюю фольгу. На картинке ниже показано пример для этого.

цветовой код происходит от стандартных электрических цветовых кодов. Один Исключение составляют значения допуска. На диаграмме ниже показаны значения и цвета связанный.

первая группа из четырех полос - ваша отправная точка, и это будет декодировать значение и допуск.Второй набор из двух полос расшифрует уровень напряжения. Использование цветового кода и код допуска, вы можете рассчитать, чему соответствуют полосы.

Это соответствует 0,68 мкФ 1600 вольт 2,5 - 3% конденсатор.

Первая полоса = синяя = 6

Вторая полоса = серый = 8

Третья полоса = желтый = 4 или 0000 (4 нулей)

Путь вместе они 6 8 0000 = 680000pf = 0.68 мкФ Вы видели все диаграммы, так что это должно иметь смысл. ПФ в УФ просто вернись 6 места!

Четвертая полоса = оранжевый = 4, это толерантность и составляет 2,5-3% по толерантности Диаграмма.

Пятая полоса = первая цифра напряжения = коричневый = 1

Шестая полоса = вторая цифра напряжения = синий = 6

Возьмем эти два числа 16 x 100 = 1600. вольт

Это было бы очень дорого конденсатор обратно в день.

Расшифровка старой слюды Конденсаторы:

Эта диаграмма ниже поможет выяснить эти коды на конденсаторах слюдяного типа. Однако они редко портятся. Не думаю, что когда-либо находил плохой. Держать в виду это переводит их на «pf» или «MMF».Не волнуйтесь они оба означают одно и то же. Этот пример ниже будет переведен на 47pf или 47MMF.

В примере ниже показаны два метода. Эти все, что я знаю, и все, что я когда-либо видел. Вы должны используйте логику, чтобы определить отправную точку. Если ваш конденсатор значение начинается с 9 и множителя 7, затем проблема. Большинство из них - базовая ценность конденсаторы.

Обратите внимание, что позиции "N / A" могут не иметь цвет, и это касается любых пятен, которые ничего не значат или не применять.

Определите полярность конденсатора:

Начнем с двух самых общие: радиальные (провода выходят снизу) и осевые (провода выходит по бокам).Также обратите внимание на более короткий вывод, идущий от радиальный конденсатор является отрицательным концом. Так что если там без маркировки, тогда вы узнаете, что чем короче провод отрицательный конец. В приведенных ниже примерах вы заметите пять разные способы показать полярность. Есть еще, но я думаю этого будет достаточно, чтобы понять суть. Стрелки и полосы присутствует "почти всегда". Вы найдете множество вариантов этого также.Они всегда изображают отрицательный результат.

Что почти всегда: Хороший вопрос ............ В редкие случаи, задолго до того, как появился стандарт формата вы можете обнаружить, что отмечен положительный конец. С заглавными буквами информация на корпусе либо по цвету провода, или основные формы, отпечатанные на выводах. Формы обычно квадрат или треугольник.

В эти примеры ниже вы найдете дополнительный способ выяснить полярность для осевых конденсаторов.Помните, что они отмечены со стрелками и полосами, как и на радиальных колпачках. Почти всегда указывая на отрицательный конец. На осевых крышках мы можем найти полярность, просто глядя на алюминиевый корпус. В алюминиевый корпус почти всегда является отрицательным концом. Другой конец будет иметь резиновую прокладку, иногда эпоксидную или стеклянную, но всегда изолирован от корпуса.Если вы не видите отметок или и то, и другое стороны заизолированы, тогда у вас может быть неполяризованный электролитический конденсатор. Вы найдете это в кроссовере сети, динамики и некоторые печатные платы усилителя. Другой чем это, это должно помочь для 99% их.

СЕЙЧАС пару слов о конденсаторах с вне полярности!

Взгляните на них ниже.У первого нет маркировки на все. Это нормально для неполяризованных осевых конденсаторов. Это наиболее распространенный тип, встречающийся в ранних радиоприемниках и телевизорах. Как а также большинство ранних электронных устройств. Они использовали бумага и масло в качестве диэлектрика, затем окунули их в воск. В в новых конденсаторах используется металлизированная полимерная пленка, и окуните их в эпоксидная смола. AKA сухой конденсатор. Новый никогда не высохнет на вас, прослужит вам ПЛЮС на всю жизнь и будет работать только как хорошо если не лучше оригинала.Следующий конденсатор в основном то же самое, за исключением того, что у них есть отметка для полярность. Не обязательно для положительных и отрицательных. Этот знак обозначает, с какой стороны соединен с внешней фольгой. Знак будет бегущей полосой по всему корпусу конденсатора. Причины для маркировки имеет отношение к сцеплению в Hi Fi усилители. Если вы используете их правильно, они уменьшат генерируемый шум. внутренне в усилке.Вы хотите соединить отмеченный конец в специальным образом, чтобы внешняя фольга не мешала другой компонент, или посылать на землю шум. Или может помогают устранить помехи от других компонентов. Большинство людей называют эти звуковые заглушки, потому что они в основном используются в критических или схемы усилителя высокого класса. Однако новые бейсболки и новые технологии устранили необходимость в этой внешней маркировке фольгой.В дальнейшем вы можете заменить конденсатор на полоса с конденсатором, у которого нет один.

 

ЧТО О ЗНАЧЕНИЯХ КОНДЕНСАТОРА

Электролитический: Много вопросов о том, что значения можно использовать при замене старого конденсатора.Собственно, точная стоимость замены должна быть близка. В большинстве схем значение может быть увеличено вдвое или вдвое. Например, 12 мкФ (микрофарад) конденсатор можно заменить на 10 мкФ или 20 мкФ. Я бы пошел с более высоким значение перед более низким. Однако в блоке питания вы не хочу подняться выше. Пусковой ток, исходящий от трансформатора, может повредить или перегореть трансформатор или выпрямитель. Это больше важно, поскольку мы возвращаемся в прошлое, когда мы использовали более высокие напряжения и более низкие ток.Что большинство людей не осознают, так это возвращение допусков конденсаторов. до пятидесятых годов было очень высоко. До 100% или +/- 50/80% на много дорогостоящих колпачков для электролитических фильтров. Хотя оригинал с пометкой 4 мкФ, при измерении может быть 1-8 мкФ. Через века кто знает, какое значение имеет 50 или 80 лет спустя. Как правило, ваш лучший выбор будет оставаться в пределах + или - 20% от первоначального значения. Одна вещь вы найдете со значениями, а время - это емкость крышки блока питания.Радио 20-х годов использовали 600 вольт 1-4 мкф кап. В 30-е годы они использовали 10-20 уф колпачки на 400 вольт. В пятидесятые они использовали 50-100 мкФ при 150 вольт. Со временем электроника стала более эффективной благодаря технике и технологиям. Старые наборы использовали большее напряжение и меньший ток. Вот почему колпачки были меньше. Это также может быть связано с ценой. То, что я хочу to make - это кепки, которые со временем становятся больше в цене.Когда переменный ток выпрямляется через диод, конденсатор используется для уберите пульсацию и сделайте постоянное напряжение как как можно более чистые. Чем меньше ток вы используете, тем меньше должен быть конденсатор. быть. Пока не зависит от напряжения. Имейте в виду, что Закон Ома все еще в силе. Меньший ток, но большее напряжение, как указано к низкому напряжению высокого тока. Оба этих источника питания могут поставлять одинаковые мощность хотя.Просто к вашему сведению, чтобы вы думали.

Неполяризованный: Это очень похож на электролитический за одним исключением. Это должно быть более близкое соответствие. Я бы держал их в пределах + или - 10%. Я уверен на 20% будет работать для большинства приложений, но обычно есть несколько Более жесткие заглушки допусков в устройстве изначально. Когда вы вернетесь со временем это будут колпачки Mica, потому что их легче производятся с более жесткими допусками, и они очень стабильны, это означает, что значение является точным, как температура, влажность и другие внешние влияния.Таким образом, 10% должны охватывать весь тип бумаги, и облегчить настройку устройства, когда Готово.

ЧТО О НОМИНАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ?

Никогда не заменяйте конденсатор на номинальное напряжение ниже оригинального конденсатора! ОДНАКО замена, номинальная стоимость которой выше первоначальной, приемлемо. Вот и все. Если исходное значение 350 вольт, то Допускается любое более высокое номинальное напряжение.Номинальное напряжение на конденсатор максимальное значение. Банка на 400, 450 или даже 600 вольт. использоваться для замены конденсатора на 350 вольт. Другое дело рассмотреть новые конденсаторы имеют гораздо более высокую устойчивость к перенапряжению шипы. Иногда при включении устройства напряжение может быть выше на короткий период времени, затем установите нормальное рабочее напряжение. Просто чтобы вы поняли, что можно использовать Колпачок 450 вольт в цепи достигает 600 вольт на секунду или две до тех пор, пока устройство нормально работает при напряжении ниже 450 вольт.Конденсаторы предназначены для работы с это.

ЧТО НАСЧЕТ ДВОЙНЫХ ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ КОНДЕНСАТОРЫ?

Двойной или множественный конденсаторы - это конденсаторы с более чем одним конденсатором внутри единый пакет. Они используются для упрощения изготовления электронные устройства. На самом деле было бы лучше заменить эти конденсаторы с одиночными конденсаторами.Несколько конденсаторов стоят дороже, и их труднее найти сегодня. Иногда ты найдешь только один из конденсаторов в упаковке неисправен. Если да, все равно замените их. Эти колпачки имеют общую фольгу и диэлектрик. В любом случае взгляните на пример ниже. Это было бы простая замена на использование осевых колпачков вместо заглавные буквы. Этот метод отлично подходит с эстетической точки зрения.Ты можешь оставьте оригиналы на месте и установите эти маленькие осевые колпачки под шасси. Сохранение оригинального вида при повышение производительности. Только обязательно отключите старую шапку полностью из схем. Никому не нравятся недостающие колпачки в старые радио 30-х годов Philco .................... Таким образом, вы не должен их вытаскивать.

Внимательно посмотрите на стоимость и номинальное напряжение на заменяемых конденсаторах.Это прайм пример относительно значений и напряжений. Если бы был четвертый провод, то вы должны добавить третий конденсатор. См. Пример 2.2. ниже. Избавьте себя от душевной боли и затрат, пытаясь найти замена.

ИСПОЛЬЗУЙТЕ КОЛПАЧКИ, КОТОРЫЕ У ВАС УЖЕ ЕСТЬ

Вот еще несколько вещей, которые вы можете сделать с конденсаторами.Это отлично, если у вас уже есть конденсаторы и не нужно тратить дополнительные деньги на большее! В примере 3.1 вы увидите, как мы можем сделать крышка 50 мкФ из двух крышек по 25 мкФ. Любое из значений добавит вместе, НО не напряжение. Обратите внимание, что значения напряжения разные. В этом случае общее напряжение НЕ может быть выше, чем наименьшее значение напряжения. Теперь это 50 мкФ, 160 вольт конденсатор.Теперь посмотрим, что происходит, когда мы добавляем третий конденсатор.

Пример 3.2 теперь 100 мкФ Конденсатор на 160 вольт. Я думаю, вы уже поняли суть. Это называется параллельным дизайном. Просто помните, что конденсаторы складываются в эта конфигурация.

Теперь давайте сделаем 12 мкФ из двух Конденсаторы 25 мкФ.Теперь нам нужна конфигурация, которая делит номиналы конденсаторов. Проще говоря, конфигурация серии. Этот может использоваться по тем же причинам, что и версия parellel выше, но и удвоить напряжение. В этой конфигурации вы должны используйте идентичные колпачки и напряжения. Таким образом, внутренний Сопротивление и другие паразиты одинаково сопоставимы, или, по крайней мере, Закрыть. Пример 3.3 будет показан конденсатор емкостью 12 мкФ на 320 вольт. Так что вы теряете емкость, но получаете напряжение. Я не пойду больше двух, и в деликатных или чувствительных цепях я бы держись подальше от этого. В большинстве случаев это работает прекрасно.

  • Сейчас Давайте рассмотрим.

  • Всегда следите за своим номинальным напряжением! Всегда следите за полярностью (обратите внимание + на всех моих примерах) они называются электролитическими конденсаторы потому что у них полярность.

  • Будьте уверены вы разряжаете свои конденсаторы, прежде чем брать их в руки.

Как они работают

Большинство старых радиоприемников выходят из строя из-за просохнуть КОНДЕНСАТОРЫ. Большинство конденсаторов изготавливаются из фольга и диэлектрик. Время идет по используемому материалу как диэлектрик может рассеиваться из тела конденсатор, что привело к его выходу из строя.Иногда они короткие вызывая другие сбои, но большинство из них просто ОТКРЫТЫЕ. В электронная схема действует так, как будто конденсатор даже не в цепи. Простая замена пары конденсаторов может ремонтировать большинство старинных радиоприемников. Вы можете ничего не слышать, или вы может наблюдаться потеря селективности и / или чувствительности. Это поможет объяснить, почему за пару долларов вы можете устраните эти проблемы самостоятельно с помощью нескольких конденсаторов!

Пример ниже это пример простого байпаса в идеальном ситуация.Эта схема позволит протекать постоянному току, но не AC. Проще говоря, конденсатор воспринимает переменный ток как короткое замыкание. схема.

Пример ниже может быть использован как формирователь входного сигнала на усилителе. Блокировка Постоянного тока, который может повредить ваши динамики, а также усилитель.Однако это позволит AC или аудио (AC на многих частотах) пройти. Если бы он открылся, ничего бы не получилось. через. Или вывод может казаться слабым и искаженным. Помните, что конденсатор воспринимает переменный ток как короткое замыкание, поэтому DC видит конденсатор как открытый. ТАК, зачем использовать конденсаторы в цепи постоянного тока? Одна причина, по которой мы уже знаем. К блокировать переменный ток и / или шум.Если мы прочитаем предыдущие технические примечания, мы также знаем, что они используются для фильтрации постоянного тока. С парой больше компонентов мы можем использовать конденсаторы для генераторов, полосовые фильтры и так далее. Мы не пойдем так далеко. я хочу чтобы это было просто, чтобы гарантировать, что это может помочь кому угодно.

Эта цепь позволяет переменному току выходить через, но не DC.Прямо противоположно схеме над.

Заявление об отказе от ответственности:

Информация, содержащаяся в этом веб-сайт www.wjoe.com или любой аффилированный сайт является производным от теоретическая информация, основанная на опыте и знаниях получено опытным путем.Читатель "вы" в конечном итоге несет ответственность за любую и всю информацию, используемую с этого сайта. Любой ущерб или любые последствия, которые вы испытаете из-за этой информации это исключительно ваша ответственность. Эта информация является бесплатной сервис, так что наслаждайтесь! Любое другое использование, удержание, распространение, редактирование, продажа или копирование чего-либо из этого сайта, для любых целей строго запрещено.Если вы не получите письменное разрешение от меня на [email protected] Любая информация по этот веб-сайт принадлежит мне и предназначен для помощи вам в ваше исследование об антикварных или винтажных конденсаторах. Пожалуйста наслаждаться!!!!!!

Написано WJOE Radio 08/10/96, LLC Отредактировано 10.10.19

Checking Caps

Checking Caps

Как проверить алюминиевые электролитические конденсаторы

Введение

Можно написать целую книгу по этой теме, но я собираюсь сосредоточиться на очень ограниченной ситуации - обслуживании обычных потребителей. электроника, включая усилители звука, приемники или видеооборудование.Принципы будут одинаковы для всех видов электроники. но в этих устройствах, как правило, используются конденсаторы аналогичного типа, которые слишком часто выбираются по цене, а не качеству. Хотя у меня нет статистики, вышедшие из строя конденсаторы, кажется, являются причиной большого количества обращений в сервисный центр.

Написав это, я понял, что конденсаторы можно понять на многих разных уровнях, от практического до чисто математический. Некоторые традиционные аналогии, такие как аналогия с «ведром воды», в лучшем случае вводят в заблуждение.Различные таблицы данных и приложения могут использовать немного другую терминологию. Силовые люди относятся к коэффициенту мощности. Люди говорят об эффективном переключении питания. последовательное сопротивление (ESR). Традиционные инженеры могут использовать тангенс угла потерь или фазовый угол. Производители испытательного оборудования обычно калибруют свои устанавливает коэффициент рассеяния (D). Хорошо, может быть, вы не найдете так много циферблатов в наши дни, но неудивительно, если людей смущает разные точки зрения и терминология.

Следует помнить, что какая бы система единиц измерения ни использовалась, ее можно преобразовать в любую другую систему единиц. Там будет всегда должны быть два числа, которые описывают емкость и неизбежные внутренние потери. Последовательная емкость и коэффициент рассеяния наиболее распространены, но вы также найдете реактивное сопротивление и фазовый угол или несколько неясные G&B потери с точки зрения эффективных последовательностей сопротивление (ESR) стало обычным модным словом в последние годы, но это просто обычный термин сопротивления старых серийных моделей, Rs, который знакомы инженерам с начала 20 века.

Я должен признать, что у меня есть некоторые давние убеждения относительно влияния различных проблем с конденсаторами на схемы. При написании этого Я построил несколько тестовых схем и установил различные заглушки из моей коллекции «дефектных» заглушек, снятых с оборудования за долгие годы. Иногда результаты были неожиданными, и я немного изменил свои взгляды; некоторые из моих советов могут теперь противоречить общепринятым мудрость.

Взгляните на картину в целом

Рассмотрим функцию конденсатора в цепи.Вам нужно знать, что ожидается от конденсатора, чтобы интерпретировать ваши измерения. и решите, достаточно ли исправна крышка или ее необходимо заменить. Конденсаторы фильтра в источниках питания, работающих от сети, обычно 50 или 60 Гц, будут иметь тенденцию к большим значениям, обычно 1000 мкФ или более на ампер выходного тока. С полноволновым мостом пульсации конденсатора будут вдвое превышать частоту сети, 100 или 120 Гц, поэтому высокочастотные потери конденсатора не важны.Колпачок действительно должен выдерживать пульсирующий ток; если потери слишком велики, может произойти внутренний нагрев, что приведет к еще большему старению конденсатора. быстро, что приводит к преждевременному выходу из строя. Отметим, что конденсаторы в бытовой технике, в отличие от промышленного, обычно выбирают чтобы свести к минимуму пульсации и не поддерживать высокие токовые нагрузки или нести высокие пульсации токов. К звуковому оборудованию предъявляются высокие требования на блоке питания обычно прерывистые. Наихудшей угрозой может быть плохая вентиляция; остерегайтесь заблокированных вентиляционных отверстий грязью или окружающим беспорядком.Другой причиной преждевременного выхода из строя является близость к резистору горячего питания или тепловое соединение с источником горячего питания. резистор через толстый след на печатной плате, тонкая ошибка конструкции, которая случается чаще, чем можно было бы ожидать.

Обратите внимание, что величина пульсации будет определяться последовательной емкостью (Cs), которая будет определена в ближайшее время. Убытков не будет эффект, если они не катастрофически высоки, как и любой другой параметр конденсатора. Если вы хотите снизить пульсацию от обычного минимума частотного источника питания необходимо увеличить значение емкости.Дешевый конденсатор будет работать точно так же, как и дорогой, хотя дорогой может прослужить дольше благодаря лучшим уплотнениям и более качественной конструкции.

Фильтры для переключения источников питания имеют больше проблем с током пульсаций и предназначены в основном для низкого ESR (Rs), чтобы сохранить внутренний рассеиваемая мощность низкая. Внутреннее рассеяние мощности равняется теплу, а тепло - враг конденсаторов. При переключении питания значение емкости часто велико и в некоторой степени неактуально, потому что допустимое сопротивление Rs и номинальный ток пульсации диктовали компонент выбор, а не значение емкости.Когда вы заменяете конденсатор в импульсном блоке питания, очень важно знать исходное ESR. технические характеристики и убедитесь, что заменяемая деталь не хуже при частоте эксплуатации . Обычная низкая частота Конденсатор фильтра, установленный в импульсном источнике питания, может немедленно выйти из строя, иногда резко, если он перегреется, а баллончик вентилируется или взрывается. Всегда надевайте защитные очки и не наклоняйтесь над проверяемыми цепями!

Конденсаторы связи должны пропускать звуковые частоты до 20 кГц, а иногда и больше, в зависимости от применения.Они, как правило, используются в цепи с более высоким импедансом, поэтому потери обычно не являются проблемой. Что может быть проблемой, так это утечка постоянного тока, поскольку вся цель крышки муфты - изоляция постоянного тока. Обычно необходимо измерять утечку при рабочем напряжении; проверка омметром может доказать, что колпачок плохой, но нельзя доказать, что колпачок хороший, потому что он не измеряет при достаточно высоком напряжении.

Неполярный электролит, используемый в кроссоверах громкоговорителей, представляет собой особый случай.Поскольку они работают в цепи с низким сопротивлением как фильтроэлемент, важны потери. Если дизайнер озвучил динамик с конкретным конденсатором, замена его на другой тип может очень хорошо переделать звук.

Шунтирующие конденсаторы должны работать с высокими частотами, поэтому алюминиевые электролиты не являются предпочтительным типом. Вы можете найти высокую производительность Твердый электролит (OSCON) или танталовые конденсаторы, но обычно используются керамические, а иногда и пластиковая пленка.Это все меньше подвержены старению и выходу из строя, но в любом случае их следует проверять в рамках полного обслуживания.

Некоторые основные взаимосвязи конденсаторов

Заранее приносим свои извинения за то, что подвергли вас некоторой теории и математике, но понимание этих отношений позволит вам намного опередить те, которые этого не делают.

Есть два типа пассивных «компонентов», которые вы можете использовать для построения цепи: сопротивление и реактивное сопротивление.Реактивное сопротивление может быть емкостный или индуктивный. Что интересно в реактивном сопротивлении, так это то, что оно не может рассеивать мощность. Таким образом, чистые конденсаторы и чистые индукторы по определению не имеют потерь. К сожалению, их нет, кроме как на страницах учебников. Единственное, что Может рассеивать мощность - это сопротивление, и каждый реальный конденсатор и катушка индуктивности будут иметь небольшую резистивную составляющую. По крайней мере, мы надеюсь, что он маленький. Здесь мы подходим к фундаментальной концепции, лежащей в основе всей этой статьи: Отношение сопротивления к реактивному сопротивлению равно надежный индикатор состояния алюминиевого электролитического конденсатора.

В большинстве случаев мы игнорируем недостатки реальных конденсаторов и рассматриваем их как чистые реактивные сопротивления. Не так при их тестировании, поскольку разница между хорошим и плохим конденсатором заключается в недостатках. Эти недостатки проявляются как сопротивление потерь, что приводит к двум различным способам их описания. Один из способов, называемый серийной моделью, помещает сопротивление последовательно с конденсатор. Другой способ - это параллельная модель, когда сопротивление размещается параллельно конденсатору.Обе модели используются для Анализ переменного тока, поэтому постарайтесь игнорировать тот факт, что постоянный ток может проходить через параллельную модель. Эти модели - просто удобный инструмент; они делают не отражает реальную «механику» внутри настоящего конденсатора. В частности, модели действительны только для одной частоты ; измените частоту и вам нужно откорректировать модель. Более сложные модели используются, если диэлектрическое поглощение и / или саморезонанс учитывается.

Теперь рассмотрим значение емкости.Алюминиевые электролиты обычно имеют широкие допуски, обычно + 80% и -20%. В лучше крышки могут быть на уровне ± 20%. Это по-прежнему широкий диапазон, и это означает, что вы можете не многому научиться на простой емкости. чтения, потому что вы не знаете, хорош ли конденсатор в тот день, когда он был изготовлен, или он потерял большое количество Емкость все еще остается в пределах спецификации, а на следующей неделе полностью выйдет из строя. У него также могут быть большие потери, которые не очевидно при простом измерении емкости.Нам нужно измерить резистивные потери, чтобы лучше понять конденсаторы исправны.

Если вы внимательно прочитали 2-й абзац этого раздела, то заметили, что нас действительно интересует соотношение между сопротивлением и реактивное сопротивление, а не само сопротивление. Это число - коэффициент рассеяния.

Измерители ESR

стали довольно популярными, потому что они предлагают быстрый и простой высокочастотный внутрисхемный тест.Только ручная емкостная измерители и цифровые вольтметры с функцией измерения емкости также стали популярными по очевидным причинам низкой стоимости и удобства. Эта проблема Оба тестовых устройства дают вам только половину необходимой информации. Правильный емкостной мост или измеритель даст вам емкость и потери. Современные счетчики, в отличие от традиционных мостов, часто могут выражать емкость и потери в различных единиц, так как это всего лишь расчет процессора, но наиболее распространенными (и полезными) являются последовательная емкость и коэффициент рассеяния или параллельная емкость и коэффициент рассеяния.Как правило, вы будете использовать серийную модель для конденсаторов с малыми потерями.

Из этих двух чисел вы можете получить последовательное или параллельное сопротивление и множество других вещей. Красота этих двоих числа - это то, что вам нужно редко. Имея некоторый опыт, знание Cs&D сразу скажет вам, существует проблема или нет. Тем не менее, вот несколько формул для преобразования между двумя моделями и для получения СОЭ. Обратите внимание, что коэффициент рассеяния никогда не изменения между двумя моделями.В формулах ниже C будет в фарадах, R, X и Z в омах, D, коэффициент рассеяния, равен безразмерный и омега равен 2 * PI * F.

Каталоги конденсаторов и спецификации

Производители алюминиевых электролитов предлагают множество различных типов, большинство из которых обозначаются двух- или трехбуквенным кодом. Это Обычно печатается сбоку на корпусе конденсатора вместе с логотипом производителя.В качестве примера я вытащил конденсатор ниже из моего "запаса", чтобы идентифицировать и искать.

Вы можете видеть маленький прямоугольник, но на самом деле это не просто прямоугольник. Это стилизованный щит, используемый United Chemi-Con. по общему признанию, вы бы знали это, только если бы были знакомы с логотипами различных производителей конденсаторов. Также видно, что крышка четко напечатано "SXE", обозначение серии. Величина и напряжение очевидны, 330 мкФ при 35 В постоянного тока, а на задней части крышки находится максимальная температура (M) 105 ° C.Мы также обращаем внимание на размер корпуса, 10 x 20 мм, так как многие крышки бывают разных размеров. разные размеры или соотношения сторон, все с одинаковым значением, но каждый размер с разными характеристиками.

Вооружившись этой информацией, мы можем найти серию в каталоге United Chemi-Con и посмотреть, что еще можно узнать. Мы открываем что это миниатюрный устойчивый к растворителям конденсатор с низким сопротивлением, подходящий для использования с высокочастотным импульсным источником питания. Естественно это может быть также используется для любых низкочастотных приложений.Просматривая различные таблицы, мы также обнаруживаем следующее:

  • Напряжение: 35 В постоянного тока (мы это знали) с возможностью перенапряжения 44 В (сюрприз!)
  • Диапазон температур: от -55 до 105 ° C
  • Допуск: ± 20% (это буква "M" на задней стороне крышки перед температурным рейтингом)
  • Ток утечки: I = 0,01CV через 2 минуты (20 ° C), где I - мкА, C - мкФ, а V - номинальное напряжение (115,5 мкА)
  • Коэффициент рассеяния: 0.12 при 120 Гц и 20 ° C
  • Максимальное сопротивление: 0,13 Ом при 100 кГц и 20 ° C
  • Максимальное сопротивление в холодном состоянии: 0,34 Ом при 100 кГц и -10 ° C
  • Максимальный ток пульсации: 860 мА RMS при 105 ° C, 100 кГц
  • Срок службы: 2000 часов, номинальное напряжение при 105 ° C с коэффициентом рассеяния до 200% от указанного

Разработчику схем доступна дополнительная информация, но ее более чем достаточно для наших целей.Мы также должны взять обратите внимание на некоторые общие тенденции в данных. Таблица коэффициента рассеяния рассчитана по номинальному напряжению. Чем выше номинальное напряжение, тем ниже коэффициент рассеяния. Это объясняет в целом плохую работу конденсаторов очень низкого напряжения. Также есть сумматор, который гласит: «Когда номинальная емкость превышает 1000 мкФ, прибавляйте 0,02 к вышеуказанным значениям на каждые 1000 мкФ». Таким образом, по мере увеличения емкости вверх, так же как и коэффициент рассеяния. Эти тенденции характерны для всех алюминиевых электролитов.Компания, кажется, определяет окончание срока службы как точка, в которой коэффициент рассеяния вдвое больше указанного в спецификации, поэтому учитывайте это при тестировании более старого оборудования.

Обратите внимание, как потери растут с понижением температуры. Если оборудование должно работать на морозе, убедитесь, что работоспособность колпачков подходит к задаче. Старые колпачки могут нормально работать в тепле, но, поскольку с годами потери увеличивались, устройство может выйти из строя в холодном состоянии. Это еще одна причина не включать оборудование зимой сразу с грузовика.Другой - конденсация. Пусть все согреется до комнатная температура перед разворачиванием или включением!

Срок службы нагрузки кажется очень коротким. Работаем полный рабочий день, 2000 часов - это всего 83 дня! Это должен быть намек на то, что конденсаторы не должны быть эксплуатируется в условиях, вызывающих высокие внутренние температуры. Работает при нормальной температуре окружающей среды, с низким током пульсаций до Чтобы предотвратить нагрев, можно ожидать, что эта же часть прослужит десятилетия с незначительной деградацией.

Предостережения относительно измерений

Мы хотим измерять конденсаторы в цепи, когда это возможно. Хотя это может немного повлиять на результаты, мы обычно не Если вы ищете предельную точность, на самом деле нет ничего предельно точного в алюминиевых электролитах. Большая проблема - это любой компонент схемы, который шунтирует конденсатор и делает его хуже, чем он есть на самом деле. Мы можем избежать ошибок из полупроводников, просто поддерживая испытательное напряжение ниже, чем напряжение включения диода.Для кремниевых деталей это менее 0,7 пиковое напряжение, но на всякий случай допустим 0,5 или 1 вольт от пика до пика. Если вы работаете на очень старом оборудовании с германиевыми приборами, ваш срок службы будет тяжелее, потому что низкое напряжение включения и типичная утечка сделают все внутрисхемные измерения ненадежными. Ты может потребоваться снять колпачки или другие компоненты, чтобы получить достоверное измерение.

А как насчет крышек блока питания? Проблема с крышками блока питания заключается в том, что вся остальная цепь обычно подключается через их.Там обязательно будет какая-то резистивная нагрузка. К счастью, значительные потери обычно терпимы. Если низкая частота измерения показывают, что емкость примерно правильная, а коэффициент рассеяния (DF) менее 1 при 120 Гц, проблемы вероятны в другом месте.

Хороший, плохой и уродливый; Сделаем несколько измерений!

Мы начнем с измерения идеального конденсатора серии Panasonic FC на известной General Radio Corp.1657 цифровой LCR мост, первый современный цифровой мост. Большая часть используемых здесь конденсаторов будет емкостью 47 мкФ, поэтому мы можем сравнить полученную информацию. с использованием различных параметров измерения. Первое измерение будет на частоте 120 Гц с использованием серийной модели (Cs), поскольку в таблице данных указывает допуск емкости при 120 Гц. Обратите внимание, что параметры теста обозначаются светодиодами под цифрами.

Видим емкость 43.8 мкФ и коэффициент рассеяния (D) 0,0671. Емкость немного мала, но она всего -6,8%, ну в пределах опубликованной спецификации ± 20%. Коэффициент рассеивания низкий, что всегда желательно, но поскольку эти крышки рекламируются для их высокочастотных характеристик нам также необходимо обратить внимание на это. Таблица дает нам только полное сопротивление на частоте 100 кГц, игнорируя все характеристики на низких частотах.

Большинство мостов и измерителей не поднимаются на такую ​​высоту, хотя некоторые измерители ESR могут.Поскольку на этом мосту мы можем измерить частоту 1 кГц, давайте посмотреть, как это выглядит.

Если мы вычислим Rs, которое равно ESR, из приведенных выше чисел, мы получим 0,872 Ом. Теперь это число не является постоянным с частота, но в таблице данных указано значение 0,8 Ом при 100 кГц, поэтому мы знаем, что у нас все в порядке. Я обычно прохожу через конденсаторы на плате, убедившись, что емкость примерно соответствует указанному значению, но обращая особое внимание на коэффициент рассеяния на частоте 1 кГц.Любой DF, превышающий примерно 0,4, заслуживает более внимательного изучения. Если колпачок используется как фильтр низких частот Я ожидаю, что измерение пеленгации на низкой частоте (120 Гц) будет меньше примерно 0,25. Не зацикливайтесь на потерях. Большинство схем будут работают нормально с большими потерями.

Вот график реальных измеренных характеристик тех же конденсаторов в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Показаны как коэффициент рассеяния, так и ESR. На шкале слева показаны значения в омах для ESR и безразмерные единицы для коэффициента рассеяния.Обратите внимание, что когда вы дойдете до 1 кГц, кривая ESR выровнялась и затем будет медленно уменьшаться по мере увеличения частоты. На некоторой частоте индуктивность станет равной проблема, и полное сопротивление конденсатора возрастет. ESR обычно останется низким, но конденсатор станет менее эффективен, потому что индуктивное реактивное сопротивление компенсирует емкостное реактивное сопротивление. При резонансе XL = XC, поэтому они вычитаются до ноль, оставив только СОЭ. Сдвиг фазы будет равен нулю, и у вас есть резистор! (на графике должно быть 4 декады, но цифры верны)

А теперь перейдем к более сомнительной части.Это обычная крышка на 47 мкФ, которую можно найти во всех видах потребительских товаров. Это только рассчитаны на 10 В постоянного тока, и мой опыт показывает, что конденсаторы, рассчитанные на менее 16 В постоянного тока, показывают плохую производительность и имеют короткий срок службы. Вот 120 Гц Cs тест.

На первый взгляд эти числа выглядят неплохо. Если бы это ограничение было ограничением фильтра низких частот, оно, безусловно, было бы хорошо. Если вы посмотрите на графике коэффициента рассеяния, который немного появится, предел примерно соответствует тому, что, по их словам, должно быть.К сожалению, эти маленькие шапочки редко используются в источниках питания с частотой 120 Гц, но часто можно встретить их в качестве разделительных конденсаторов. Давай сделаем измерение на частоте 1 кГц.

Сейчас дела обстоят не так хорошо. Коэффициент рассеяния 0,7 довольно высок. Если преобразовать его в последовательное сопротивление, мы получим 2,85 Ом. Параллельная модель составляет 26,87 мкФ параллельно с 7,82 Ом, что не так хорошо, как более качественный или более высокий конденсатор напряжения, и вероятно, повлияет на производительность схемы в некоторых приложениях .Хороший конденсатор будет иметь фазовый сдвиг между током и напряжение, приближающееся к 90 градусам, по крайней мере, на низких частотах. Это около 52 градусов. По мере увеличения частоты это ограничение все больше и больше похож на резистор. Это не всегда плохо, но не должно происходить на такой низкой частоте. Теперь, это только мое мнение по этому поводу; Я не считаю это качественным конденсатором. Тем не менее, если колпачок используется как соединительный колпачок, и если значение хорошее, и если утечка низкая, он будет работать нормально и не является причиной проблемы.Если бы я нашел этот конденсатор в садовом разнообразном бытовом оборудовании, которое я обслуживал, могу ли я его заменить? Возможно нет. Если бы я нашел это в некоторых аудиооборудование высшего класса, в мгновение ока! Современные детали могут быть намного лучше, если вы сделаете правильный выбор.

Зная только значение последовательной емкости, которую измеряют самые недорогие измерители, вы потеряетесь в темноте. Это значение 42,28 мкФ выглядели прекрасно, в пределах спецификации, но конденсатор был плохого качества из-за больших потерь.Зная только потерь, вы можете обнаружить некоторые неисправные конденсаторы, но не все. Измеритель СОЭ работает быстро, но вы должны понимать, почему он сообщает вам, что он делает. В случае параллельных конденсаторов один может отсутствовать полностью, но измеритель ESR покажет хорошее количество. Он также может сообщать высокое ESR для конденсатора, которое вполне приемлемо для частоты, на которой он работает. На мой взгляд, измеритель ESR все еще намного дороже , чем измеритель только C, но вам действительно нужны оба числа, чтобы полностью понять и правильно устранить неполадки проблемы с конденсатором.

Это сбивает с толку! Как провести линию на песке?

Вопрос в размере 64 000 долларов состоит в том, какое значение использовать в качестве порогового значения. Если у вас есть техническое описание детали, в нем должны быть указаны некоторые ограничения. Если ты можешь получите техническое описание детали аналогичного класса, она должна служить полезной оценкой. Надеюсь, он укажет максимальное рассеивание коэффициент, обычно при 120 Гц. Вот диаграмма для универсального радиала общего назначения серии Rubycon YK, типичного для крышки самого общего назначения:

Номинальное напряжение 6.3 10 16 25 35 50 63 100 160 200 250 350 400 450
DF 0,26 0.22 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20

Внизу таблицы есть примечание: «Если номинальная емкость превышает 1000 мкФ, tan θ должен быть добавлен 0.02 к указанное значение с увеличением на каждые 1000 мкФ. "

Допустим, у вас есть конденсатор на 4700 мкФ, 50 вольт. Базовый коэффициент рассеяния составляет 0,12, а поскольку он больше 1000 мкФ, имеется сумматор 0,08, что дает 0,20 (я округлил значение до 5000 мкФ). Теперь коэффициент рассеяния в конце срока службы составляет 2X, поэтому ограничение может быть уменьшено. считается плохим, если коэффициент рассеяния превышает 0,40 при 120 Гц.

Большие крышки блока питания

Это становится немного длинноватым, но я был бы упущен, если бы не показал большую емкость блока питания.Вот Sprague "Powerlytic" 47000 мкФ. 50 В постоянного тока. Поскольку значение составляет 47000 мкФ, многие традиционные мосты вообще не читают его. Счетчики, такие как Digibridge, сделают это на более низких частотах, таких как 120 Гц, но сопротивление настолько низкое, что они не могут управлять им на 1 кГц.

Коэффициент рассеяния этих больших фильтров источника питания может варьироваться в широком диапазоне, часто намного выше, чем у меньших конденсаторов. Измерено при 120 Гц , вы можете использовать ту же шкалу, что и выше, но умноженную на 3X.Гадюки не будет. Вам понадобится хорошее провода с низким сопротивлением и, возможно, 4-контактное соединение для получения точных измерений на крышках фильтров лучшего качества. Даже показанная компоновка с короткими толстыми выводами к 4-контактному соединению, вероятно, не подходит. Для больших крышек нужен формальный 4-выводной подключение прямо к наконечникам.

Постоянный ток утечки

Утечка постоянного тока - это явление, отдельное от стоимости и потерь.Если это вызывает беспокойство, вам обычно нужно измерять его отдельно, если вы не есть мост, который включает проверку на герметичность. Сопротивление утечке крышки часто не приводит к достаточным потерям, чтобы изменить Показания C и D, но дает большой ток, чтобы нарушить работу цепи. Большинство крышек, которые подходят для оценки стоимости и убытков, будут имеют допустимую утечку, за исключением высоковольтных крышек. С ними нельзя предполагать приемлемую утечку. Некоторая схема места чрезвычайно чувствительны к утечкам.Колпачок, изолирующий решетку трубки, является хорошим примером. Старая бумажная кепка Black Beauty может измерять идеально во всех отношениях, но иметь такую ​​большую утечку постоянного тока, что сдвигает смещение лампы, что приводит к серьезному искаженная форма волны. К счастью, хорошие дизайнеры не используют алюминиевый электролит в чувствительных местах, а бумажные / масляные колпачки не используются. редкость в наши дни. Вам почти всегда придется удалять конденсаторы из цепи для проверки на утечку, потому что вы этого не сделаете. хотите подвергнуть остальную цепь действующему напряжению.

Для измерения утечки постоянного тока вам понадобится источник питания, который может достичь максимального номинального напряжения конденсатора. Подключите конденсатор к источнику питания через токоограничивающий / чувствительный резистор и измерьте напряжение на резисторе. Рассчитайте ток и сопротивление конденсатора (при желании) по закону Ома. Обязательно примите все необходимые меры предосторожности с высокими и колпачки низкого напряжения, поскольку они могут накапливать значительную энергию.Электропитание должно быть ограничено по току на случай короткого замыкания крышки. Я использую одноразовый чувствительный резистор 1/4 Вт и цифровой мультиметр, как описано ниже, а не измеритель тока в случае отказа.

В качестве примера мы будем использовать колпачок United Chemi-con выше. Так как в спецификации 115 мкА, то резистор подбирать было бы удобно. таким образом, что 100 мкА дает падение напряжения 1 В постоянного тока. 10 кОм (1 / 100E-6) оплачивает счет. Так как типичный DVM имеет вход 10 МОм сопротивление, нам не нужно его корректировать.Колпачок и резистор соединены последовательно, и на них подается напряжение 35 В постоянного тока. Напряжение на резистор начинается с 35 В постоянного тока и падает по мере зарядки конденсатора. Официальное измерение не начинается до тех пор, пока не будет установлен предел. полностью заряжен, но даже через 19 секунд напряжение на резисторе упало до 1 В постоянного тока, поэтому конденсатор находится в пределах допустимого диапазона. устойчивость к утечкам. Через несколько минут оно упало до 10 мВ, или 1 мкА, и продолжало падать.

Пределы утечки обычно указываются с коэффициентом C * V.Обычная спецификация - 0,03CV или 4 мкА, в зависимости от того, что больше. С вы обычно используете uF и ищете uA, никаких преобразований не требуется. Просто умножьте емкость в мкФ на номинальную. умножить напряжение на множитель. Спецификации обычно не допускают повышенной утечки в течение срока службы крышки, в отличие от рассеивания. коэффициент, который может увеличиваться вдвое.

Предупреждение о высоком напряжении - Пользователи трубок - ЭТО ОЗНАЧАЕТ ВАС!

Если высоковольтный конденсатор не проходит обычные испытания при низком напряжении, можете быть уверены, что он плохой.Если он проходит обычные испытания низкого напряжения, это не значит, что он однозначно хорош! Он может полностью выйти из строя при более высоких напряжениях, или ток утечки может внезапно превысить определенное напряжение, что приведет к ограничению почти как стабилитрон. Эти типы отказов не распространены в цепях низкого напряжения, но кажутся частыми при высоком напряжении. оборудование трубки напряжения.

Небольшая утечка постоянного тока не так серьезна в цепях низкого напряжения, но рассмотрим устаревшую старую крышку четырехъядерного фильтра с утечкой 2 мА в каждый раздел.Не редкость ситуация со старым оборудованием. При 400 В постоянного тока это 0,8 Вт на секцию, или всего 3,2 Вт для банка. Он быстро нагреется, и полный отказ не за горами.

Если вы проверяете высоковольтные конденсаторы, очень важно проверить утечку постоянного тока при рабочем напряжении. Если крышки нагреваются, выключите прибор. вниз и узнайте, почему. Вероятно, существует проблема пульсации тока или проблема утечки постоянного тока, которую необходимо устранить, прежде чем устройство будет вернул в эксплуатацию.

Высоковольтное оборудование часто имеет очень небольшой запас прочности по номинальному напряжению конденсаторов, а оборудование, изначально предназначенное для Работа 115 В переменного тока может работать на границе при 120–125 В переменного тока. Блок питания, рассчитанный на 425 В постоянного тока на конденсаторе 450 В постоянного тока при 115 В переменного тока. будет иметь 462 В постоянного тока на этой крышке 450 В постоянного тока при 125 В переменного тока. Немного разгрузите источник, удалив какой-либо компонент ниже по потоку, и вы получите рецепт быстрой неудачи. Добавьте к этому годы работы при более высоких температурах, характерных для лампового оборудования, и это станет чудом для бедняков. конденсаторы живут столько, сколько живут.

Современное испытательное оборудование не предназначено для проверки высокого напряжения, и некоторое старое служебное оборудование телевизионного класса на самом деле намного лучше. за задачу. Обсуждения этого оборудования часто возникают на форумах антикварных радио. Если вы работаете на трубном оборудовании, вам необходимо испытательное оборудование, которое работает при фактических рабочих напряжениях, или вам нужно быть очень консервативным и иногда просто заменять детали. для душевного спокойствия и уверенности в том, что покупатель не вернется с чем-то, что вы якобы «починили».

Формовочные и риформинговые алюминиевые электролитические конденсаторы

При изготовлении конденсаторов производитель подает напряжение на клеммы, чтобы сформировать оксидную пленку на пластинах, всегда более высокое напряжение, чем рассчитано на цоколь. Оксидная пленка полупостоянна, но если колпачок долгое время не использовался Со временем оксидная пленка может разрушиться. Это делает конденсатор уязвимым для короткого замыкания при первом включении питания.Таким образом совет медленно включать старое оборудование с помощью Variac. Это создает оксидную пленку до тех пор, пока она не сможет поддерживать полный рабочий режим. Напряжение. Когда в цепь устанавливается новый или долго не использовавшийся колпачок, и при первом включении он будет иметь значительный ток утечки. Этот ток падает довольно долго, пока не достигнет почти нуля. На самом деле процесс может занять от нескольких дней до нескольких недель, прежде чем соблюдается минимальный ток.

Помните, что значительный ток утечки равен теплу, выделяемому внутри конденсатора.При включении старого оборудования не Предположим, что все в порядке только потому, что колпачки кратковременно поддерживают рабочее напряжение. Отказ может произойти из-за нагрева крышки из-за ток утечки все еще слишком велик. Возвращая к жизни старое оборудование, повышайте напряжение медленно и в несколько этапов. Часто выключайте питание и дайте крышкам отдохнуть и остыть внутри. Затем, через полчаса или более, снова включите немного более высокое напряжение. После того, как колпачки вовремя накопят некоторую общую мощность, у них будет больше шансов на выживание.Который сказал, что если они все еще не пройдут стандартные тесты, замена - единственное средство.

После многих лет эксплуатации колпачки «отрегулируют» свои внутренние оксидные слои в соответствии с приложенным напряжением. Если напряжение увеличился по какой-то причине, скажем, из-за высокого состояния линии, ток утечки постоянного тока может значительно возрасти, возможно, инициируя отказ. Полностью спекуляция с моей стороны, но это может объяснить, почему замена конденсаторов в старом ламповом оборудовании так универсальна. рекомендуемые; новые колпачки могут выдерживать скачки напряжения намного лучше, чем старые, если они не были доведены до своих полных номиналов.

Потрясенная уверенность

Я много раз измерял конденсатор и сразу же подвергал сомнению его исправность, потому что значение было немного низким. Не вне спецификации, но всего на 5-10% меньше. Разумеется, производитель стремится к значению, указанному на крышке - или нет? Хотя у меня нет доказательств, я предполагаю, что они этого не делают. С автоматизированным оборудованием производитель, вероятно, сможет поддерживать допуски намного более строгие, чем необходимо, и вполне может стремиться к значению ниже номинального, но всегда выше минимального.Почему? Потому что экономия нескольких процентов на дорогих Протравленная алюминиевая фольга и разделительная бумага позволят сэкономить большие деньги при длительном производственном цикле. Требуется меньшая площадь поверхности для производят более низкую предельную стоимость, и я был бы удивлен, если бы некоторые производители не воспользовались этим преимуществом на деталях с большим объемом.

Иногда можно увидеть конденсаторы, размер которых значительно превышает номинальный. Допуск на многие крышки достигал + 80%, но они редко бывают такими высокими в новинку.Произошло то, что химические изменения с течением времени привели к тому, что ценность увеличивать. К сожалению, это признак того, что колпачки подошли к концу и их необходимо заменить. Интересно отметить, что для на данный момент эти конденсаторы, вероятно, лучше справляются с фильтрацией на частоте 120 Гц, чем новые заменители. Тем не менее, они тост, так что убери их оттуда. Я склонен видеть это увеличение стоимости с крышками старше 30 лет.

Мой конденсатор просочился коричневой слизью на моей плате!

Эта жалоба часто появляется на форумах в Интернете и, вероятно, вызвала ненужную замену невысказанных чисел. конденсаторов.Коричневая слизь обычно представляет собой просто клей, который любой разумный производитель брызгает на доску, чтобы удержать более крупную. конденсаторы на месте. Если они не использовали его, вибрация при транспортировке могла легко привести к выходу из строя или вырыванию проводов, что привело к DOA. единица. Высокий конденсатор с маленьким основанием создает хорошее плечо рычага на выводах, и дополнительная поддержка всегда является хорошей идеей. Конденсатор производители скажут вам, что полное кольцо клея - плохая идея, потому что он улавливает все, что протекает, и предотвращает надлежащую вентиляцию конденсатора для сброса давления в случае выхода из строя.

Поскольку всегда существуют сомнения относительно коричневого налета, позвольте мне указать, что алюминиевые электролитические конденсаторы не заполнены большими количества жидкости любого типа. Внутренняя бумага будет влажной, возможно, на ее внутренней стороне будет несколько капель конденсата. корпус, но электролита редко бывает достаточно, чтобы вытечь из корпуса и образовать гигантскую лужу на печатной плате. Тем не менее, серьезный отказ большой высоковольтной крышки, вызывающий ее взрывное выделение, может привести к образованию тонкой пленки электролита примерно на все в шасси.В алюминиевых электролитических конденсаторах используется оберточный бумажный разделитель, поэтому старый конденсатор вентилируется или имеет нарушение герметичности может привести к коричневому налету. Если осадок имеет слегка кристаллический вид или хотя бы частично растворяется в вода, это электролит. Обратите внимание, что он вызывает коррозию и со временем снимет паяльную маску с платы, а также почернеет медь. под. Очистите его как можно более полно и замените все близлежащие детали с корродированными проводами.

Клей, который использовали некоторые производители, также со временем оказался агрессивным.Поиск на форумах в Интернете позволит выявить конкретные приемники и другую электронику, где это известная проблема. Он может разъедать радиальные выводы конденсатора и разъедать другие находящиеся поблизости составные части. Это большая работа, но при полной перестройке необходимо удалить как можно больше клея. Небольшой нож X-Acto с квадратный конец удобен для этого.

Что это за штука с электролитом

Производители, вероятно, не собираются сообщать вам подробности, но традиционный электролит, используемый в крышках 85C, был система гликоль / борат, в частности смесь этиленгликоля (да, антифриз) и пентабората аммония.Или использовали борную кислоты и барботирования аммиака через смесь. Характеристики этой смеси оставляют желать лучшего при низких температурах, а также дать низкий esr. Добавление большего количества воды снизит esr, но снизит надежность. Заставляет задуматься о дешевых крышках low esr, используемых в блоки питания компьютеров, которые, кажется, выходят из строя так часто. Крышки с более высокими эксплуатационными характеристиками используют более совершенные электролиты и добавки для достижения более широкий диапазон рабочих температур и низкий esr без потери надежности.Все электролиты токсичны, поэтому избегайте контакта с ними. отложения электролита из вентилируемых крышек; при подозрении на контакт тщательно промойте водой с мылом.

Какие факторы влияют на срок службы электролитического конденсатора?
  • Температура
  • Рабочее напряжение
  • Целостность уплотнения
  • Состав конденсатора
  • Загрязнение
  • Производственный брак

Все электролитические колпачки в конечном итоге выйдут из строя из-за внутренних реакций, разрушающих диэлектрик.Ход этих реакций определяется перечисленными выше факторами и может быть очень медленным или очень быстрым. Начиная сверху, общее правило: срок службы конденсатора будет сокращаться на 50% на каждые 10 ° C повышения рабочей температуры. Крышки 105C должны служить дольше в большинстве случаев потому, что запас прочности выше. Тепло может исходить от внешних источников или генерироваться внутри из-за пульсаций тока. Обычно оба!

В более ранних источниках упоминается степенной закон, согласно которому частота отказов крышки обратно пропорциональна рабочему напряжению, повышенному до некоторая сила, Н.Проблема в том, что N изменяется в огромном диапазоне, от 2 до 10, в зависимости от «рецепта» конденсатора. Информация по-прежнему полезен, потому что он говорит нам, что работа с напряжением, близким к номинальному напряжению, хуже, чем допускать некоторый запас прочности. An Рабочее напряжение около 60% от номинального напряжения - хорошее место для начала, если позволяют габариты и другие факторы. Также избегайте заглавных букв с номиналы ниже 16 В постоянного тока, так как они имеют более высокую интенсивность отказов. Нет никаких недостатков в том, чтобы использовать современные крышки значительно ниже их максимального значения. уровень напряжения.

Существует определенная паранойя в отношении уплотнений конденсаторов, но обычно это незначительная проблема. Они не шины и они обычно не подвергаются механическому воздействию, озону и ультрафиолетовому излучению. Подбираются уплотнительные материалы в колпачке любого качества чрезвычайно долгий срок службы и совместимость с электролитом. Тем не менее, если вы потеряете уплотнение, вы потеряете конденсатор, поэтому покупайте качество.

Существует множество "рецептов" конденсаторов, и они выходят из строя с разной скоростью.Единственный совет, который я могу предложить, - это покупать премиум детали с длительным сроком службы. Производители каталогизируют все перечисленные продукты со сроком службы в 2-3 раза превышающим срок службы стандартных деталей. Вы можете заплатить немного больше но деньги потрачены не зря.

Загрязнение - это в основном проблема производства. Алюминиевый электролитический конденсатор с наименьшим количеством хлоридов (и определенным другие загрязнители) быстро разлагаются и могут выйти из строя в течение нескольких недель после изготовления. Один отпечаток пальца на внутренних материалах - это все занимает.Покупайте у известных и надежных поставщиков. Раньше возникала проблема с использованием хлорированных растворителей для очистки контура. доски. Если растворителю удастся пройти через уплотнения, срок службы крышки снизится. Большинство крышек теперь устойчивы к растворителям, но проверьте техническое описание. Старайтесь держать чистящие растворители подальше от электролитических колпачков, особенно на конце уплотнения.

Электролитические колпачки, как и большинство электронных компонентов, в определенной степени подвержены детской смертности.Они отображают обычный Кривая «ванночки», где наблюдается начальная интенсивность отказов, за которой следует длительный безотказный срок службы, после чего интенсивность отказов возрастает за счет изнашиваемых механизмов. Эти первоначальные отказы в начале эксплуатации являются результатом дефектов фольги, бумаги или других материалов. подробностей, поэтому не думайте, что замена конденсаторов, которые доказали свою надежность, на новые, непроверенные детали, приведет к как-то гарантировать ноль сбоев.Не будет. Однако вы можете повысить свои шансы, купив "высококачественные" детали, которые должны иметь более низкую начальная частота отказов. На самом деле, любители и небольшие магазины имеют статистику на своей стороне, потому что количество используемых крышек довольно велико. маленький. Большинству из нас никогда не достанется бракованный колпачок от новой продукции.

Пожалуйста, помните, что все вышесказанное является обобщением, взятым из литературы производителей. Это не близко к Абсолютно и ваш (и мой) опыт работы с небольшой выборкой деталей может не соответствовать "правилам".

Мифы о замене старых конденсаторов

Конденсаторы ухудшаются по мере старения как на полке, так и внутри работающего оборудования. Конденсатор, протестированный выше, был только частью NOS. несколько лет. У всей сумки большие потери, хотя я понятия не имею, являются ли цифры нормальными для этой части. Много неудач на старших оборудования из-за выхода из строя конденсаторов. По достижении определенного возраста имеет смысл производить замену конденсаторов оптом, когда оборудование в ремонте. Но подождите, это может быть Плохая идея!

Как врач, обслуживающий персонал не должен «навредить». Из-за ненужной замены компонентов часто происходит разрыв контактных площадок печатной платы и следы. Он также загрязняет доску, если вы не будете осторожны при ее очистке. Это может сделать классическое оборудование еще более нестандартным. оригинал. Хуже всего то, что оригинальные конденсаторы могут быть лучшего качества, чем те, которые вы устанавливаете. Как нелогично Таким образом, было много серий конденсаторов Sprague и других производителей, которые были невероятно хорошими 30 лет назад и остаются такими до этот день.В качестве примера приведем бейсболку Sprague 30D, которой больше 30 лет.

У него меньшие потери, чем у свежего и хорошо зарекомендовавшего себя Panasonic FC. Он довольно большой и может выдерживать гораздо больший пульсирующий ток. Он, вероятно, прослужит дольше и превзойдет несколько сменных крышек, если вы не найдете что-то аналогичного качества. Только дурак мог бы замените его новым колпачком. Многие старые крышки с эпоксидными торцевыми уплотнениями даже лучше.У меня есть испытательное оборудование, которое работает 50 лет старый и крышки не показывают признаков снижения производительности. Теперь вы наверняка найдете неисправные конденсаторы и должны их заменить. Ты будешь даже найти плохие Sprague 30D, но заменить детали, потому что они плохие, или потому что у них есть какие-то физические проблемы, или потому что они история неудач, не только потому, что они старые.

Одно место, где я до рекомендую оптовую замену, - это когда инструмент содержит большое количество похожих колпачков и т. Д. чем немногие из них потерпели неудачу или показали высокое рассеивание.Кажется, это обычное дело для аудиоприемников 70-х и некоторого видеооборудования. В тех дела можно легко предсказать будущее, а будущее плохое; Идите вперед и предотвратите неприятности, вытащив их всех оттуда.

Все хотят иметь практическое правило, определяющее, когда делать повторный кэп, и это непростая задача. Могу сказать по личному опыту, что когда оборудование возрастает около 30 лет, поэтому следует ожидать некоторых случайных отказов крышки. Где-то между 30 и 40 годами у вас есть выбор - сделать Измерьте и замените при необходимости, или сделайте замену оптом по общему принципу.Многие кепки будут в добром здравии хорошо после 40 лет, но частота отказов будет быстро расти для других. Одним из факторов, который может оправдать оптовую замену, является что стареющие колпачки будут вызывать чрезмерную утечку постоянного тока. Поскольку они должны быть удалены для этого теста, имеет смысл заменить их, если это большие и дорогие бидоны для блоков питания.

Спустя 40 лет вы найдете FP и аналогичные многосекционные банки, обычно в трубном оборудовании.Они все еще могут работать в цепи, но обычно истекает срок их службы и будет плохо тестироваться. Мой опыт работы с многосекционными крышками с поворотным замком. возраст не был хорошим, и замена - это правило дня. Это также относится к бумажным / восковым колпачкам и даже к некоторым маркам старых серебряно-слюдяные колпачки, которые имеют тенденцию к утечке постоянного тока.

Чем сложнее разобрать что-то для обслуживания, тем больше смысла будет просто заменить все, когда оно в отдельности!

Вы должны работать на своем уровне комфорта.Никто не может с абсолютной уверенностью сказать, выйдет ли данный конденсатор из строя через час. или через год, хотя это было бы очень редко для конденсатора, измеренного близко к его номинальному значению, с низкими потерями и низкой утечкой постоянного тока на внезапно выйдет из строя независимо от возраста. Также обратите внимание, что совершенно новые электролитические конденсаторы имеют ненулевой коэффициент младенческой смертности из-за вопросы изготовления и загрязнения. Если ваш опыт включает в себя много оборудования с горячими высоковольтными трубками, вы, вероятно, будете больше консервативный, чем я.Если последствия отказа особенно серьезны, вы также будете более консервативны. Сервис - это уравновешивание; делай то, что уместно в ситуации.

Итог
  • Испытательные конденсаторы в том же частотном диапазоне, в котором они должны работать.
  • Подумайте, важны ли потери для рассматриваемой цепи.
  • У вас должна быть схема или хотя бы знать, в какой части схемы находятся заглушки.
  • Отклонить заглушки с завышенными потерями для заявки.
  • Отбраковать крышки с чрезмерной утечкой постоянного тока для приложения.
  • Отбраковать крышки с малой емкостью.
  • Отбраковать крышки с необычно высокой емкостью.
  • Отбраковать колпачки с видимыми утечками, коррозией проводов, глубокими вмятинами или выпуклостями.
  • Отказаться от крышек, у которых аналогичные соседи не работают.
  • Сохраняйте заглушки, независимо от возраста, которые не соответствуют вышеуказанным критериям.
Дополнительные ресурсы
Поставщики измерителей LCR

На eBay недавно появились различные импортные настольные и портативные измерители LCR. Если вы выполняете поиск с помощью измерителя LCR и коэффициент рассеяния, вы увидите, как выглядят очень эффективные инструменты за 200 долларов и выше. Хотя на самом деле я не видели один, они кажутся гораздо более выгодными, чем то, что было доступно на сегодняшний день.

Это не должно быть так сложно и дорого! Есть очень мало доступных портативных измерителей LCR, которые включают в себя фактор.Неизменно подойдут стендовые модели. Я не решаюсь рекомендовать старый General Radio 1657, который я использую, так как многим требуется обслуживание после всех этих лет. Тем не менее, если вы найдете хороший, это отличный инструмент для устранения неполадок. Старые механические мосты, такие как GR1650 обычно требует немного TLC, и они не покрывают большие ограничения стоимости, которые часто встречаются в аудиооборудовании. Они также довольно медленно работать. GR1617 действительно покрывает широкий диапазон и имеет встроенное смещение высокого напряжения, но они, как правило, продаются по довольно высокой цене. много.Также они используют в своем блоке питания довольно редкую и дорогую лампу. Если вы обслуживаете трубное оборудование, GR1617 просто невозможно победить. У меня нет опыта работы с ними, но вы также можете поискать Motech MIC-4070D, Tonghui Th3821, B&K 830C. или 890C, GWInstek LCR814 или Agilent U1731C. Tenma, представленная ниже, также снизилась в цене и имеет D / Q и несколько тестов. частоты.

Наконец, в разделе загрузок этого сайта есть простой мостик своими руками.Он сделает все, что вам нужно, кроме протечки, а с хорошо укомплектованным мусорным ящиком вы можете построить его всего за несколько долларов.

Довольно хороший измеритель LCR с D / Q (иногда продается за 149 долларов) и очень хороший измеритель ESR
Горячие прессы!

Симпатичный тестер компонентов за 25 долларов недавно стал доступен из нескольких источников. Он основан на микропроцессоре Atmega и принесет вам и ценность, и потерю. Некоторые версии могут также тестировать транзисторы, и уровень версии может быстро меняться, так что сделайте ваш исследование перед покупкой.Вот хорошее место, чтобы начать читать.

Список литературы
  • Различные руководства по мосту GR, включая 1608, 1615 и 1650
  • Техническое примечание
  • GR - Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов
  • Птицы, пчелы и конденсаторы, P.R.Mallory & Co. Inc., 1968 г.
  • Ruby-Con, Nichicon, United Chemi-Con, Panasonic и другие спецификации производителей конденсаторов
  • Технический документ Sprague 62-4, Ускоренные испытания и прогнозируемый срок службы конденсатора
  • Технический доклад Sprague 62-7, Симпозиум по алюминиевым электролитическим конденсаторам
  • Технический документ Sprague TP-64-11, Химия разрушения алюминиевых электролитических конденсаторов
  • Технический документ Sprague TP-65-10, Новые высокоэффективные алюминиевые электролитические конденсаторы

С.Хоффман
последнее изменение 25 августа 2016 г.

ДОМ

Как проверить конденсатор?

Как проверить конденсатор?

В этом руководстве мы увидим, как проверить конденсатор и выяснить, работает ли конденсатор должным образом или он неисправен. Конденсатор - это электронный / электрический компонент, который хранит энергию в виде электрического заряда. Конденсаторы часто используются в печатных платах электроники или небольшом количестве электрических приборов и выполняют множество функций.

Когда конденсатор помещается в активную цепь (цепь с протекающим активным током), в конденсаторе (на одной из его пластин) начинает накапливаться заряд, и как только пластина конденсатора больше не может удерживать заряд, происходит накопление заряда. выпущен обратно в цепь через другую пластину.

Это действие называется зарядкой и разрядкой конденсатора. В основном конденсаторы можно разделить на электролитические и неэлектролитические.

Как и все электрические и электронные компоненты, конденсатор также чувствителен к скачкам напряжения, и такие колебания напряжения могут необратимо повредить конденсаторы.

Электролитический конденсатор

часто выходит из строя из-за разряда большего тока за короткий период времени или не может удерживать заряд из-за высыхания со временем. С другой стороны, неэлектролитические конденсаторы выходят из строя из-за утечек.

Существуют различные методы проверки правильности работы конденсатора. Давайте посмотрим на некоторые методы проверки конденсатора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Некоторые из упомянутых здесь методов могут быть не лучшими способами проверки конденсатора. Но мы включили эти методы только для того, чтобы указать возможности.Не осуждай.

Метод 1 Проверка конденсатора с помощью мультиметра с настройкой емкости

Это один из самых простых, быстрых и точных способов проверки конденсатора. Для этого нам понадобится цифровой мультиметр с функцией измерителя емкости. Большинство цифровых мультиметров среднего и высокого уровня имеют эту функцию.

Измеритель емкости цифровых мультиметров часто отображает емкость конденсатора, но несколько счетчиков отображают другие параметры, такие как ESR, утечку и т. Д.

  • Чтобы проверить конденсатор с помощью цифрового мультиметра с измерителем емкости, можно выполнить следующие шаги.
  • Отсоедините конденсатор от печатной платы и полностью разрядите его.
  • Если на его корпусе видны номиналы конденсатора, запишите это. Обычно емкость в фарадах (часто микрофарадах) печатается на корпусе вместе с номинальным напряжением.
  • На цифровом мультиметре установите ручку настройки емкости.
  • Подключите щупы мультиметра к клеммам конденсатора.В случае поляризованного конденсатора подключите красный щуп к положительной клемме конденсатора (как правило, с более длинным проводом), а черный щуп к отрицательной клемме. В случае неполяризованного конденсатора, подключите его в любом случае, поскольку они не имеют полярности.
  • Теперь проверьте показания цифрового мультиметра. Если показания мультиметра ближе к реальным значениям (указанным на конденсаторе), то конденсатор можно считать хорошим конденсатором.
  • Если разница между фактическим значением и измеренным показанием существенно велика (или иногда равна нулю), то вам следует заменить конденсатор, так как он мертв.

Используя этот метод, можно измерить емкость конденсаторов от нескольких нанофарад до нескольких сотен микрофарад.

Метод 2 Проверка конденсатора с помощью мультиметра без настройки емкости

Большинство дешевых цифровых мультиметров не имеют измерителя емкости или настроек емкости. Даже с этими мультиметрами мы можем проверить конденсатор.

  • Снимите конденсатор со схемы или платы и убедитесь, что он полностью разряжен.
  • Установите мультиметр на измерение сопротивления, т. Е. Установите ручку в положение «Ом» или «Настройки сопротивления». Если существует несколько диапазонов измерения сопротивления, выберите более высокий диапазон (часто от 20 кОм до 200 кОм).
  • Подключите щупы мультиметра к выводам конденсатора (красный к плюсу и черный к минусу в случае поляризованных конденсаторов).
  • Цифровой мультиметр покажет значение сопротивления на дисплее и вскоре отобразит сопротивление разомкнутой цепи (бесконечность).Запишите показания, отображаемые за этот короткий период.
  • Отсоедините конденсатор от мультиметра и повторите тест несколько раз.
  • Каждая попытка теста должна показывать аналогичный результат на дисплее для исправного конденсатора.
  • Если при дальнейших испытаниях сопротивление не изменилось, конденсатор неисправен.

Этот метод тестирования конденсатора может быть неточным, но позволяет различать хорошие и плохие конденсаторы. Этот метод также не дает данных о емкости конденсатора.

Метод 3 Испытание конденсатора путем измерения постоянной времени

Этот метод применим, только если известно значение емкости и если мы хотим проверить, исправен ли конденсатор или нет. В этом методе мы измеряем постоянную времени конденсатора и выводим емкость из измеренного времени. Если измеренная емкость и фактическая емкость одинаковы, то конденсатор исправен.

Постоянная времени конденсатора - это время, необходимое конденсатору для зарядки до 63.2% от приложенного напряжения при зарядке через известный резистор. Если C - емкость, R - известный резистор, то постоянная времени TC (или греческий алфавит Tau - τ) задается как τ = RxC.

  • Сначала убедитесь, что конденсатор отсоединен от платы и правильно разряжен.
  • Подключите известный резистор (обычно резистор 10 кОм) последовательно с конденсатором.
  • Завершите цепь, подключив источник питания известного напряжения.
  • Включите источник питания и измерьте время, за которое конденсатор зарядится до 63.2% от напряжения питания. Например, если напряжение питания составляет 12 В, то 63,2% от этого значения составляет около 7,6 В.
  • Используя время и сопротивление, измерьте емкость и сравните ее со значением, указанным на конденсаторе.
  • Если они похожи или почти равны, конденсатор исправен. Если разница огромна, нам нужно заменить конденсатор.

Также можно рассчитать время разряда. В этом случае время разряда конденсатора до 36.Можно измерить 8% пикового напряжения.

Метод 4 Проверка конденсатора с помощью простого вольтметра

Все конденсаторы рассчитаны на максимальное допустимое напряжение. Для этого метода проверки конденсатора мы будем использовать номинальное напряжение конденсатора.

  • Снимите конденсатор с платы или схемы и должным образом разрядите его. При желании можно удалить из цепи только один вывод.
  • Посмотрите номинальное напряжение на конденсаторе.Обычно он обозначается как 16 В, 25 В, 50 В и т. Д. Это максимальное напряжение, которое может выдерживать конденсатор.
  • Теперь подключите выводы конденсатора к источнику питания или батарее, но напряжение должно быть меньше максимального номинального значения. Например, на конденсаторе с максимальным номинальным напряжением 16 В вы можете использовать батарею 9 В.
  • Зарядите конденсатор на короткое время, скажем, 4–5 секунд и отключите питание.
  • Установите цифровой мультиметр на настройки вольтметра постоянного тока и измерьте напряжение на конденсаторе.Подключите соответствующие клеммы вольтметра и конденсатора.
  • Начальное значение напряжения на мультиметре должно быть близко к подаваемому напряжению в исправном конденсаторе. Если разница большая, значит конденсатор неисправен.

Следует принимать во внимание только начальные показания мультиметра, так как значение будет медленно падать. Это нормально.


Метод 5 Тестирование конденсатора с помощью аналогового мультиметра (измеритель AVO) Аналоговые мультиметры

, как и цифровые мультиметры, могут измерять различные величины, такие как ток (A), напряжение (V) и сопротивление (O).Чтобы проверить конденсатор с помощью аналогового мультиметра, мы собираемся использовать его функцию омметра.

  • Как обычно, отключите конденсатор и разрядите его. Вы можете разрядить конденсатор, просто закоротив провода (очень опасно - будьте осторожны), но простой способ - использовать нагрузку, такую ​​как резистор высокой мощности или светодиод.
  • Установите аналоговый мультиметр в положение омметра и, если имеется несколько диапазонов, выберите более высокий диапазон.
  • Подсоедините выводы конденсатора к щупам мультиметра и наблюдайте за показаниями мультиметра.
  • Для исправного конденсатора сопротивление вначале будет низким и будет постепенно увеличиваться.
  • Если сопротивление постоянно низкое, конденсатор закорочен, и его необходимо заменить.
  • Если стрелка не движется или сопротивление всегда имеет более высокое значение, конденсатор является открытым конденсатором.

Этот тест может применяться как для сквозных, так и для поверхностных конденсаторов.

Метод 6 Замыкание выводов конденсатора (традиционный метод - только для профессионалов)

Описанный здесь метод - один из старейших методов проверки конденсатора и проверки того, хороший он или плохой.

Предупреждение: Этот метод очень опасен и предназначен только для профессионалов. Его следует использовать как последний вариант для проверки конденсатора.

Безопасность: Метод описан для источника переменного тока 230 В. Но из соображений безопасности можно использовать источник питания 24 В постоянного тока. Даже при 230 В переменного тока нам необходимо использовать последовательный резистор (высокой номинальной мощности) для ограничения тока.

  • Проверяемый конденсатор должен быть отключен от цепи и должным образом разряжен.
  • Подключите выводы конденсатора к клемме питания. Для 230 В переменного тока необходимо использовать только неполяризованные конденсаторы. Для 24 В постоянного тока можно использовать как поляризованные, так и неполяризованные конденсаторы, но с правильным подключением поляризованных конденсаторов.
  • Включите источник питания на очень короткое время (обычно от 1 до 5 секунд), а затем выключите его. Отсоедините выводы конденсатора от источника питания.
  • Замкните клеммы конденсатора металлическим контактом.Убедитесь, что вы хорошо изолированы.
  • Искра конденсатора может использоваться для определения состояния конденсатора. Если искра большая и сильная, то конденсатор в хорошем состоянии.
  • Если искра малая и слабая, нужно заменить конденсатор.

Этот метод можно использовать для конденсаторов с меньшей емкостью. Этот метод может только определить, может ли конденсатор удерживать заряд или нет.

Лабораторные заметки о конденсаторах [Analog Devices Wiki]

Функция:

Конденсатор - это электрическое устройство для хранения заряда.Как правило, конденсаторы состоят из двух или более пластин проводящего материала, разделенных слоем или слоями изоляторов. Конденсатор может накапливать энергию для возврата в цепь по мере необходимости. Емкость (C) определяется как отношение накопленного заряда (Q) к разности потенциалов ( В, ) между проводниками:

Емкость измеряется в фарадах (Ф) и

Энергия, запасенная в конденсаторе, может быть найдена с помощью любого из следующих трех уравнений, каждое из которых выражается в различных переменных:

Конденсаторы в сочетании с резисторами используются в схемах синхронизации и фильтрах.Они используются для сглаживания или фильтрации изменяющейся мощности постоянного тока, подаваемой переменным током в выпрямители постоянного тока, действуя в качестве накопителя заряда. Они также используются в определенных усилителях и схемах формирования сигналов, поскольку конденсаторы легко пропускают более высокочастотные сигналы переменного тока, но блокируют (постоянные) сигналы постоянного тока.

Емкость:

Это мера способности конденсатора накапливать заряд. Большая емкость означает, что будет сохраняться больше заряда на вольт. Емкость измеряется в фарадах, символ F.Один фарад - это очень большая емкость, поэтому для обозначения меньших значений используются префиксы. Используются три префикса (множители), µ (микро), n (нано) и p (пико):

  • µ означает 10 -6 (миллионная), поэтому 1000 мкФ = 0,001 F

  • n означает 10 -9 (миллионная), поэтому 1000 нФ = 1 мкФ

  • p означает 10 -12 (миллионно-миллионная), поэтому 1000 пФ = 1 нФ

Значения конденсатора может быть очень сложно определить, просто взглянув на конденсатор, потому что существует много типов конденсаторов с различными системами маркировки.

Существует много типов конденсаторов, но их можно разделить на две группы: поляризованные и неполяризованные . Каждая группа имеет свой собственный символ цепи.

Поляризованные конденсаторы (обычно большие значения, => 1 мкФ)

Примеры:

Обозначение цепи:

Конденсаторы электролитические:

Электролитические конденсаторы поляризованы, и они должны быть подключены с правильной ориентацией. , по крайней мере, один из их выводов будет отмечен знаком + или -.Обычно они не повреждаются под воздействием тепла при пайке, но могут перегреться и выйти из строя при неправильной полярности подключения.

Есть две конструкции электролитических конденсаторов; осевой , где выводы прикреплены к каждому концу, и радиальный , где оба вывода находятся на одном конце. Радиальные конденсаторы, как правило, немного меньше по размеру и стоят на печатной плате вертикально, в то время как осевые конденсаторы могут иметь более низкий профиль на печатной плате, но могут занимать больше места.

Стоимость электролитических конденсаторов легко определить, потому что на них четко указаны их емкость и номинальное напряжение.Номинальное напряжение может быть довольно низким (например, 6 В), и его всегда следует проверять при выборе электролитического конденсатора. Если в списке деталей проекта не указано напряжение, выберите конденсатор с номиналом, превышающим напряжение источника питания проекта. 25 В - разумный минимум для большинства цепей батарей.

Танталовые конденсаторы с шариками

Конденсаторы с танталовыми шариками поляризованы и имеют низкое напряжение, подобное электролитическим конденсаторам. Они могут быть более дорогими, но очень маленькими, поэтому они используются там, где требуется большая емкость в небольшом пространстве.

Современные танталовые конденсаторы напечатаны с указанием их емкости и напряжения в полном объеме. Однако более старые используют систему цветового кода, которая имеет две полосы (для двух цифр) и пятно цвета для количества нулей, чтобы дать значение в мкФ. Используется стандартный цветовой код, но для пятна серый используется для обозначения × 0,01, а белый означает × 0,1, так что могут отображаться значения менее 10 мкФ. Третья цветная полоса рядом с выводами показывает напряжение (желтый 6.3V, черный 10V, зеленый 16V, синий 20V, серый 25V, белый 30V, розовый 35V). Например: синее, серое, черное пятно переводится в 68 мкФ
Например: синее, серое, белое пятно переводится в 6,8 мкФ
Например: синее, серое, серое пятно переводится в 0,68 мкФ

Неполяризованные конденсаторы (малые номиналы, до 1 мкФ)

Примеры:

Условное обозначение цепи:

Конденсаторы малой емкости неполяризованы и могут быть подключены любым способом.Они не повреждаются от нагрева при пайке, за исключением одного необычного вида (полистирол). Они имеют высокое номинальное напряжение не менее 50 В, обычно около 250 В. Может быть трудно найти номиналы этих небольших конденсаторов, потому что существует много их типов и несколько различных систем маркировки!

На многих конденсаторах малой емкости указано их значение, но без умножителя, поэтому вам нужно использовать опыт, чтобы определить, каким должен быть умножитель!

Например 0.1 соответствует 0,1 мкФ = 100 нФ.

Иногда вместо десятичной точки используется множитель:
Например: 4n7 переводится в 4,7 нФ.

Номер конденсатора Код

Цифровой код часто используется на небольших конденсаторах, где печать затруднена:

  1. 1-е число является 1-й цифрой,

  2. 2-е число - 2-я цифра,

  3. 3-е число - это количество нулей для определения емкости в пФ .
  4. Любые буквы игнорировать - они обозначают допуск и номинальное напряжение.

Например: 102 преобразуется в 1000 пФ = 1 нФ (не 102 пФ!)
Например: 472J преобразуется в 4700 пФ = 4,7 нФ (J = допуск 5%).

Цветовой код конденсатора

Цветовой код, подобный цветовому коду резистора, использовался на полиэфирных конденсаторах в течение многих лет. Сейчас он более или менее устарел, но, конечно же, многие из них все еще существуют.Цвета должны читаться как код резистора, три верхние цветные полосы дают значение в пФ . Игнорируйте 4-й диапазон (допуск) и 5-й диапазон (номинальное напряжение).

Код цвета

Цвет Номер
Черный 0
Коричневый 1
Красный 2
Оранжевый 3
Желтый 4
Зеленый 5
Синий 6
Фиолетовый 7
Серый 8
Белый 9

Например:
коричневый, черный, оранжевый означает 10000 пФ = 10 нФ = 0.01 мкФ.

Обратите внимание, что между цветными полосами нет промежутков, поэтому две идентичные полосы фактически выглядят как одна широкая.

Например:
широкий красный, желтый соответствует 220 нФ = 0,22 мкФ.

Конденсаторы полистирольные

Этот тип сейчас используется редко. Их значение (в пФ, ) обычно печатается без единиц измерения. Конденсаторы из полистирола могут быть повреждены нагревом при пайке (он плавит полистирол!), Поэтому при пайке следует использовать радиатор (например, зажим из крокодиловой кожи) на выводе.прикрепите радиатор к проводу между конденсатором и паяным соединением.

Реальные значения конденсаторов (серии E3 и E6)

Возможно, вы заметили, что конденсаторы доступны не со всеми возможными значениями, например, 22 мкФ и 47 мкФ доступны, а 25 мкФ и 50 мкФ - нет.

Почему это? Представьте, что вы решили делать конденсаторы каждые 10 мкФ, давая 10, 20, 30, 40, 50 и так далее. Кажется, это нормально, но что произойдет, когда вы достигнете 1000? Было бы бессмысленно делать 1000, 1010, 1020, 1030 и так далее, потому что для этих значений 10 - это относительно небольшая разница, слишком мала, чтобы быть заметной в большинстве схем, а конденсаторы не могут быть изготовлены с такой точностью.

Чтобы получить разумный диапазон значений конденсатора, вам необходимо увеличивать размер «шага» по мере увеличения значения. Стандартные номиналы конденсаторов основаны на этой идее, и они образуют серию, которая следует той же схеме для каждого числа, кратного десяти.

Серия E3 (3 значения для каждого числа, кратного десяти) 10, 22, 47, … затем продолжается 100, 220, 470, 1000, 2200, 4700, 10000 и т. Д.

Обратите внимание, как размер шага увеличивается с увеличением значения (значения каждый раз примерно удваиваются). Серия E6 (6 значений для каждого числа, кратного десяти) 10, 15, 22, 33, 47, 68, … затем продолжается 100, 150, 220, 330, 470, 680, 1000 и т. Д. Обратите внимание, как это серия E3 с дополнительным значением в промежутках.

Серия E3 наиболее часто используется для конденсаторов, потому что многие типы не могут быть изготовлены с очень точными значениями.

Понимание паразитных эффектов в конденсаторах:

Определить правильный тип конденсатора для конкретной схемы не так сложно.Как правило, вы обнаружите, что большинство конденсаторов относятся к одной из четырех категорий применения:

  1. Связь по переменному току, включая шунтирование (пропускание сигналов переменного тока с блокировкой постоянного тока)

  2. Развязка (фильтрация переменного тока или высоких частот, наложенных на постоянный или низкие частоты в силовых, опорных и сигнальных цепях)

  3. Активные / пассивные RC-фильтры или частотно-избирательные сети

  4. Аналоговые интеграторы и схемы выборки и хранения (получение и накопление заряда)

Рис.1.Применение конденсаторов.

Несмотря на то, что существует более десятка или около того популярных типов конденсаторов, включая полимерные, пленочные, керамические, электролитические и т. Д.- вы обнаружите, что, как правило, только один или два типа лучше всего подходят для конкретного применения, потому что явные недостатки или «паразитные эффекты» на производительность системы, связанные с другими типами конденсаторов, заставят их устранить.

В отличие от «идеального» конденсатора, «настоящий» конденсатор характеризуется дополнительными «паразитными» или «неидеальными» компонентами или поведением в виде резистивных и индуктивных элементов, нелинейности и диэлектрической памяти. Результирующие характеристики этих компонентов обычно указываются в паспорте производителя конденсатора.Понимание влияния этих паразитных факторов в каждом приложении поможет вам выбрать правильный тип конденсатора.

Рисунок 2 Модель «настоящего» конденсатора

Четыре наиболее распространенных эффекта - это утечка (параллельное сопротивление), эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) и диэлектрическое поглощение (память).

Capacitor Leakage, RP: Leakage - важный параметр в приложениях связи по переменному току, в устройствах хранения, таких как аналоговые интеграторы и держатели образцов, а также когда конденсаторы используются в цепях с высоким импедансом.

Рисунок 3 Утечка конденсатора

В идеальном конденсаторе заряд Q изменяется только в зависимости от внешнего тока. Однако в реальном конденсаторе сопротивление утечки позволяет заряду стекать со скоростью, определяемой постоянной времени R-C.

Конденсаторы электролитического типа (танталовые и алюминиевые), отличающиеся высокой емкостью, имеют очень высокий ток утечки (обычно порядка 5-20 нА на мкФ) из-за низкого сопротивления изоляции и не подходят для хранения или связи. .

Наилучшим выбором для связывания и / или хранения является тефлон (политетрафторэтилен) и другие «поли» типы (полипропилен, полистирол и т. Д.).

Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), RS: Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсатора - это сопротивление выводов конденсатора, соединенных последовательно с эквивалентным сопротивлением пластин конденсатора. ESR заставляет конденсатор рассеивать мощность (и, следовательно, производить потери), когда протекают высокие переменные токи.Это может иметь серьезные последствия для ВЧ и разделительных конденсаторов питания, несущих большие токи пульсации, но вряд ли окажет большое влияние на прецизионные низкоомные аналоговые схемы с высоким импедансом.

Конденсаторы с самым низким ESR включают как слюдяные, так и пленочные типы.

Эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) , LS: Эквивалентная последовательная индуктивность (ESL) конденсатора моделирует индуктивность выводов конденсатора, соединенных последовательно с эквивалентной индуктивностью пластин конденсатора.Как и ESR, ESL также может быть серьезной проблемой на высоких (RF) частотах, даже если сама прецизионная схема может работать на постоянном токе или на низких частотах. Причина в том, что транзисторы, используемые в прецизионных аналоговых схемах, могут иметь коэффициент усиления, простирающийся до переходных частот (F t ) сотен МГц или даже нескольких ГГц , и могут усиливать резонансы с низкими значениями индуктивности. Это делает важным, чтобы клеммы источника питания таких цепей были должным образом развязаны на высокой частоте.

Электролитические, бумажные или пластмассовые пленочные конденсаторы - плохой выбор для развязки на высоких частотах; в основном они состоят из двух листов металлической фольги, разделенных листами пластика или бумажного диэлектрика и скрученных в рулон. Такая структура имеет значительную самоиндукцию и действует больше как индуктор, чем конденсатор на частотах, превышающих всего несколько МГц .

Более подходящим выбором для ВЧ развязки является монолитный конденсатор керамического типа, который имеет очень низкую последовательную индуктивность.Он состоит из многослойного сэндвича из металлических пленок и керамического диэлектрика, причем пленки соединены параллельно шинам, а не скручены последовательно.

Незначительный компромисс заключается в том, что монолитные керамические конденсаторы могут быть микрофонными (, то есть , чувствительными к вибрации), а некоторые типы могут даже быть саморезонансными со сравнительно высокой добротностью из-за низкого последовательного сопротивления, сопровождающего их низкую индуктивность. С другой стороны, дисковые керамические конденсаторы иногда бывают довольно индуктивными, хотя и менее дорогими.

Поскольку утечка, ESR и ESL почти всегда затруднены для спецификации по отдельности, многие производители объединяют утечку, ESR и ESL в единую спецификацию, известную как коэффициент рассеяния, или DF, который в основном описывает неэффективность конденсатора. DF определяется как отношение энергии, рассеиваемой за цикл, к энергии, запасенной за цикл. На практике это равно коэффициенту мощности диэлектрика или косинусу фазового угла. Если рассеяние на высоких частотах в основном моделируется как последовательное сопротивление, на интересующей критической частоте отношение эквивалентного последовательного сопротивления, ESR, к общему емкостному реактивному сопротивлению является хорошей оценкой DF,

Фактор рассеяния также оказывается эквивалентным обратной величине добротности конденсатора, или Q, который также иногда указывается в технических характеристиках производителя.

Диэлектрическая абсорбция, RDA, CDA: Монолитные керамические конденсаторы отлично подходят для ВЧ развязки, но они обладают значительным диэлектрическим поглощением, что делает их непригодными для использования в качестве запоминающего конденсатора усилителя удержания образца (SHA). Диэлектрическая абсорбция - это гистерезисное внутреннее распределение заряда, которое заставляет конденсатор, который быстро разряжается, а затем размыкается, чтобы восстановить часть своего заряда. Поскольку количество восстановленного заряда является функцией его предыдущего заряда, это, по сути, зарядная память и вызовет ошибки в любом SHA, где такой конденсатор используется в качестве запоминающего конденсатора.

Рисунок 4 Диэлектрическая абсорбция

Конденсаторы, которые рекомендуются для этого типа применения, включают конденсаторы типа «поли», о которых мы говорили ранее, , то есть , полистирол, полипропилен или тефлон. Эти типы конденсаторов имеют очень низкое диэлектрическое поглощение (обычно <0,01%).

* Общие характеристики конденсаторов приведены в таблице сравнения конденсаторов ниже.

Замечание о высокочастотной развязке в целом: Лучший способ обеспечить адекватную развязку аналоговой цепи как на высоких, так и на низких частотах - это использовать конденсатор электролитического типа, такой как танталовый шарик, параллельно с монолитным. керамический.Комбинация будет иметь высокую емкость на низкой частоте и останется емкостной до довольно высоких частот. Обычно нет необходимости иметь танталовый конденсатор на каждой отдельной ИС, за исключением критических случаев; если между каждой ИС и танталовым конденсатором имеется менее 10 см достаточно широкой дорожки для ПК, можно использовать один танталовый конденсатор для нескольких ИС.

Еще одна вещь, которую следует помнить о высокочастотной развязке, - это фактическое физическое размещение конденсатора.Даже короткие отрезки провода имеют значительную индуктивность, поэтому устанавливайте ВЧ развязывающие конденсаторы как можно ближе к ИС и убедитесь, что выводы состоят из коротких широких дорожек ПК.

В идеале ВЧ развязывающие конденсаторы должны быть частями для поверхностного монтажа, чтобы исключить индуктивность выводов, но конденсаторы с проволочным концом в порядке, при условии, что длина выводов устройства не превышает 1,5 мм.

Паразитная емкость:

Теперь, когда мы говорили о паразитных эффектах конденсаторов как компонентов, давайте поговорим о другой форме паразитной емкости, известной как «паразитная» емкость.

Как и в конденсаторе с параллельными пластинами, паразитные конденсаторы образуются всякий раз, когда два проводника находятся в непосредственной близости друг от друга (особенно, если они идут параллельно), и не закорочены или экранированы проводником, служащим экраном Фарадея.

Паразитная или паразитная емкость обычно возникает между параллельными дорожками на печатной плате или между дорожками / плоскостями на противоположных сторонах печатной платы. Возникновение и влияние паразитной емкости, особенно на очень высоких частотах, к сожалению, часто упускается из виду при моделировании схемы и может привести к серьезным проблемам с производительностью, когда системная плата сконструирована и собрана; примеры включают больший шум, пониженную частотную характеристику, даже нестабильность.

Например, если формула емкости применяется к случаю следов на противоположных сторонах платы, то для материала печатной платы общего назначения (ER = 4,7, d = 1,5 мм) емкость между проводниками на противоположных сторонах платы составляет всего лишь менее 3 пФ / см2. На частоте 250 МГц 3 пФ соответствует реактивному сопротивлению 212,2 Ом!

Вы никогда не сможете «устранить» паразитную емкость; Лучшее, что вы можете сделать, - это принять меры, чтобы минимизировать его влияние в цепи.

Один из способов минимизировать влияние паразитной связи - использовать экран Фарадея, который представляет собой просто заземленный проводник между источником связи и цепью, на которую воздействуют.

Посмотрите на рисунок 8; это эквивалентная схема, показывающая, как источник высокочастотного шума В N связан с полным сопротивлением системы Z через паразитную емкость C. Если у нас мало или совсем нет контроля над В n или расположение Z 1 , следующим лучшим решением будет установка щита Фарадея:

Как показано ниже на рисунке 9, экран Фарадея прерывает электрическое поле связи.Обратите внимание, как экран заставляет шум и токи связи возвращаться к своему источнику, не протекая через Z 1 .

Другой пример емкостной связи - керамические ИС с пайкой сбоку. Эти DIP-пакеты имеют небольшую квадратную проводящую крышку из ковара, припаянную к металлизированному краю на керамической крышке корпуса. Производители упаковки предлагают только два варианта: металлизированный ободок можно соединить с одним из угловых штырей упаковки или оставить неподключенным.Большинство логических схем имеют вывод заземления в одном из углов корпуса, поэтому крышка заземлена. Но у многих аналоговых схем нет контакта заземления в углу корпуса, и крышка остается плавающей. Такие схемы оказываются гораздо более уязвимыми к шуму электрического поля, чем тот же чип в пластиковом корпусе DIP, где чип неэкранирован.

Каким бы ни был уровень шума окружающей среды, для пользователя рекомендуется заземлять крышку любой паяной керамической микросхемы с боковой пайкой, если крышка не заземлена производителем.Это можно сделать с помощью проволоки, припаянной к крышке (это не повредит устройство, так как микросхема термически и электрически изолирована от крышки). Если пайка к крышке недопустима, можно использовать заземленный зажим из фосфористой бронзы для заземления или использовать токопроводящую краску для соединения крышки с контактом заземления. Никогда не пытайтесь заземлить такую ​​крышку, не убедившись, что она действительно не подключена ; существуют типы устройств, крышка которых соединена с шиной питания, а не с землей!

Один случай, когда экран Фарадея неосуществим, - это между соединительными проводами интегральной микросхемы.Это имеет важные последствия. Паразитная емкость между двумя соединительными проводами микросхемы и связанными с ними выводами составляет порядка 0,2 пФ ; наблюдаемые значения обычно лежат между 0,05 и 0,6 пФ .

Рассмотрим преобразователь высокого разрешения (АЦП или ЦАП), который подключен к высокоскоростной шине данных. Каждая линия шины данных (которая будет переключаться на уровне от 2 до 5 В, / нс ) сможет влиять на аналоговый порт преобразователя через эту паразитную емкость; последующее объединение цифровых фронтов ухудшит характеристики преобразователя.

Этой проблемы можно избежать, изолировав шину данных, вставив заблокированный буфер в качестве интерфейса. Хотя это решение включает в себя дополнительный компонент, который занимает площадь на плате, потребляет электроэнергию и увеличивает стоимость, оно может значительно улучшить отношение сигнал-шум преобразователя.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА КОНДЕНСАТОРОВ

ТИП ТИПИЧНОЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА НЕДОСТАТКИ
НПО керамика <0.1% Маленький размер корпуса Недорогой Хорошая стабильность Широкий диапазон значений Многие производители Низкая индуктивность DA обычно низкая, но не может быть указана Ограничено небольшими значениями (10 нФ)
Полистирол от 0,001% до 0,02% Недорогой Низкий DA доступен Широкий диапазон значений Хорошая стабильность Повреждено от температуры> + 85 ° C Большой размер корпуса Высокая индуктивность
Полипропилен 0,001% до 0.02% Недорого Доступен низкий DA Широкий диапазон значений Повреждено температурой> + 105 ° C Большой размер корпуса Высокая индуктивность
Тефлон от 0,003% до 0,02% Имеется низкий DA Хорошая стабильность Эксплуатация при температуре выше + 125 ° C Широкий диапазон значений
MOS 0,01% Good DA Small Эксплуатация при температуре выше + 125 ° C Низкая индуктивность Ограниченная доступность Доступно только с небольшими значениями емкости
Поликарбонат 0.1% Хорошая стабильность Низкая стоимость Широкий диапазон температур Большой размер DA ограничивает 8-битные приложения Высокая индуктивность
Полиэстер от 0,3% до 0,5% Умеренная стабильность Низкая стоимость Широкий температурный диапазон Низкая индуктивность (многослойная пленка) DA большого размера ограничивает 8-битные приложения Высокая индуктивность
Монолитная керамика (Высокая K ) > 0,2% Низкая индуктивность Широкий диапазон значений Плохая стабильность Низкая DA Коэффициент высокого напряжения
Слюда > 0.003% Низкие потери на ВЧ Низкая индуктивность Очень стабильный Доступны значения 1% или лучше Довольно большие Низкие значения (<10 нФ) Дорогой
Алюминий электролитический Высокий Большие значения Высокие токи Высокое напряжение Малый размер Высокая утечка Обычно поляризованные Плохая стабильность Низкая точность Индуктивная
Танталовый электролитический Высокий Малый размер Большие значения Средняя индуктивность Довольно высокая утечка Обычно поляризованный Дорогой Плохая стабильность Низкая точность

Для получения дополнительной информации о пассивных компонентах см .:

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *