Танталовый конденсатор отличие от электролитического: Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки. Маркировка

Содержание

Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки. Маркировка

Электролитические конденсаторы, имеющие полярные выводы, широко применяются в электротехнике и радиоэлектронике. Они сглаживают пульсирующее напряжение в силовых цепях постоянного тока после выпрямительных диодных мостов, формируют пилообразное напряжение в схемных решениях аналоговой развертки и памяти, обеспечивают работу мультивибраторов, определяя моменты отпирания и запирания транзисторов, тиристоров, семисторов, других ключевых элементов.

Тантал как двигатель прогресса

Одним из магистральных направлений в борьбе за уменьшение размеров элементной базы, которая ведется с первых дней существования радиоэлектроники, является увеличение частоты сигнала, проходящего по цепям. Например, силовой трансформатор, рассчитанный для работы на частоте 400 Гц, в восемь раз меньше такого же по мощности, но пятидесятигерцового.

Однако на пути прогресса встает устаревшая конструкция электролитических конденсаторов. Они сделаны на основе двух свернутых в рулон листов алюминиевой фольги, а потому большая емкость может быть достигнута только экстенсивно – путем увеличения размеров. Кроме того, из-за огромной паразитной индуктивности они плохо работают на частотах свыше 100 КГц и не могут обеспечить функционирование высокочастотных инверторных – преобразующих постоянное напряжение в последовательность прямоугольных импульсов переменной полярности – схем.

Решить проблему (сохранить большую электрическую емкость конденсатора и одновременно уменьшить его размер) удалось, используя в конструкции этого элемента редкоземельный металл тантал. По цене он превышает золото, а сложность его добычи сходна с мучениями мифического Тантала. Причина того, что именно этот металл был необходим для создания современного элемента радиотехнических схем, оказалась весьма прозаичной.

Дело в том, что непременным условием работы электролитического конденсатора является наличие оксидной пленки-диэлектрика на поверхности анода. Слой с необходимыми диэлектрическими свойствами может образовываться, например, на поверхности титана, иридия, алюминия, тантала. Но из всего ряда металлов только у последних двух его толщину можно технологически контролировать. А без этого создать элемент электронной схемы с заданными параметрами невозможно. Так что другого решения дилеммы – использовать дорогой тантал или отказаться от прогресса – просто не было. Небольшим утешением явилось то, что этого металла в конденсаторе совсем немного – сотые доли грамма.

Конструкция танталовых конденсаторов

Как идея, она не претерпела изменений со времен изобретения так называемой Лейденской банки. В конструкцию танталового конденсатора входят:

1. Два электрода – анод (положительный) и катод (отрицательный).

2. Слой диэлектрика, роль которого в Лейденской банке играло стекло. В современных конденсаторах – оксид металла, из которого сделан анод.

3. Электролит – любая проницаемая для электричества среда с определенным сопротивлением. Им может быть вода, кислота, щелочь, твердое или пластичное вещество.

Особенными свойствами его наделяет способ изготовления анода. Физико-механические свойства тантала позволяют создавать из него пористую губчатую структуру. Для этого используется сложная технология спекания очищенного танталового порошка в среде глубокого вакуума. В результате получается, что площадь внутренней поверхности анода многократно превышает внешнюю. Именно это позволяет накапливать огромный электрический заряд внутри небольшого с виду кусочка металла.

Диэлектрическую пленку на поверхности анода получают путем пропускания электрического тока через анод и провоцирования процесса электрохимической коррозии. Полученное вещество – пентоксид тантала – имеет аморфную структуру. Она может оказаться и кристаллической, но тогда – это уже производственный брак, поскольку кристаллический оксид тантала является токопроводящим. Толщина диэлектрической пленки ничтожна, она не превышает нескольких тысяч ангстрем, что в пятьсот раз тоньше человеческого волоса.

В качестве электролита используется твердое вещество, полупроводник – диоксид марганца. Он отделяет катод от анода. Для улучшения проводимости внутреннюю часть отрицательного электрода делают из серебра, а между ним и электролитом устраивают подложку из графита.

Весь этот «бутерброд» заливают компаундом – похожим на пластмассу диэлектриком. Снаружи остаются два металлических вывода. За небольшой размер танталовые конденсаторы нередко зовут «горошинами».

Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки

Большая электрическая емкость при малых размерах (элементы, используемые для поверхностного монтажа, не превышают 7,5 мм в длину) – главное достоинство конденсаторов с танталовым анодом. Кроме того, они имеют очень малый ток утечки. Однако их электрическая прочность очень небольшая – самые мощные из них рассчитаны на 35 вольт.

Маркировка танталовых конденсаторов

Сейчас на таких конденсаторах указывается численное значение емкости и плюсовой вывод. Рабочее напряжение определяется цветом корпуса.

Цвет корпуса	Вольтаж
Розовый	35
Белый	30
Серый	25
Голубой	20
Зеленый	16
Черный	10
Желтый	6,3

Старая маркировка была более сложной, она состояла из трех цветных полос и точки. Цвет точки определял множитель значения емкости:

Точка	Множитель
Черная	1,0
Белая	0,1
Серая	0,01

Первые две цветные полосы означали цифры емкости (в микрофарадах)

Цвет полосы	Значение
Фиолетовый	7
Голубой	6
Зеленый	5
Желтый	4
Оранжевый	3
Красный	2
Коричневый	1
Черный	0

Оцените качество статьи:

Отличие электролитического конденсатора от обычного.

§52. Конденсаторы, их назначение и устройство. Основные технические характеристики

Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).

Конденсаторы с газообразным диэлектриком.

Конденсаторы с жидким диэлектриком.

Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.

Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные – бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.

Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металле, являющийся анодом. Вторая обкладка (катод) – это или электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги.
Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

Постоянные конденсаторы – основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).

Переменные конденсаторы – конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприемниках для перестройки частоты резонансного контура.

Подстроечные конденсаторы – конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространенные низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляюшие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Многие интересуются, имеют ли конденсаторы типы? Конденсаторов в электронике существует множество. Такие показатели, как емкость, рабочее напряжение и допуск, являются основными. Не менее важен тип диэлектрика, из которого они состоят. В этой статье будет рассмотрено подробнее, какие типы конденсаторов бывают по виду диэлектрика.

Классификации конденсаторов

Конденсаторы являются распространенными компонентами в радиоэлектронике. Они классифицируются по множеству показателей. Важно знать, какими моделями, в зависимости от характера изменения величины, представлены разные конденсаторы. Типы конденсаторов:

Устройства с постоянной емкостью.
Приборы с переменным видом емкости.
Подстроечные модели.

Тип диэлектрика конденсатора может быть разным:

бумага;
металлическая бумага;
слюда;
тефлон;
поликарбонат;
электролит.

По способу установки данные приборы предназначены для печатного и навесного монтажа. При этом типы корпусов конденсаторов SMD-модификации бывают:

керамическими;

пластиковыми;
металлическими (алюминиевыми).

Танталовый же тип производится в корпусах прямоугольной формы. Такие устройства бывают разного размера и расцветки: черные, желтые и оранжевые. На них также присутствует кодовая маркировка.

Электролитические конденсаторы из алюминия

Основой электролитических конденсаторов из алюминия являются две тонкие скрученные алюминиевые полоски. Между ними расположена бумага, содержащая электролит. Показатель емкости этого прибора равен 0,1-100 000 uF. Кстати, в этом и заключается его основное преимущество перед другими видами. Максимальное напряжение равно 500 V.

К минусам относятся повышенная утечка тока и уменьшение емкости с возрастанием частоты. Поэтому в платах часто вместе с электролитическим конденсатором используется и керамический.

Также следует отметить, что данный тип отличается полярностью. Это означает, что с минусовым показателем находится под отрицательным напряжением, в отличие от противоположного вывода. Если не придерживаться этого правила, то скорее всего, приспособление выйдет из строя. Поэтому рекомендуется применять его в цепях с наличием постоянного или пульсирующего тока, но ни в коем случае не переменного.

Электролитические конденсаторы: типы и предназначение

Типы электролитических конденсаторов представлены широким рядом. Они бывают:

полимерными;
полимерными радиальными;
с низким уровнем утечки тока;
стандартной конфигурации;
с широким диапазоном температур;
миниатюрными;
неполярными;
с наличием жесткого вывода;

низкоимпедансными.

Где применяются электролитические конденсаторы? Типы конденсаторов из алюминия используются в разных радиотехнических устройствах, деталях компьютера, периферийных приборах типа принтеров, графических устройствах и сканерах. Также они применяются в строительном оборудовании, промышленных приборах для измерения, в сфере вооружения и космоса.

Конденсаторы КМ

Существуют и глиняные конденсаторы типа КМ. Они используются:

в промышленном оборудовании;
при создании приборов для измерения, отличающихся высокоточными показателями;
в радиоэлектронике;
в сфере военной индустрии.

Устройства подобного типа отличаются высоким уровнем стабильности. Основу их функциональности составляют импульсные режимы в цепях с переменным и неизменным током. Их характеризует высокий уровень сцепления обкладок из керамики и долгая служба. Это обеспечивается низким значением коэффициента емкостного непостоянства температур.

При маленьких размерах имеют высокий показатель емкости, достигающий 2,2 мкФ. Изменение ее значения в интервале рабочей температуры у данного вида составляет от 10 до 90%.

Типы группы Н, как правило, применяются как переходники или же блокирующие устройства и т. п. Современные приборы из глины изготавливаются при помощи прессовки под давлением в целостный блок тончайших металлизированных керамических пластинок.

Высокий уровень прочности этого материала дает возможность использовать тонкие заготовки. В итоге пропорциональная показателю объема, резко возрастает.

Устройства КМ отличаются высокой стоимостью. Объясняется это тем, что при их изготовлении используются драгоценные металлы и их сплавы: Ag, Pl, Pd. Палладий присутствует во всех моделях.

Конденсаторы на основе керамики

Дисковая модель обладает высоким уровнем емкости. Ее показатель колеблется от 1 pF до 220 nF, а самое высокое рабочее напряжение не должно быть выше 50 V.

К плюсам данного типа можно отнести:

малые потери тока;
небольшой размер;
низкий показатель индукции;
способность функционировать при высоких частотах;
высокий уровень температурной стабильности емкости;
возможность работы в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Основу многослойного устройства составляют чередующиеся тонкие слои из керамики и металла.

Этот вид похож на однослойный дисковый. Но такие устройства обладают высоким показателем емкости. Максимальное рабочее напряжение на корпусе этих приборов не указывается. Так же как и на однослойной модели, напряжение не должно быть выше 50 V.

Устройства функционируют в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Плюсом высоковольных керамических конденсаторов является их способность функционировать под высоким уровнем напряжения. Диапазон рабочего напряжения колеблется от 50 до 15000 V, а показатель емкости может составлять от 68 до 150 pF.

Могут функционировать в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Танталовые устройства

Современные танталовые устройства являются самостоятельным подвидом электролитического вида из алюминия. Основу конденсаторов составляет пентаоксид тантала.

Конденсаторы обладают небольшим показателем напряжения и применяются в случае необходимости использования прибора с большим показателем емкости, но в корпусе малого размера. У данного типа есть свои особенности:

небольшой размер;
показатель максимального рабочего напряжения составляет до 100 V;
повышенный уровень надежности при долгом употреблении;
низкий показатель утечки тока;
широкий спектр рабочих температур;

показатель емкости может колебаться от 47 nF до 1000 uF;
устройства обладают более низким уровнем индуктивности и применяются в высокочастотных конфигурациях.

Минус этого вида заключен в высокой чувствительности к повышению рабочего напряжения.

Следует отметить, что, в отличие от электролитического вида, линией на корпусе помечается плюсовой вывод.

Разновидности корпусов

Какие разновидности имеют танталовые конденсаторы? Типы конденсаторов из тантала выделяются в зависимости от материала корпуса.

SMD-корпус. Для изготовления корпусных устройств, которые используются при поверхностном монтаже, катод соединяется с терминалом посредством эпоксидной смолы с содержанием серебряного наполнителя. Анод приваривается к электроду, а стрингер отрезается. После формирования устройства на него наносится печатная маркировка. Она содержит показатель номинальной емкости напряжения.

При формировании этого типа корпусного устройства анодный проводник должен быть приварен к самому выводу анода, а затем отрезается от стрингера. В этом случае терминал катода припаивается к основе конденсатора. Далее конденсатор заполняется эпоксидом и высушивается. Как и в первом случае, на него наносится маркировка

Конденсаторы первого типа отличаются большей степенью надежности. Но все типы танталовых конденсаторов применятся:

в машиностроении;
компьютерах и вычислительной технике;
оборудовании для телевизионного вещания;
электрических приборах бытового назначения;
разнообразных блоках питания для материнских плат, процессоров и т.д.

Поиск новых решений

На сегодняшний день танталовые конденсаторы являются самыми востребованными. Современные производители находятся в поисках новых методов повышения уровня прочности изделия, оптимизации его технических характеристик, а также существенного понижения цены и унификации производственного процесса.

С этой целью пытаются снизить стоимость на основе составляющих компонентов. Последующая роботизация всего процесса производства также способствует падению цены на изделие.

Важным вопросом считается и уменьшение корпуса устройства при сохранении высоких технических параметров. Уже проводятся эксперименты на новых типах корпусов в уменьшенном исполнении.

Конденсаторы из полиэстера

Показатель емкости этого типа устройства может колебаться от 1 nF до 15 uF. Спектром рабочего напряжения является показатель от 50 до 1500 V.

Существуют устройства с разной степенью допуска (допустимое отклонение емкости составляет 5%, 10% и 20%).

Это вид обладает стабильностью температуры, высоким уровнем емкости и низкой стоимостью, что и объясняет их широкое применение.

Конденсаторы с переменной емкостью

Типы переменных конденсаторов обладают определенным принципом работы, который заключается в накоплении заряда на пластинах-электродах, изолированных посредством диэлектрика. Пластины эти отличаются подвижностью. Они могут перемещаться.

Подвижная пластина называется ротором, а неподвижная — статором. При изменении их положения изменятся и площадь пересечения, и, как следствие, показатель емкости конденсатора.

Конденсаторы бывают с двумя типами диэлектриков: воздушным и твердым.

В первом случае в роли диэлектрика выступает обыкновенный воздух. Во втором случае применяют керамику, слюду и др. материалы. Для увеличения показателя емкости устройства статорные и роторные пластины собираются в блоки, закрепленные на единой оси.

Конденсаторы с воздушным типом диэлектрика применяются в системах с постоянной регулировкой емкости (например, в узлах настройки радиоприемников). Такой тип устройства обладает более высоким уровнем стойкости, чем керамический.

Построечный вид

Самым распространенным видом являются построечные конденсаторы. Они относятся к переменному типу, но обладают меньшей износостойкостью, так как регулируются реже.

Типы конденсаторов этой категории в основе содержат металлизированную керамику. Металл функционирует в качестве электрода, а керамика выступает в роли изолятора.

Конденсаторы (от лат. condenso — уплотняю, сгущаю) — это радиоэлементы с сосредоточенной электрической емкостью, образуемой двумя или большим числом электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (специальной тонкой бумагой, слюдой, керамикой и т. д.). Емкость конденсатора зависит от размеров (площади) обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика.

Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты .

Основные единици измерения эмкости конденсаторов это: Фарад, микроФарад, наноФарад, пикофарад, обозначения на конденсаторах для которых выглядят соответственно как: Ф, мкФ, нФ, пФ.

Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости (КПЕ), подстроечные и саморегулирующиеся. Наиболее распространены конденсаторы постоянной емкости.

Их применяют в колебательных контурах, различных фильтрах, а также для разделения цепей постоянного и переменного токов и в качестве блокировочных элементов.

Конденсаторы постоянной емкости

Условное графическое обозначение конденсатора постоянной емкости —две параллельные липни — символизирует его основные части: две обкладки и диэлектрик между ними (рис. 1).

Рис. 1. Конденсаторы постоянной емкости и их обозначение.

Около обозначения конденсатора на схеме обычно указывают его номинальную емкость, а иногда и номинальное напряжение. Основная единица измерения емкости — фарад (Ф) — емкость такого уединенного проводника, потенциал которого возрастает на один вольт при увеличении заряда на один кулон.

Это очень большая величина, которая на практике не применяется. В радиотехнике используют конденсаторы емкостью от долей пикофарада (пФ) до десятков тысяч микрофарад (мкФ). Напомним, что 1 мкФ равен одной миллионной доле фарада, а 1 пФ — одной миллионной доле микрофарада или одной триллион-ной доле фарада.

Согласно ГОСТ 2.702—75 номинальную емкость от 0 до 9 999 пФ указывают на схемах в пикофарадах без обозначения единицы измерения, от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с обозначением единицы измерения буквами мк (рис. 2).

Рис. 2. Обозначение единиц измерения для емкости конденсаторов на схемах.

Обозначение емкости на конденсаторах

Номинальную емкость и допускаемое отклонение от нее, а в некоторых случаях и номинальное напряжение указывают на корпусах конденсаторов.

В зависимости от их размеров номинальную емкость и допускаемое отклонение указывают в полной или сокращенной (кодированной) форме.

Полное обозначение емкости состоит из соответствующего числа и единицы измерения, причем, как и на схемах, емкость от 0 до 9 999 пФ указывают в пикофарадах (22 пФ, 3 300 пФ и т. д.), а от 0,01 до 9 999 мкФ —в микрофарадах (0,047 мкФ, 10 мкФ и т. д.).

В сокращенной маркировке единицы измерения емкости обозначают буквами П (пикофарад), М (микрофарад) и Н (нанофарад; 1 нано-фарад=1000 пФ = 0,001 мкФ).

При этом емкость от 0 до 100 пФ обозначают в пикофарадах , помещая букву П либо после числа (если оно целое), либо на месте запятой (4,7 пФ — 4П7; 8,2 пФ —8П2; 22 пФ — 22П; 91 пФ — 91П и т. д.).

Емкость от 100 пФ (0,1 нФ) до 0,1 мкФ (100 нФ) обозначают в нанофарадах , а от 0,1 мкФ и выше — в микрофарадах .

В этом случае, если емкость выражена в долях нанофарада или микрофарада, соответствующую единицу измерения помещают на месте нуля и запятой (180 пФ=0,18 нФ—Н18; 470 пФ=0,47 нФ —Н47; 0,33 мкФ —МЗЗ; 0,5 мкФ —МбО и т. д.), а если число состоит из целой части и дроби — на месте запятой (1500 пФ= 1,5 нФ — 1Н5; 6,8 мкФ — 6М8 и т. д.).

Емкости конденсаторов, выраженные целым числом соответствующих единиц измерения, указывают обычным способом (0,01 мкФ —10Н, 20 мкФ — 20М, 100 мкФ — 100М и т. д.). Для указания допускаемого отклонения емкости от номинального значения используют те же кодированные обозначения, что и для резисторов.

Особенности и требования к конденсаторам

В зависимости от того, в какой цепи используют конденсаторы, к ним предъявляют и разные требования . Так, конденсатор, работающий в колебательном контуре, должен иметь малые потери на рабочей частоте, высокую стабильность емкости во времени и при изменении температуры, влажности, давления и т. д.

Потери в конденсаторах , определяемые в основном потерями в диэлектрике, возрастают при повышении температуры, влажности и частоты. Наименьшими потерями обладают конденсаторы с диэлектриком из высокочастотной керамики, со слюдяными и пленочными диэлектриками, наибольшими — конденсаторы с бумажным диэлектриком и из сегнетокерамики.

Это обстоятельство необходимо учитывать при замене конденсаторов в радиоаппаратуре. Изменение емкости конденсатора под воздействием окружающей среды (в основном, ее температуры) происходит из-за изменения размеров обкладок, зазоров между ними и свойств диэлектрика.

В зависимости от конструкции и примененного диэлектрика конденсаторы характеризуются различным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус; ТКЕ может быть положительным и отрицательным. По значению и знаку этого параметра конденсаторы разделяются на группы, которым присвоены соответствующие буквенные обозначения и цвет окраски корпуса.

Для сохранения настройки колебательных контуров при работе в широком интервале температур часто используют последовательное и параллельное соединение конденсаторов, у которых ТКЕ имеют разные знаки. Благодаря этому при изменении температуры частота настройки такого термокомпенсированного контура остается практически неизменной.

Как и любые проводники, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью . Она тем больше, чем длиннее и тоньше выводы конденсатора, чем больше размеры его обкладок и внутренних соединительных проводников.

Наибольшей индуктивностью обладают бумажные конденсаторы , у которых обкладки выполнены в виде длинных лент из фольги, свернутых вместе с диэлектриком в рулон круглой или иной формы. Если не принято специальных мер, такие конденсаторы плохо работают на частотах выше нескольких мегагерц.

Поэтому на практике для обеспечения работы блокировочного конденсатора в широком диапазоне частот параллельно бумажному подключают керамический или слюдяной конденсатор небольшой емкости.

Однако существуют бумажные конденсаторы и с малой собственной индуктивностью. В них полосы фольги соединены с выводами не в одном, а во многих местах. Достигается это либо полосками фольги, вкладываемыми в рулон при намотке, либо смещением полос (обкладок) к противоположным концам рулона и пропайкой их (рис. 1).

Проходные и опорные конденсаторы

Для защиты от помех, которые могут проникнуть в прибор через цепи питания и наоборот, а также для различных блокировок используют так называемые проходные конденсаторы . Такой конденсатор имеет три вывода, два из которых представляют собой сплошной токонесущий стержень, проходящий через корпус конденсатора.

К этому стержню присоединена одна из обкладок конденсатора. Третьим выводом является металлический корпус, с которым соединена вторая обкладка. Корпус проходного конденсатора закрепляют непосредственно на шасси или экране, а токоподводящий провод (цепь питания) припаивают к его среднему выводу.

Благодаря такой конструкции токи высокой частоты замыкаются на шасси или экран устройства, в то время как постоянные токи проходят беспрепятственно.

На высоких частотах применяют керамические проходные конденсаторы , в которых роль одной из обкладок играет сам центральный проводник, а другой — слой металлизации, нанесенный на керамическую трубку. Эти особенности конструкции отражает и условное графическое обозначение проходного конденсатора (рис. 3).

Рис. 3. Внешний вид и изображение на схемах проходных и опорных конденсаторов.

Наружную обкладку обозначают либо в виде короткой дуги (а), либо в виде одного (б) или двух (в) отрезков прямых линий с выводами от середины. Последнее обозначение используют при изображении проходного конденсатора в стенке экрана.

С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы , представляющие собой своего рода монтажные стойки, устанавливаемые на металлическом шасси. Обкладку, соединяемую с ним, выделяют в обозначении такого конденсатора тремя наклонными линиями, символизирующими «заземление» (рис. 3,г).

Оксидные конденсаторы

Для работы в диапазоне звуковых частот, а также для фильтрации выпрямленных напряжений питания необходимы конденсаторы, емкость которых измеряется десятками, сотнями и даже тысячами микрофарад.

Такую емкость при достаточно малых размерах имеют оксидные конденсаторы (старое название — электролитические ). В них роль одной обкладки (анода) играет алюминиевый или танталовый электрод, роль диэлектрика — тонкий оксидный слой, нанесенный на него, а роль другой сбкладки (катода) — специальный электролит, выводом которого часто служит металлический корпус конденсатора.

В отличие от других большинство типов оксидных конденсаторов полярны , т. е. требуют для нормальной работы поляризующего напряжения. Это значит, что включать их можно только в цепи постоянного или пульсирующего напряжения и только в той полярности (катод — к минусу, анод — к плюсу), которая указана на корпусе.

Невыполнение этого условия приводит к выходу конденсатора из строя, что иногда сопровождается взрывом!

Полярность включения оксидного конденсатора показывают на схемах знаком «+», изображаемым у той обкладки, которая символизирует анод (рис. 4,а).

Это Общее обозначение поляризованного конденсатора. Наряду с ним специально для оксидных конденсаторов ГОСТ 2.728—74 установил символ, в котором Положительная обкладка изображается узким прямоугольником (рис. 4,6), причем знак?+» в этом случае можно не указывать.

Рис. 4. Оксидные конденсаторы и их обозначение на принципиальных схемах.

В схемах радиоэлектронных приборов иногда можно встретить обозначение оксидного конденсатора в виде двух узких прямоугольников (рис. 4,в).Это символ неполярного оксидного конденсатора, который может работать в цепях переменного тока (т. е. без поляризующего напряжения).

Оксидные конденсаторы очень чувствительны к перенапряжениям, поэтому на схемах часто указывают не только их номинальную емкость, но и номинальное напряжение.

С целью уменьшения размеров в один корпус иногда заключают два конденсатора, но выводов делают только три (один — общий). Условное обозначение сдвоенного конденсатора наглядно передает эту идею (рис. 4,г).

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ)

Конденсатор переменной емкости состоит из двух групп металлических пластин, одна из которых может плавно перемещаться по отношению к другой. При этом движении пластины подвижной части (ротора) обычно вводятся в зазоры между пластинами неподвижной части (статора), в результате чего площадь перекрытия одних пластин другими, а следовательно, и емкость изменяются.

Диэлектриком в КПЕ чаще всего служит воздух. В малогабаритной аппаратуре, например в транзисторных карманных приемниках, широкое применение нашли КПЕ с твердым диэлектриком, в качестве которого используют пленки из износостойких высокочастотных диэлектриков (фторопласта, полиэтилена и т. п.).

Параметры КПЕ с твердым диэлектриком несколько хуже, но зато они значительно дешевле в производстве и размеры их намного меньше, чем КПБ с воздушным диэлектриком.

С условным обозначением КПЕ мы уже встречались — это символ конденсатора постоянной емкости, перечеркнутый знаком регулирования. Однако из этого обозначения не видно, какая из обкладок символизирует ротор, а какая — статор. Чтобы показать это на схеме, ротор изображают в виде дуги (рис. 5).

Рис. 5. Обозначение конденсаторов переменной емкости.

Основными параметрами КПЕ, позволяющими оценить его возможности при работе в колебательном контуре, являются минимальная и максимальная емкость, которые, как правило, указывают на схеме рядом с символом КПЕ.

В большинстве радиоприемников и радиопередатчиков для одновременной настройки нескольких колебательных контуров применяют блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более секций.

Роторы в таких блоках закреплены на одном общем валу, вращая который можно одновременно изменять емкость всех секцйй. Крайние пластины роторов часто делают разрезными (по радиусу). Это позволяет еще на заводе отрегулировать блок так, чтобы емкости всех секций были одинаковыми в любом положении ротора.

Конденсаторы, входящие в блок КПЕ, на схемах изображают каждый в отдельности. Чтобы показать, что они объединены в блок, т. е. управляются одной общей ручкой, стрелки, обозначающие регулирование, соединяют штриховой линией механической связи, как показано на рис. 6.

Рис. 6. Обозначение сдвоенных конденсаторов переменной емкости.

При изображении КПЕ блока в разных, далеко отстоящих одна от другой частях схемы механическую связь не показывают, ограничиваясь тЬлько соответствующей нумерацией секций в позиционном обозначении (рис. 6, секции С 1.1, С 1.2 и С 1.3).

В измерительной аппаратуре, например в плечах емкостных мостов, находят применение так называемые дифференциальные конденсаторы (от лат. differentia — различие).

У них две группы статорных и одна — роторных пластин, расположенные так, что когда роторные пластины выходят из зазоров между пластинами одной группы статора, они в то же время входят между пластинами другой.

При этом емкость между пластинами первого статора и пластинами ротора уменьшается, а между пластинами ротора и второго статора увеличивается. Суммарная же емкость между ротором и обоими статорами остается неизменной. Такие “конденсаторы изображают на схемах, как показано на рис 7.

Рис. 7. Дифференциальные конденсаторы и их обозначение на схемах.

Подстроечные конденсаторы . Для установки начальной емкости колебательного контура, определяющей максимальную частоту его настройки, применяют подстроечные конденсаторы, емкость которых можно изменять от единиц пикофарад до нескольких десятков пикофарад (иногда и более).

Основное требование к ним — плавность изменения емкости и надежность фиксации ротора в установленном при настройке положении. Оси подстроечных конденсаторов (обычно короткие) имеют шлиц, поэтому регулирование их емкости возможно только с применением инструмента (отвертки). В радиовещательной аппаратуре наиболее широко применяют конденсаторы с твердым диэлектриком.

Рис. 8. Подстроечные конденсаторы и их обозначение.

Конструкция керамического подстроечного конденсатора (КПК) одного из наиболее распространенных типов показана на рис. 8,а. Он состоит из керамического основания (статора) и подвижно закрепленного на нем керамического диска (ротора).

Обкладки конденсатора—тонкие слои серебра — нанесены методом вжигания на статор и наружную сторону ротора. Емкость изменяют вращением ротора. В простейшей аппаратуре применяют иногда проволочные подстроечные конденсаторы.

Такой элемент состоит из отрезка медной проволоки диаметром 1 … 2 и длиной 15 … 20 мм, на который плотно, виток к витку, намотан изолированный провод диаметром-0,2… 0,3 мм (рис. 8,б). Емкость изменяют отматыванием провода, а чтобы обмотка не сползла, ее пропитывают каким-либо изоляционным составом (лаком, кЛеем и т. п.).

Подстроечные конденсаторы обозначают на схемах основным символом, перечеркнутым знаком подстроечного регулирования (рис. 8,в).

Саморегулируемые конденсаторы

Используя в качестве диэлектрика специальную керамику, диэлектрическая проницаемость которой сильно зависит от напряженности электрического поля, можно получить конденсатор, емкость которого зависит от напряжения на его обкладках.

Такие конденсаторы получили название варикондов (от английских слов vari (able) — переменный и cond(enser) —конденсатор). При изменении напряжения от нескольких вольт до номинального емкость вариконда изменяется в 3—6 раз.

Рис. 9. Вариконд и его обозначение на схемах.

Вариконды можно использовать в различных устройствах автоматики, в генераторах качающейся частоты, модуляторах, для электрической настройки колебательных контуров и т. д.

Условное обозначение вариконда — символ конденсатора со знаком нелинейного саморегулирования и латинской буквой U (рис. 9,а).

Аналогично построено обозначение термоконденсаторов, применяемых в электронных наручных часах. Фактор, изменяющий емкость такого конденсатора—температуру среды — обозначают символом t°(pис. 9, б). Вместе с тем что такое конденсатор часто ищут

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998.

Конденсатор , кондер , кондюк – так его называют бывалые” специалисты один из самых распространенных элементов применяемое в различных электрических цепях. Конденсатор способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейший конденсатор состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком, на этих электродах накапливается электрический заряд разной полярности, на одной пластин будет положительный заряд на другой отрицательный.

Принцип работы конденсатора и его назначение – постараюсь кратко и предельно понятно ответить на эти вопросы. В электрических схемах данные устройства могут использоваться с различными целями, но их основной функцией является сохранение электрического заряда, то есть, конденсатор получает электрический ток, сохраняет его и впоследствии передает в цепь.

При подключении конденсатора к электрической сети на электродах конденсатора начинает накапливаться электрический заряд. В начале зарядки конденсатор потребляет наибольшую величину электрического тока, по мере зарядки конденсатора электроток уменьшается и когда емкость конденсатора будет наполнена ток пропадет совсем.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам, сам, как бы становится источником питания.

Основная техническая характеристика конденсатора, это емкость. Емкостью называется способность конденсатора накапливать электрический заряд. Чем больше емкость конденсатора, тем большее количество заряда он может накопить и соответственно отдать обратно в электрическую цепь. Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Конденсаторы различаются по конструкции, материалов из которых они изготовлены и области применения. Самый распространенный конденсатор это – конденсатор постоянной емкости, обозначается он так –

Конденсаторы постоянной емкости изготавливаются из самых различных материалов и могут быть – металлобумажными, слюдяными, керамическими. Такие конденсаторы как электрокомпонент используются во всех электронных устройствах.

Электролитический конденсатор

Следующий распространенный тип конденсаторов это – полярные электролитические конденсаторы , его изображение на электрической схеме выглядит так –

Электролитический конденсатор так же можно назвать постоянным конденсатором, потому, что их емкость не меняется.

Но электролитические конденсаторы имеют очень важно отличие, знак (+) возле одного из электродов конденсатора говорит о том, что это полярный конденсатор и при подключении его в цепь нужно соблюдать полярность. Плюсовой электрод необходимо подключить к плюсу источника питания, а минусовой (который без плюсика) соответственно к отрицательному – (на корпусе современных конденсаторов наносят обозначение минусового электрода, а вот плюсовой не обозначают никак).

Не соблюдение этого правила может привести к выходу конденсатора из строя и даже взрыву, сопровождающемуся разлетом бумаги фольги и нехорошим запахом (от конденсатора конечно…). Электролитические конденсаторы могут иметь очень большую емкость и соответственно накапливать, довольно большой потенциал. Поэтому электролитические конденсаторы даже после отключения питания таят в себе опасность, и при неосторожном обращении ты можешь получить сильный удар электрического тока. Поэтому после снятия напряжения для безопасной работы с электрическим устройством (ремонте электроники , настройке, и т.д.) электролитический конденсатор необходимо разрядить, замкнув накоротко его электроды, (делать это нужно специальным разрядником) особенно это касается конденсаторов большой емкости которые установлены на блоках питания, где есть высокое напряжение.

Конденсаторы переменной емкости.

Как ты понял из названия переменные конденсаторы могут изменять свою емкость – например при настройке радиоприемников. Еще совсем недавно для настройки радиоприемников на нужную станцию использовались только конденсаторы переменной емкости, вращая ручку настройки приемника тем самым изменяли емкость конденсатора. Переменные конденсаторы используются и посей день в простых недорогих моделях приемников и передатчиков. Конструкция переменного конденсатора очень простая. Конструктивно он состоит из статорных и роторных пластин, роторные пластины подвижные и входят в статорные е касаясь последних. Диэлектриком в таком конденсаторе является воздух. При входе статорных пластин в роторные емкость конденсатора увеличивается, при выходе роторных пластин емкость уменьшается. Обозначение переменного конденсатора выгляди так –

ПРИМЕНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

Конденсаторы нашли широкое применение во всех областях электротехники, они используются в различных электрических цепях.
В электроцепи переменного тока они могут служить в качестве ёмкостного сопротивления. Возьмем такой пример, при последовательном подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет.

Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора.

Благодаря этим качествам, конденсаторы применяются в качестве фильтров, в цепях подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных импульсных схемах, где требуется быстрое накопление и отдача большого электрического заряда, в ускорителях, фотовспышках, импульсных лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, создавая мощный импульс. Конденсаторы применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения. Способность конденсатора сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации. И это только очень краткий перечень всего где может применяться конденсатор.

Продолжая занятия электротехникой, ты откроешь для себя еще много интересного в том числе и о работе и применению конденсаторов. Но, и этой информации, тебе будет достаточно для общего понимания и продвижения дальше.

Как проверить конденсатор

Для проверки конденсаторов необходим прибор, тестер или иначе мультиметр . Существуют специальные приборы измеряющие емкость (С), но эти приборы стоят денег, и зачастую нет смысла их приобретать для домашней мастерской, тем более на рынке есть недорогие китайские мультиметры с функцией измерения емкости. Если на твоем тестере нет такой функции, ты можешь воспользоваться обычной функцией прозвонки – к ак прозванивать мультиметром , как и при проверке резисторов – что такое резистор . Конденсатор можно проверить на “пробой” в этом случае сопротивление конденсатора очень большое, почти бесконечное (зависит от материала из которого изготовлен кондер). Электролитические конденсаторы проверяют следующим образом – Необходимо включить тестер в режим прозвонки, подключить щупы прибора к электродам (ножкам) конденсатора и следить за показанием на индикаторе мультиметра, показание мультиметра будет изменяться в меньшую сторону, пока не остановится совсем. После чего нужно щупы поменять местами, показания начнут уменьшаться почти до нуля. Если все произошло так как я описал, “кондер” исправен. Если нет изменений в показаниях или показания сразу становятся большими или прибор вовсе показывает ноль, конденсатор неисправен. Лично я предпочитаю проверять “кондюки” стрелочным прибором плавность движения стрелки легче отслеживать, чем мелькание цифр в окошке индикатора.

Емкость конденсатора измеряется в Фарадах, 1 фарад – это огромная величина. Такую ёмкость будет иметь металлический шар размеры которого будут превышать размеры нашего солнца в 13 раз. Шар размером в планету Земля будет иметь иметь емкость всего 710 микрофарад. Обычно, емкость конденсаторов которые мы применяем в электротехнических устройствах обзначается в микрофарадах (mF), пикофарадах (nF), нанофарадах (nF). Следует знать что, 1 микрофарад равен 1000 нанофарад. Соответственно, 0.1 uF равен 100 nF. Кроме главного параметра, на корпусе элементов отмечается допустимое отклонение реальной ёмкости от указанной и напряжение, на которое рассчитано устройство. При его превышении прибор может выйти из строя.

Этих знаний тебе будет вполне достаточно для начала и для того чтобы самостоятельно продолжить изучение конденсаторов и их физических свойств в специальной технической литературе. Желаю успеха и настойчивости!

Конденсатор – распространенное двухполюсное устройство, применяемое в различных электрических цепях. Он имеет постоянную или переменную ёмкость и отличается малой проводимостью, он способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейшие примеры состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком и накапливающих противоположные заряды. В практических условиях мы используем конденсаторы с большим числом разделенных диэлектриком пластин.

Заряд конденсатора начинается при подключении электронного прибора к сети. В момент подключения прибора на электродах конденсатора много свободного места, потому электрический ток , поступающий в цепь, имеет наибольшую величину. По мере заполнения, электроток будет уменьшаться и полностью пропадет, когда ёмкость устройства будет полностью наполнена.

В процессе получения заряда электрического тока, на одной пластине собираются электроны (частицы с отрицательным зарядом), а на другой – ионы (частицы с положительным зарядом). Разделителем между положительно и отрицательно заряженными частицами выступает диэлектрик, в качестве которого могут использоваться различные материалы.

В момент подключения электрического устройства к источнику питания, напряжение в электрической цепи имеет нулевое значение. По мере заполнения ёмкостей напряжение в цепи увеличивается и достигает величины, равной уровню на источнике тока.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам. Нагрузка образует цепь между его пластинами, потому в момент отключения питания положительно заряженные частицы начнут двигаться по направлению к ионам.

Начальный ток в цепи при подключении нагрузки будет равняться напряжению на отрицательно заряженных частицах, разделенному на величину сопротивления нагрузки. При отсутствии питания конденсатор начнет терять заряд и по мере убывания заряда в ёмкостях, в цепи будет снижаться уровень напряжения и величины тока. Этот процесс завершится только тогда, когда в устройстве не останется заряда.

На рисунке выше представлена конструкция бумажного конденсатора:
а) намотка секции;
б) само устройство.
На этой картинке:

Бумага;
Фольга;
Изолятор из стекла;
Крышка;
Корпус;
Прокладка из картона;
Оберточная бумага;
Секции.

Ёмкость конденсатора считается важнейшей его характеристикой, от него напрямую зависит время полной зарядки устройства при подключении прибора к источнику электрического тока. Время разрядки прибора также зависит от ёмкости, а также от величины нагрузки. Чем выше будет сопротивление R, тем быстрее будет опустошаться ёмкость конденсатора.

В качестве примера работы конденсатора можно рассмотреть функционирование аналогового передатчика или радиоприемника. При подключении прибора к сети, конденсаторы, подключенные к катушке индуктивности, начнут накапливать заряд, на одних пластинах будут собираться электроды, а на других – ионы. После полной зарядки ёмкости устройство начнет разряжаться. Полная потеря заряда приведет к началу зарядки, но уже в обратном направлении, то есть, пластины имевшие положительный заряд в этот раз будут получать отрицательный заряд и наоборот.

Назначение и использование конденсаторов

В настоящее время их используют практически во всех радиотехнических и различных электронных схемах.
В электроцепи переменного тока они могут выступать в качестве ёмкостного сопротивления. К примеру, при подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет. Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора. Благодаря этим особенностям, они сегодня повсеместно применяются в цепях в качестве фильтров, подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных электромагнитных ускорителях, фотовспышках и лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, за счет чего создается мощный импульс.

Во вторичных источниках электрического питания их применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения.

Способность сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации.

Использование резистора или генератора тока в цепи с конденсатором позволяет увеличить время заряда и разряда ёмкости устройства, благодаря чему эти схемы можно использовать для создания времязадающих цепей, не предъявляющих высоких требований к временной стабильности.

В различной электрической технике и в фильтрах высших гармоник данный элемент применяется для компенсации реактивной мощности.

Долговечность керамических, танталовых и электролитических конденсаторов

Конденсаторы являются основными элементами, которые ограничивают долговечность электронных устройств. Хотя срок службы конденсатора зависит от электрических факторов и факторов окружающей среды, срок безопасного хранения зависит главным образом от условий, в которых он находится. Срок службы большинства конденсаторов зависит от таких факторов окружающей среды, как влажность, температура и атмосферное давление. Хранение конденсаторов в сложных условиях может существенно повлиять на их электрические свойства и даже полностью повредить их.

Влияние факторов окружающей среды на долговечность конденсаторов варьируется в зависимости от химического состава и конструкции данного элемента. Например алюминиевые электролитические конденсаторы очень чувствительны к таким факторам, особенно к высоким температурам.

Конденсаторы содержат химические материалы и воздействие на них высоких температур ускоряет реакции, происходящие в них. Предполагается, что в случае алюминиевых электролитических конденсаторов повышение температуры на 10C может даже удвоить их скорость. Постепенное испарение электролита, в то время как эти конденсаторы подвергаются воздействию высоких температур, вызывает уменьшение емкости и увеличение тангенса угла потерь.

Долговечность электролитических конденсаторов

Алюминиевые электролитические конденсаторы чаще всего используются в схемах, где требуются высокие значения емкости. Обычно применяются для фильтрации напряжения в источниках питания. Срок службы таких устройств и зависит в основном от этих конденсаторов.

Параметры которые изменяются когда эти конденсаторы хранятся в течение длительного времени без зарядки, представляют собой в основном эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), ток утечки и емкость. ЭПС и ток утечки увеличиваются, а емкость уменьшается. Тем не менее эти изменения обычно невелики если конденсаторы хранятся при комнатной температуре. Современные алюминиевые электролитические конденсаторы имеют более длительный срок хранения по сравнению с их предшественниками.

В случае электролитических конденсаторов изменения ESR, емкости и токи утечки в основном вызваны химической реакцией между слоем оксида алюминия и электролитом. Хранение этих конденсаторов при высоких температурах вызывает деградацию уплотнительного материала. Когда этот материал ослаблен, может произойти чрезмерное испарение электролита, что влияет на электрические характеристики конденсатора.

Изменения характеристик алюминиевых электролитических конденсаторов при длительном хранении также могут быть вызваны проникновением электролита в оксидную пленку. Это основная причина изменения тока утечки. Скорость ухудшения качества слоя оксида алюминия является функцией времени и температуры.

При хранении алюминиевых электролитических конденсаторов важно не подвергать их воздействию влаги. Высокая влажность ускоряет окисление выводов элемента, что ухудшает их паяемость. Помимо недостатка влаги, необходимо также обеспечить чтобы эти компоненты не подвергались воздействию ультрафиолета, озона, масла и ионизирующего излучения. Воздействие их на конденсаторы приводит к разрушению резиновых уплотнений. А ослабление торцевых уплотнений снижает общую надежность и ускоряет испарение электролита, в том числе это уменьшает их емкость.

Важно знать время хранения алюминиевых электролитических конденсаторов перед их использованием в устройстве. Поскольку ток утечки увеличивается с увеличением времени хранения, конденсатор, который хранился в течение длительного времени, может иметь большой ток утечки и, следовательно, не подходит для любого применения – большой ток, необходимый для восстановления пленки оксида алюминия, может повредить компонент. Это увеличение тока также может отрицательно повлиять на электронную схему.

Слой можно регенерировать путем подачи напряжения на компонент. Этот процесс восстановления поврежденного оксидного слоя конденсатора называется преобразованием конденсатора. Тем не менее рекомендуется вообще не использовать конденсаторы, которые хранились в течение длительного времени.

Долговечность танталовых конденсаторов

Танталовые конденсаторы имеют более длительный срок хранения. Электрические параметры этих конденсаторов существенно не меняются при долгом хранении. В отличие от алюминиевых электролитических конденсаторов, танталовые обладают более высокой стабильностью и их емкость не ухудшается со временем.

Многочисленные исследования показали что такие конденсаторы можно хранить в течение длительного периода времени с небольшими изменениями электрических характеристик или вообще без них. Тем не менее имеется небольшое изменение тока утечки, когда танталовый конденсатор хранится в неблагоприятных условиях.

Хранение танталовых конденсаторов при высоких температурах может вызвать значительное изменение этого тока, но нормальный ток утечки восстанавливается когда напряжение подается на компонент в течение короткого времени. Небольшие изменения или отсутствие изменений тока утечки замечены, когда эти конденсаторы хранятся при низких температурах. При хранении танталовых конденсаторов рекомендуется следовать инструкциям производителя.

Долговечность керамических конденсаторов

Срок годности керамических конденсаторов во многом определяется условиями упаковки и хранения. В отличие от алюминиевых электролитических конденсаторов, диэлектрический материал многослойных керамических конденсаторов (MLCC) не имеет никаких недостатков, если конденсатор хранится в течение короткого времени. Однако длительное хранение многослойных конденсаторов для сборки SMD может вызвать старение диэлектриков (диэлектрики класса II) и проблемы с пайкой, что затрудняет автоматическую сборку.

Когда керамические конденсаторы хранятся в течение длительного времени, медленный процесс окисления может привести к деградации их выводов. Хранение керамического конденсатора на открытом воздухе или воздействие на него хлора или диоксида серы ускоряет процесс окисления. Конечное окисление влияет на паяемость конденсаторов.

Емкость керамических конденсаторов изготовленных из диэлектриков класса II, таких как X7R, Z5U и Y5U, со временем несколько уменьшается. Это падение емкости из-за старения элемента является функцией времени и не зависит от условий хранения. Чтобы обратить вспять процесс старения диэлектрик нагревают до температуры выше точки Кюри.

Керамические конденсаторы следует хранить в условиях температуры и влажности указанных производителем. Перед использованием конденсатора проверьте рекомендуемый срок службы, дату получения и проверьте качество его выводов.

Подведем итоги

Для большинства конденсаторов срок хранения зависит от условий. Электрические характеристики хранимых конденсаторов меняются в основном в зависимости от этих условий, в частности от температуры и влажности.

Для некоторых конденсаторов, таких как алюминиевые электролитические, температура хранения определяет скорость химических реакций происходящих в компоненте – такие конденсаторы, хранящиеся при высоких температурах теряют свою емкость быстрее чем конденсаторы, хранящиеся при низких температурах. Некоторые конденсаторы необходимо переформировать после длительного хранения без подзарядки.

Керамические ЧИП-конденсаторы MLCC.Чем они лучше других | Электронные схемы

керамический чип-конденсатор MLCC

В современной технике,вместо электролитических конденсаторов емкостью до несколько сотен мкФ и вместо танталовых конденсаторов применяют керамические ЧИП-конденсаторы.В основном чип- конденсаторы применяют для поверхностного монтажа.В чем же отличие чип-конденсатора от остальных?

керамические чип конденсаторы на материнской плате компьютера или видеокарте

Если взять чип конденсатор емкостью 10 мкФ и электролитический конденсатор такой-же емкостью,то в глаза сразу бросаются размеры,чип явно меньше электролита.В электролитическом конденсаторе есть электролит и со временем он высыхает и конденсатор приходит в негодность,чип конденсатор не содержит электролита и он более долговечен.Танталовый конденсатор стоит дороже чип конденсатора,к тому-же тантал может при неблагоприятных условия загореться,чип-конденсатор гореть не будет.У электролита и тантала есть полярность,у чип полярности нет.

электролитический,танталовый и чип конденсатор в чем их различия

У чип-конденсаторов низкое эквивалентное последовательное сопротивление и индуктивность(с диэлектриком NPO).Это можно проверить,взяв электролит и сравнить на тестере ESR,у чип оно будет примерно в три раза меньше.

x2y конденсатор и LLA конденсаторы чип керамические

Есть еще несколько разновидностей чип-конденсаторов,это конденсатор x2y с четырьмя выводами и конденсатор LLA с 8 и более выводами.X2Y конденсатор применяется для фильтрации от помех,а LLA конденсатор имеет низкую индуктивность и лучшую частотную характеристику и находит применение в высокочастотной технике.

На материнской плате компьютера,чип-конденсаторы стоят в качестве фильтра по питанию.

Есть у чип и недостатки.Один из них-малая механическая прочность,хотя есть производители,которые выпускают конденсаторы с запасом на растяжение.Также они чувствительны к термоудару,так что перед пайкой их лучше прогреть,но наверное и этот недостаток сегодня уменьшен.

Altium Designer – общий размер и характеристики танталового конденсатора SMD

Что такое танталовый конденсатор

Полное название танталового конденсатора – танталовый электролитический конденсатор, который также является типом электролитического конденсатора. Он использует металлический тантал в качестве среды. В отличие от обычных электролитических конденсаторов, электролит не используется. Танталовые конденсаторы не должны использовать алюминиевую конденсаторную бумагу с покрытием, как обычные электролитические конденсаторы. У него почти нет индуктивности, но это также ограничивает его емкость. Кроме того, поскольку внутри танталового конденсатора нет электролита, он подходит для работы при высокой температуре. Эта уникальная способность к самовосстановлению гарантирует преимущества долгой жизни и надежности. Твердые танталовые конденсаторы обладают превосходными электрическими характеристиками, широким диапазоном рабочих температур, разнообразными формами и превосходной объемной эффективностью и имеют свои уникальные характеристики: рабочим телом танталовых конденсаторов является чрезвычайно тонкая пленка пентаоксида тантала, сформированная на поверхности металла тантала. Этот слой оксидного пленочного диэлектрика объединяется с одним концом конденсатора, образуя единое целое, и не может существовать один. Следовательно, он имеет очень высокую рабочую напряженность электрического поля на единицу объема и обладает особенно большой электрической емкостью, то есть очень высокой удельной емкостью, поэтому он особенно подходит для миниатюризации.

Размер упаковки конденсатора тантала

Наиболее распространенными являются конденсаторы с тремя кольцами, конденсаторы YAGEO, конденсаторы MURATA, конденсаторы Fenghua, конденсаторы SAMSUNG, конденсаторы AVX и т. Д. Танталовый конденсатор серии Taj представляет собой танталовый электролитический конденсатор, выпускаемый компанией AVX, и является наиболее распространенным типом на электронном рынке.

Тип A (3216) толщиной 3,2X1,6 1,8
Тип B (3528) 3,5X2,8, толщина 2,1
Тип C (6032) толщиной 6.0X3.2 2.8
Тип D (7343) толщиной 7.3X4.3 3.1
Тип E (7343) 7,3X4,3 толщиной 4,3
V тип (7361) 7,3X6,1 толщина 3,8
Все в миллиметрах (ММ)

Характеристики твердого танталового конденсатора

Преимущества:

Небольшой размер Поскольку в танталовых конденсаторах используются очень мелкие частицы порошка тантала, а диэлектрическая проницаемость ε пленки оксида тантала выше, чем у пленки оксида алюминия, емкость на единицу объема танталового конденсатора велика.
Широкий температурный диапазон и высокая термостойкость Поскольку у танталовых конденсаторов нет электролита внутри, они подходят для работы при высоких температурах. Обычно танталовые электролитические конденсаторы могут нормально работать при температуре -50 ℃ ~ 100 ℃, хотя электролиз алюминия также может работать в этом диапазоне, но электрические характеристики намного хуже, чем у танталовых конденсаторов.
Длительный срок службы, высокое сопротивление изоляции и низкий ток утечки. Пленочная среда из оксида тантала в танталовом конденсаторе не только устойчива к коррозии, но также сохраняет хорошие характеристики в течение длительного времени.
Маленькая ошибка емкости
Малое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), хорошие высокочастотные характеристики

Недостатки:

Выдерживаемое напряжение недостаточно высокое, ток маленький, цена высокая

Танталовые конденсаторы с микросхемой AVX обычной серии (TAJ): емкость и номинальное напряжение

(Буквы обозначают размер упаковки)

справочный материал

1、Упаковка и спецификация танталовых конденсаторов SMD. Подробное описание упаковки и размеров танталовых конденсаторов.
2、Танталовый конденсатор-библиотека знаний
3、Популярная наука: почему бы не использовать танталовые конденсаторы как можно больше? И когда я должен использовать это? _Basic Electronic Technology-Breadboard Community

Чем отличается электролитический конденсатор от обычного. Емкость конденсатора, их типы, маркировка и применение. Номинальное напряжение, В

Накопление и преобразование электрической энергии можно отнести к базовым задачам, которые решают вспомогательные элементы радиоаппаратуры. Конденсатор относится к пассивным компонентам и выступает своего рода емкостью для поступающего заряда. Конструкция стандартных устройств предусматривает наличие пластинчатых электродов, которые разделяются тонкими диэлектриками. Более сложные типы конденсаторов могут содержать несколько электродных слоев, формирующих цилиндрическую намотку. Есть и другие отличительные признаки, обуславливающие возможности применения элементов для той или иной аппаратуры.

Назначение конденсаторов

На сегодняшний день едва ли найдется область радиотехники, в которой бы не использовались данные устройства. Наиболее распространены комбинации конденсаторов с резисторами и катушками индуктивности, участвующие в построении электрических цепей. Такие узлы поддерживают функции частотных фильтров, колебательных контуров и линий с обратной связью. Еще одна их распространенная задача – сглаживание пульсаций напряжения, требуемое во вторичных источниках энергоснабжения. В лазерных установках, системах вспышки и магнитных ускорителях электрический конденсатор используется для выдачи разового заряда с большим показателем мощности. И напротив, электротехнические приборы оснащаются данными элементами с целью компенсации реактивной мощностной энергии. Хотя такие элементы нельзя рассматривать в качестве полноценных емкостных накопителей энергии, в некоторых системах они выступают и как носители информации.

Маркировка устройств

Для визуального определения принадлежности конденсатора к той или иной категории используются специальные обозначения. В первую очередь указывается емкостный потенциал, выражаемый микрофарадами (мкФ). Могут применяться и другие единицы измерения, о чем также будет свидетельствовать соответствующая маркировка. Не всегда отмечается тип используемого в конструкции материала – как правило, без маркировки выпускаются керамические и пленочные неполярные модели. В свою очередь, обозначение танталовых конденсаторов соответствует резисторам – за исключением наличия знака µ и цифр 104 или 107. Такие устройства могут иметь оранжевый, желтый или черный цвет. В знаковой маркировке также указываются размерные параметры и емкость. Высоковольтные и электролитические модели помечаются величиной максимального напряжения, а для переменных конденсаторов указывается диапазон емкости.

Основные характеристики

Главным рабочим параметром является емкость, от которой зависит способность конкретной модели накапливать заряд. Следует разделять номинальную и фактическую емкость, так как на практике использования вторая величина может быть меньше. Диапазон значений по объему может варьироваться от 1 до 50 мкФ, а в некоторых случаях максимум достигает и 10 000 мкФ. Важен и показатель энергетической плотности, во многом определяемый конструкцией изделия. Наибольшей плотностью характеризуются крупноформатные типы конденсаторов, у которых масса обкладки с электролитом существенно превышает вес корпуса. К примеру, при емкости в 10 000 мкФ с напряжением в 0,45 кВт и массой порядка 2 кг плотность может достигать 600-800 Дж/кг. Как раз такие модели выгодно использовать для длительного хранения энергии. Помимо этого, рабочие свойства конденсаторов определяются допуском. Речь идет как раз о погрешности в соотношении показателей реальной и номинальной емкости. Данная величина выражается в процентах и в среднем составляет 20-30 %. В некоторых направлениях радиотехники применяются изделия с 1 % допуска.

Керамические конденсаторы

Это устройства, базирующиеся на дисковых керамических элементах с диэлектриками из титаната бария. Такой конденсатор можно использовать в системах с напряжением до 50 000 В, но важно учитывать, что он имеет минимальную температурную стабильность и широкий спектр изменения емкости. Среди достоинств можно отметить небольшие утечки тока, скромные размеры (при большой емкости заряда) и способность работать на высокой частоте. Что касается назначения, то керамические конденсаторы применяются в цепях с пульсирующим, переменным и постоянным током. Чаще всего используют модели емкостью до 0,5 мкФ. В процессе работы конденсатор этого типа хорошо справляется с внешними нагрузками, среди которых механические удары. Нельзя сказать, что керамический корпус отличается большим эксплуатационным сроком и долговечностью, однако в заявленный период технические свойства поддерживает стабильно.

Полиэстеровые модели

На схемах устройства данного типа обозначаются маркировкой K73-17 или CL21. Их оболочку формирует металлизированная пленка, а для корпуса используется эпоксидный компаунд. Как раз наличие этого наполнителя в конструкции делает полиэстеровые конденсаторы устойчивыми к температурным, физическим и химическим воздействиям. Этот набор эксплуатационных качеств обусловил и широкое распространение конденсаторов типа K73-17 в производстве светотехнических приборов. Средняя емкость устройства составляет 15 мкФ при максимальном напряжении порядка 1500 В. Характеристики скромные, но это не мешает применять конденсатор в тех же цепях с импульсным и переменным током. К тому же и низкая стоимость устройства способствует его популярности на радиорынке.

Конденсатор на основе полипропилена

Тоже вариант относительно недорогого накопителя электрического заряда, который при этом отличается низким коэффициентом потерь и высокой диэлектрической прочностью. К плюсам можно отнести и оптимальную гигроскопичность. То есть один из главных врагов радиоэлементов в виде влажности полипропиленовым конденсаторам не страшен. В качестве изоляторов применяется металлизированная пленка или полоски фольги. В новейших версиях используют и технологию самовосстанавливающейся оболочки, что повышает надежность и долговечность конденсатора.

Устройство может работать на повышенных частотах с сохранением достаточной мощности. Это качество позволяет использовать конденсаторы в системах индукционного обогрева, дополненных водяным охлаждением. Распространено и применение таких элементов в оснастке электромоторов на 220 В. В данном случае они выступают как пусковые компоненты. Эту функцию лучше всего реализуют модели с рабочей емкостью в диапазоне 1-100 мкФ и напряжением в 440 В. Но и это не единственные накопители на синтетической основе. Какие бывают конденсаторы из термопластиков? Внимания заслуживают полисульфоновые и поликарбонатные элементы. Первые отличаются низким влагопоглощением и способностью поддерживать высокое напряжение при температурных перепадах, а вторые в процессе работы демонстрируют оптимальную электротехническую стабильность.

Танталовые конденсаторы

Основу устройства формирует пентоксид тантала с оксидным электролитическим наполнением. Конденсатор отличается высоким отношением емкости к объему, широким спектром поддерживаемых температур и компактностью. Используют такие компоненты в мелком приборостроении, компьютерах и другой вычислительной технике. В этом семействе можно выделить следующие типы конденсаторов: полярные и неполярные, твердотельные, жидкостные. Наиболее привлекательные по эксплуатационным качествам именно твердотельные устройства, так как они характеризуются способностью поддерживать большое напряжение. Однако в условиях критического превышения допустимой величины тока они могут выходить из строя. Емкость танталовых моделей составляет 1000 мкФ, но по сравнению с электролитическими аналогами их собственная индуктивность гораздо ниже, что допускает возможность применения элемента на высоких частотах.

Особенности высоковольтных моделей

Элементы такого типа могут применяться в системах с высокими показателями напряжения, достигающими 15 000 В. При этом емкость у высоковольтных конденсаторов небольшая – порядка 50-100 нФ. В качестве диэлектрического материала чаще используется керамика. Благодаря этой основе выдерживаются большие нагрузки напряжения, а корпус защищает начинку от пробоев пластин.

Распространены и стеклянные вакуумные изделия, также поддерживающие напряжение более 10 000 В. Они представляют собой колбы с концентрическими электродами, в процессе работы обеспечивающими небольшие частотные потери. Применяют высоковольтные конденсаторы такого типа для решения ответственных радиочастотных задач с индуктивным нагревом. Но стоят такие компоненты дороже, отличаются хрупкостью и большими размерами.

Многослойные и однослойные конструкции

Обычно данную классификацию применяют в отношении конденсаторов, выполненных из керамики. Так, однослойные конденсаторы (дисковые) имеют простое устройство, но это не сказывается на уменьшении размеров. В большинстве случаев они массивнее, чем многослойные аналоги. В итоге увеличивается емкость устройства, но крупные размеры все же ограничивают их распространение в отдельных областях.

Что касается многослойных элементов, то они по эксплуатационным качествам в целом схожи с дисковыми, но потенциал накопителей еще выше. Также существенное преимущество заключается в надежности и долговечности. Форм-фактор, в котором выполняются многослойные конденсаторы, делает их менее чувствительными к агрессивным средам, что расширяет область применения. Такие компоненты преимущественно используют в дорогой профессиональной аппаратуре.

Масляные конденсаторы с пропитками

Это отдельная группа радиотехнических элементов, в основе которых находятся бумажные наполнители. Они обрабатываются специальными растворами наподобие воска и эпоксидных смол. Какие бывают конденсаторы масляного типа? Принципиально отличаются модели для постоянного и переменного тока. Первые используются в целях частотной фильтрации, повышения напряжения и устранения электрической дуги. Конденсаторы на масляной пропитке для систем с переменным током применяют в промышленности. Такое устройство располагает большой емкостью и может справляться с большими пиковыми нагрузками. Как правило, его используют в качестве пускового компонента для электромоторов. К дополнительным функциям можно отнести разделение фаз, коррекцию мощности и выравнивание напряжения.

Негативные факторы применения конденсаторов

Одной из главных проблем использования конденсаторов является высокая вероятность взрыва при перегревах, которые происходят из-за больших утечек. Также повысить риск поломки элемента могут близко расположенные радиаторы с высоким тепловым излучением. Какие типы конденсаторов наиболее подвержены взрывам? Чаще всего это происходит с электролитическими устройствами, обеспеченными ненадежными корпусами. Оптимизация конструкции с целью уменьшения размеров изделия заставляет производителей использовать тонкие оболочки, поэтому может иметь место разлет частей конденсатора и разбрызгивание электролита при сильном перегреве или в условиях повышенного внутреннего давления.

Заключение

И простейшие однослойные, и многослойные высоковольтные модели конденсаторов выполняют важные для радиоаппаратуры задачи. Как минимум они корректируют параметры тока, что при схожих размерах не может обеспечить ни один другой технический компонент. В то же время электрический конденсатор вовсе не является идеальным решением, что обуславливает постоянные поиски новых форматов его исполнения. Производители сложной аппаратуры экспериментируют с конструкциями, наполнителями и физическими свойствами, стараясь предлагать оптимальные потребительские качества данного устройства. Среди наиболее важных целевых параметров в этом плане можно назвать устойчивость конденсатора к нагрузкам, широкие рабочие диапазоны, минимальное радиационное воздействие и высокий срок службы.

Классификации конденсаторов.

1. Устройства с постоянной емкостью.
2. Приборы с переменным видом емкости.
3. Построечные модели.

Тип диэлектрика конденсатора может быть разным:

Бумага;
– металлическая бумага;
– слюда; тефлон;
– поликарбонат;
– электролит.

Керамическими;
– пластиковыми;
– металлическими (алюминиевыми).

Следует знать, что приборы из керамики, пленки и неполярные виды не обладают маркировкой. Показатель их емкости колеблется от 1 пф до 10 мкф. А электролитные типы имеют форму бочонков в корпусе из алюминия и маркируются. Танталовый же тип производится в корпусах прямоугольной формы. Такие устройства бывают разного размера и расцветки: черные, желтые и оранжевые. На них также присутствует кодовая маркировка.

Электролитические конденсаторы из алюминия.

Также следует отметить, что данный тип отличается полярностью. Это означает, что вывод устройства с минусовым показателем находится под отрицательным напряжением, в отличие от противоположного вывода. Если не придерживаться этого правила, то скорее всего, приспособление выйдет из строя. Поэтому рекомендуется применять его в цепях с наличием постоянного или пульсирующего тока, но ни в коем случае не переменного.

Электролитические конденсаторы: типы и предназначение.

Типы электролитических конденсаторов представлены широким рядом. Они бывают:

Полимерными;
– полимерными радиальными;
– с низким уровнем утечки тока;
– стандартной конфигурации;
– с широким диапазоном температур;
– миниатюрными;
– неполярными;
– с наличием жесткого вывода;
– низкоимпедансными.

Источник:

Конденсаторы КМ

Существуют и глиняные конденсаторы типа КМ. Они используются:
– в промышленном оборудовании;
– при создании приборов для измерения, отличающихся высокоточными показателями;
– в радиоэлектронике;
– в сфере военной индустрии.

Конденсаторы КМ при маленьких размерах имеют высокий показатель емкости, достигающий 2,2 мкФ. Изменение ее значения в интервале рабочей температуры у данного вида составляет от 10 до 90%.

Типы керамических конденсаторов группы Н, как правило, применяются как переходники или же блокирующие устройства и т. п. Современные приборы из глины изготавливаются при помощи прессовки под давлением в целостный блок тончайших металлизированных керамических пластинок.

Высокий уровень прочности этого материала дает возможность использовать тонкие заготовки. В итоге емкость конденсатора, пропорциональная показателю объема, резко возрастает.

Конденсаторы на основе керамики.

К плюсам данного типа можно отнести:

Малые потери тока;
– небольшой размер;
– низкий показатель индукции;
– способность функционировать при высоких частотах;
– высокий уровень температурной стабильности емкости;
– возможность работы в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Основу многослойного устройства составляют чередующиеся тонкие слои из керамики и металла.

Устройства функционируют в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Плюсом высоковольтных керамических конденсаторов является их способность функционировать под высоким уровнем напряжения. Диапазон рабочего напряжения колеблется от 50 до 15000 V, а показатель емкости может составлять от 68 до 150 pF.

Могут функционировать в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Танталовые устройства.

Небольшой размер;
– показатель максимального рабочего напряжения составляет до 100 V;
– повышенный уровень надежности при долгом употреблении;
– низкий показатель утечки тока; широкий спектр рабочих температур;
– показатель емкости может колебаться от 47 nF до 1000 uF;
– устройства обладают более низким уровнем индуктивности и применяются в высокочастотных конфигурациях.

Минус этого вида заключен в высокой чувствительности к повышению рабочего напряжения.

Следует отметить, что, в отличие от электролитического вида, линией на корпусе помечается плюсовой вывод.

Разновидности корпусов.

1. SMD-корпус. Для изготовления корпусных устройств, которые используются при поверхностном монтаже, катод соединяется с терминалом посредством эпоксидной смолы с содержанием серебряного наполнителя. Анод приваривается к электроду, а стрингер отрезается. После формирования устройства на него наносится печатная маркировка. Она содержит показатель номинальной емкости напряжения.

2. При формировании этого типа корпусного устройства анодный проводник должен быть приварен к самому выводу анода, а затем отрезается от стрингера. В этом случае терминал катода припаивается к основе конденсатора. Далее конденсатор заполняется эпоксидом и высушивается. Как и в первом случае, на него наносится маркировка.

В машиностроении;
– компьютерах и вычислительной технике;
– оборудовании для телевизионного вещания;
– электрических приборах бытового назначения;
– разнообразных блоках питания для материнских плат, процессоров и т.д.

Поиск новых решений.

Конденсаторы из полиэстера.

Существуют устройства с разной степенью допуска (допустимое отклонение емкости составляет 5%, 10% и 20%).

Конденсаторы с переменной емкостью.

Подвижная пластина называется ротором, а неподвижная – статором. При изменении их положения изменятся и площадь пересечения, и, как следствие, показатель емкости конденсатора.

Конденсаторы бывают с двумя типами диэлектриков: воздушным и твердым.

В электрической цепи каждого прибора есть такой элемент, как конденсатор. Это он служит для наполнения энергией, которая нужна для правильной и бесперебойной работы оборудования.

Что такое конденсатор

Каждый конденсатор – это устройство, обладающее набором технических параметров, которые стоит рассмотреть детально.

Конденсаторы можно встретить во многих отраслях электротехники. Их непосредственная область применения:

Создание цепей, колебательных контуров.
Получение импульса с большим количеством мощности.
В промышленной электротехнике.
В изготовлении датчиков.
Усовершенствование работы защитных устройств.

Емкость конденсатора

Для каждого конденсатора главный параметр – это его емкость. У каждого устройства она своя и измеряется она в Фарадах. В основе электроники и радиотехники используют конденсаторы с миллионной долей Фарад. Чтобы узнать номинальную емкость устройства, достаточно просмотреть его корпус, на котором имеется вся информация. Показания емкости могут изменяться из-за следующих параметров:

Общая площадь всех обкладок.
Расстояние между ними.
Материал, из которого сделан диэлектрик.
Температура окружающей среды.

Наряду с номинальной емкостью существует еще и реальная. Ее значение намного ниже предыдущей. По реальной емкости можно определить основные электрические параметры. Емкость определяют от заряда обкладки и ее напряжения. Максимальная емкость может достигать нескольких десятков Фарад. Конденсатор может также быть охарактеризован удельной емкостью. Это отношение емкости и объема диэлектрика. Маленькая толщина диэлектрика обеспечивает большое значение удельной емкости. Каждый конденсатор может изменять свою емкость, и делятся они на следующие типы:

Постоянные конденсаторы – они практически не меняют свою емкость.
Переменные конденсаторы – значение емкости изменяется в ходе работы оборудования.
Подстроечные конденсаторы – изменяют свою емкость от регулировки аппаратуры.

Напряжение конденсатора

Напряжение считается еще одним из важных параметров. Чтобы конденсатор выполнял свои функции в полном объеме, нужно знать точное показание напряжения. Оно указывается на корпусе устройства. Номинальное напряжение напрямую зависит от сложности конструкции конденсатора и основных свойств материалов, используемых при его изготовлении. Напряжение, подаваемое на конденсатор, должно полностью совпадать с номинальным. Многие устройства при работе нагреваются, в таком случае напряжение понижается. Часто из-за большой разницы в напряжениях конденсатор может перегореть или взорваться. Также это происходит из-за утечки или повышения сопротивления. Для безопасной работы конденсатора его оснащают защитным клапаном и насечкой на корпусе. Как только происходит увеличение давления, клапан автоматически открывается, и по намеченной насечке корпус ломается. Из конденсатора в таком случае электролит выходит в виде газа и не происходит никакого взрыва.

Допуски конденсаторов

Самый простой конденсатор – это два электрода, сделанные в форме пластин, которые разделяются тонкими изоляторами. Каждое устройство имеет отклонение, которое допустимо при его работе. Эту величину также можно узнать по маркировке устройства. Его допуск измеряется и указывается в процентном соотношении и может лежать в пределах от 20 до 30%. Для электротехники, которая должна работать с высокой точностью, можно использовать конденсаторы с маленьким значением допуска, не больше 1%.
Приведенные параметры являются основными для работы конденсатора. Зная их значения, можно использовать конденсаторы для самостоятельной сборки аппаратов или машин.

Виды конденсаторов

Существует несколько основных видов конденсаторов, которые используют в различной технике. Итак, стоит рассмотреть каждый вид, его описания и свойства:

У каждого конденсатора свое предназначение, поэтому их дополнительно классифицируют на общие и специальные. Общие конденсаторы применяют в любых видах и классах аппаратуры. В основном это низковольтные устройства. Специальные конденсаторы – это все остальные виды устройств, которые являются высоковольтными, импульсными, пусковыми и другими различными видами.

Особенности плоского конденсатора

Так как конденсатор – это устройство, предназначенное для накопления напряжения и его дальнейшего распределения, поэтому нужно выбирать его с хорошей электроемкостью и «пробивным» напряжением. Одним из таких является плоский конденсатор. Выпускается он в виде двух тонких пластин определенной площади, которые расположены на близком расстоянии друг от друга. Плоский конденсатор обладает двумя зарядами: положительным и отрицательным.

Пластины плоского конденсатора между собой имеют однородное электрическое поле. Этот тип устройства не вступает во взаимодействие с другими приборами. Пластина конденсатора способна усиливать электрическое поле.

Правильный заряд конденсатора

Он является хранилищем для электрических зарядов, которые должны постоянно заряжаться. Заряд конденсатора происходит за счет подключения его к сети. Чтобы зарядить устройство, нужно правильно подсоединить его. Для этого берут цепь, которая состоит из разряженного конденсатора с емкостью, резистором, и подключают к питанию с постоянным напряжением.

Разряжается конденсатор по следующему типу: замыкают ключ, и пластины его соединяются между собой. В это время конденсатор разряжается, и между его пластинами исчезает электрическое поле. Если конденсатор разряжается через провода, то на это уйдет много времени, так как в них накапливается много энергии.

Зачем нужен контур конденсатора

В контурах находятся конденсаторы, которые изготавливаются из пары пластин. Для их изготовления берут алюминий или латунь. Хорошая работа радиотехники зависит от правильной настройки контуров. Самая обычная цепь контура состоит из одной катушки и конденсатора, которые между собой замкнуты в электрическую цепь. Есть условия, которые влияют на появление колебаний, поэтому чаще всего контур конденсатора называют колебательным.

Заключение

Конденсатор – это пассивное устройство в электрической цепи, которое используется в качестве емкости для хранения электричества. Чтобы средство для накопления энергии в электрических цепях, именуемое конденсатором, проработало долго, нужно следовать указанным условиям, которые прописаны на корпусе устройства. Область применения широкая. Используют конденсаторы в радиоэлектронике и различной аппаратуре. Подразделяются устройства на много разных видов и выпускаются многообразной конструкцией. Конденсаторы могут соединяться двумя видами: параллельным и последовательным. Также на корпусе устройства есть информация о емкости, напряжении, допуске и его типе. Стоит запомнить, что при подключении конденсатора стоит соблюдать полярность. В противном случае устройство быстро выйдет из строя.

Сегодня на рынке электронных компонентов существует много разных типов конденсаторов, и каждый тип обладает своими собственными преимуществам и недостатками. Некоторые способны работать при высоких напряжениях, другие отличаются значительной емкостью, у третьих мала собственная индуктивность, а какие-то характеризуются исключительно малым током утечки. Все эти факторы определяют области применения конденсаторов конкретных типов.

Рассмотрим, какие же бывают типы конденсаторов. Вообще их очень много, но здесь мы рассмотрим основные популярные типы конденсаторов, и разберемся, как этот тип определить.

Например К50-35 или К50-29, состоят из двух тонких полосок алюминия, скрученных в рулон, между которыми в качестве диэлектрика помещается пропитанная электролитом бумага. Рулон помещается в герметичный алюминиевый цилиндр, на одном из торцов которого (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.

Ёмкость электролитических конденсаторов измеряется микрофарадами, и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Значительная емкость электролитических конденсаторов, по сравнению с другими типами конденсаторов, и является их главным преимуществом. Максимальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может достигать 500 вольт. Максимально допустимое рабочее напряжение, как и емкость конденсатора, указываются на его корпусе.

Есть у этого типа конденсаторов и недостатки. Первый из которых — полярность. На корпусе конденсатора отрицательный вывод помечен знаком минус, именно этот вывод должен быть, при работе конденсатора в схеме под более низким потенциалом, чем другой, или конденсатор не сможет нормально накапливать заряд, и скорее всего взорвется, или будет в любом случае испорчен, если долго держать его под напряжением неверной полярности.

Именно по причине полярности, электролитические конденсаторы применимы лишь в цепях постоянного или пульсирующего тока, но никак не напрямую в цепях переменного тока, только выпрямленным напряжением можно заряжать электролитические конденсаторы.

Второй недостаток конденсаторов этого типа — высокий ток утечки. По этой причине не получится использовать электролитический конденсатор для длительного хранения заряда, но он вполне подойдет в качестве промежуточного элемента фильтра в активной схеме.

Третьим недостатком является то, что емкость конденсаторов этого типа снижается с ростом частоты (пульсирующего тока), но эта проблема решается установкой на платах параллельно электролитическому конденсатору еще и керамического конденсатора сравнительно небольшой емкости, обычно в 10000 меньшей, чем у стоящего рядом электролитического.

Теперь поговорим о танталовых конденсаторах . Примером могут служить К52-1 или smd А. В их основе пентаоксид тантала. Суть в том, что при окислении тантала образуется плотная не проводящая оксидная пленка, толщину которой можно технологически контролировать.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода. Технологическая цепочка при производстве довольно сложна. В начале создают анод из чистого прессованного танталового порошка, который спекают в глубоком вакууме при температуре от 1300 до 2000°C, чтобы получилась пористая структура.

Затем, путем электрохимического окисления, на аноде формируют диэлектрик в виде пленки пентаоксида тантала, толщину которой регулируют меняя напряжение в процессе электрохимического окисления, в результате толщина пленки получается всего от сотен до тысяч ангстрем, но пленка имеет такую структуру, что обеспечивает высокое электрическое сопротивление.

Следующий этап — формирование электролита, которым выступает полупроводник диоксид марганца. Солями марганца пропитывают танталовый пористый анод, затем его подвергают нагреву, чтобы диоксид марганца появился на поверхности; процесс повторяют несколько раз до получения полного покрытия. Полученную поверхность покрывают слоем графита, затем наносят серебро — получается катод. Структуру затем помещают в компаунд.

Танталовые конденсаторы похожи свойствами на алюминиевые электролитические, однако имеют особенности. Их рабочее напряжение ограничено 100 вольтами, емкость не превышает 1000 мкф, собственная индуктивность у них меньше, поэтому применяются танталовые конденсаторы и на высоких частотах, достигающих сотен килогерц.

Недостаток их заключается в крайней чувствительности к превышению максимально допустимого напряжения, по этой причине танталовые конденсаторы выходят из строя чаще всего из-за пробоя. Линия на корпусе танталового конденсатора обозначает положительный электрод — анод. Выводные или SMD танталовые конденсаторы можно встретить на современных печатных платах многих электронных устройств.

Например типов К10-7В, К10-19, КД-2, отличаются относительно большой емкостью (от 1 пф до 0,47 мкф) при малых размерах. Их рабочее напряжение лежит в диапазоне от 16 до 50 вольт. Их особенности: малые токи утечки, низкая индуктивность, дающая им возможность работать при высоких частотах, а также малые размеры и высокая температурная стабильность емкости. Такие конденсаторы успешно работают в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА. Керамические конденсаторы устойчивы в внешним факторам, таким как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.

Керамические дисковые конденсаторы широко применяются в сглаживающих фильтрах источников питания, при фильтрации помех, в цепях межкаскадной связи, и почти во всех радиоэлектронных устройствах.

Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф.

Например К10-17А или К10-17Б, в отличие от однослойных, имеют в своей структуре чередующиеся тонкие слои керамики и металла. Их емкость поэтому больше, чем у однослойных, и может легко достигать нескольких микрофарад. Максимальное напряжение также ограничено здесь 50 вольтами. Конденсаторы этого типа способны, так же как и однослойные, исправно работать в цепях постоянного, переменного и пульсирующего тока.

Способны работать при высоком напряжении от 50 до 15000 вольт. Их емкость лежит в диапазоне от 68 до 100 нф, и работать такие конденсаторы могут в цепях постоянного, переменного или пульсирующего тока.

Их можно встретить в сетевых фильтрах в качестве X/Y конденсаторов, а также в схемах вторичных источников питания, где они используются для устранения синфазных помех и поглощения шума если схема высокочастотная. Порой без применения этих конденсаторов, выход из строя устройства может угрожать жизни людей.

Особый тип высоковольтных керамических конденсаторов — конденсатор высоковольтный импульсный , применяемый для мощных импульсных режимов. Примером таких высоковольтных керамических конденсаторов являются отечественные К15У, КВИ и К15-4. Эти конденсаторы способны работать под напряжением до 30000 вольт, а высоковольтные импульсы могут следовать с высокой частотой, до 10000 импульсов в секунду. Керамика обеспечивает надежные диэлектрические свойства, а особая форма конденсатора и расположение обкладок препятствует пробою снаружи.

Такие конденсаторы весьма популярны в качестве контурных в мощной радиоаппаратуре и очень приветствуются, например, тесластроителями (для конструирования на искровом промежутке или на лампах, – SGTC, VTTC).

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки широко применяются в импульсных блоках питания и электронных балластах. Их корпус из эпоксидного компаунда придает конденсаторам влагостойкости, теплостойкости и делает их устойчивыми к воздействию агрессивных сред и растворителей.

Полиэстеровые конденсаторы выпускаются емкостью от 1 нф до 15 мкф, и рассчитаны на напряжение от 50 до 1500 вольт. Их отличает высокая температурная стабильность при высокой емкости и небольших размерах. Цена полиэстеровых конденсаторов не высока, поэтому они весьма популярны во многих электронных устройствах, в частности в балластах энергосберегающих ламп.

Маркировка конденсатора содержит на конце букву, обозначающую допуск по отклонению емкости от номинальной, а также букву и цифру в начале маркировки, обозначающие допустимое максимальное напряжение, например 2А102J – конденсатор на максимальное напряжение 100 вольт, емкостью 1 нф, допустимое отклонение емкости +-5%. Таблицы для расшифровки маркировки можно легко найти в интернете.

Широкий диапазон емкостей и напряжений, дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсного токов.

Полипропиленовые конденсаторы , например К78-2, в отличие от полиэстеровых, в качестве диэлектрика имеют полипропиленовую пленку. Конденсаторы этого типа выпускаются емкостью от 100 пф до 10 мкф, а напряжение может достигать 3000 вольт.

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tgδ может не превышать 0,001. Такие конденсаторы широко используются, например, в индукционных нагревателях, и могут работать на частотах измеряемых десятками и даже сотнями килогерц.

Отдельного упоминания заслуживают пусковые полипропиленовые конденсаторы , такие например, как CBB-60. Эти конденсаторы используют для пуска асинхронных двигателей переменного тока. Они наматываются металлизированной полипропиленовой пленкой на пластиковый сердечник, затем рулон заливается компаундом.

Корпус конденсатора выполнен из материала не поддерживающего горение, то есть конденсатор полностью пожаробезопасный и подходит для работы в тяжелых условиях. Выводы могут быть как проводными, так и под клеммы и под болт. Очевидно, конденсаторы этого типа предназначены для работы на промышленной сетевой частоте.

Пусковые конденсаторы выпускаются на переменное напряжение от 300 до 600 вольт, а диапазон типичных емкостей — от 1 до 1000 мкф.

Андрей Повный

Маркировка конденсаторов обладает большим разнообразием по сравнению с маркировкой резисторов. Довольно сложно увидеть маркировку маленьких конденсаторов, потому что площадь поверхности их корпусов очень незначительная. В этой статье рассказывается, как читать маркировку практически всех типов современных конденсаторов, произведенных за рубежом. Возможно, на вашем конденсаторе маркировка будет нанесена в другом порядке (по сравнению с описываемым в этой статье). Более того, на некоторых конденсаторах отсутствуют значения напряжения и допуска – для создания низковольтной цепи вам понадобится только значение емкости.

Шаги

Маркировка больших конденсаторов

Ознакомьтесь с единицами измерения. Основной единицей измерения емкости является фарад (Ф). Один фарад – это огромное значение для обычной цепи, поэтому бытовые конденсаторы маркируются дольными единицами измерения.

1 µF , uF , mF = 1 мкФ (микрофарад) = 10 -6 Ф. (Внимание! В случаях, не связанных с маркировкой конденсаторов, 1 mF = 1 мФ (миллифарад) = 10 -3 Ф)
1 nF = 1 нФ (нанофарад) = 10 -9 Ф.
1 pF , mmF , uuF = 1 пФ (пикофарад) = 10 -12 Ф.

Определите значение емкости. В случае больших конденсаторов значение емкости наносится непосредственно на корпус. Конечно, могут быть некоторые различия, но в большинстве случаев ищите число с одной из единиц измерения, описанных выше. Возможно, вам придется учесть следующие моменты:

Определите значение допуска. На корпус некоторых конденсаторов наносится значение допуска, то есть допустимое отклонение номинальной емкости от указанной; учитывайте эту информацию, если при сборке электроцепи необходимо знать точное значение емкости конденсатора. Например, если на конденсаторе нанесена маркировка «6000uF+50%/-70%», то его максимальная емкость равна 6000+(6000*0,5)=9000 мкФ, а минимальная – 6000-(6000*0,7)=1800 мкФ.

Определите номинальное напряжение. Если корпус конденсатора довольно большой, на нем проставляется численное значение напряжения, за которым следуют буквы V или VDC, или VDCW, или WV (от английского Working Voltage – рабочее напряжение). Это максимально допустимое напряжение конденсатора, которое измеряется в вольтах (В).

Поищите символы «+» или «-». Если на корпусе конденсатора присутствует один из этих символов, такой конденсатор поляризован. В этом случае подключите положительный («+») контакт конденсатора к положительной клемме источника питания; в противном случае может произойти короткое замыкание конденсатора или конденсатор может взорваться. Если символов «+» или «-» на корпусе нет, вы можете включать конденсатор в цепь так, как вам угодно.

Интерпретация маркировки конденсаторов

Запишите первые две цифры значения емкости. Если конденсатор маленький и на его корпусе не помещается значение емкости, оно маркируется в соответствии со стандартом EIA (это справедливо для современных конденсаторов, чего не скажешь про старые конденсаторы). Для начала запишите первые две цифры, а затем сделайте следующее:
Воспользуйтесь третьей цифрой в качестве множитель нуля. Если емкость конденсатора маркируется тремя цифрами, то такая маркировка интерпретируется следующим образом:
- Если третей цифрой является цифра от 0 до 6, к двум первым цифрам припишите соответствующее количество нулей. Например, маркировка «453» – это 45 x 10 3 = 45000.
- Если третьей цифрой является 8, умножьте первые две цифры на 0,01. Например, маркировка «278» – это 27 x 0,01 = 0,27.
- Если третьей цифрой является 9, умножьте первые две цифры на 0,1. Например, маркировка «309» – это 30 x 0,1 = 3,0.
Определите единицы измерения . В большинстве случаев емкость самых маленьких конденсаторов (керамических, пленочных, танталовых) измеряется в пикофарадах (пФ, pF), которые равны 10 -12 Ф. Емкость больших конденсаторов (алюминиевых электролитических или двухслойных) измеряется в микрофарадах (мкФ, uF или µF), которые равны 10 -6 Ф.
Интерпретируйте маркировку, включающую буквы . Если одним из первых двух символов маркировки является буква, интерпретируйте это следующим образом:
Определите значение допуска керамических конденсаторов. Керамические конденсаторы имеют плоскую круглую форму и два контакта. Значение допуска таких конденсаторов приводится в виде одной буквы непосредственно после трехзначного маркера емкости. Допуск – это допустимое отклонение номинальной емкости от указанной. Если необходимо знать точное значение емкости, интерпретируйте маркировку следующим образом:

Невероятное разнообразие конденсаторов – gadgetshelp,com

Конденсаторы накапливают заряд и затем выпускают его. Как они это делают, зависит от их размера и того, из чего они сделаны. Конденсаторы являются одним из наиболее распространенных электронных компонентов и доступны в различных типах конденсаторов. Конденсаторы каждого типа обладают набором характеристик, которые делают их подходящими для определенных применений, сред и продуктов.

Конденсаторы обычно классифицируются по форм-фактору и диэлектрическому материалу, используемому в конденсаторе. Конденсаторы каждого типа имеют существенные различия в типичных и доступных значениях для допустимого отклонения емкости, номинального напряжения, температурной стабильности, эквивалентного последовательного сопротивления, размера и надежности, которые влияют на их поведение в реальном мире. Эти различия влияют на выбор конденсаторов, что делает одни конденсаторы хорошими в одних приложениях и источником проблем в других.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы являются одним из наиболее распространенных типов конденсаторов. К пленочным конденсаторам относится большое семейство конденсаторов, основным отличием которых являются используемые диэлектрические материалы. Обычные используемые материалы включают полиэстер (майлар), полистирол, полипропиленовый поликарбонат, металлизированную бумагу и тефлон. Пленочные конденсаторы доступны в значениях от pF (picoFarads) до 100 мкФ (microFarads). Высоковольтные пленочные конденсаторы с номинальным напряжением, превышающим 500 В, превышают шкалу характеристик. Преимущество пленочных конденсаторов, особенно пленочных конденсаторов, в которых используются пластиковые пленки, заключается в длительном сроке службы и очень стабильных значениях емкости.

Пленочные конденсаторы доступны в нескольких размерах и форм-факторах. Наиболее распространенными форм-факторами для пленочных конденсаторов являются цилиндрические, овальные, круглые и прямоугольные, и большинство форм-факторов доступны с выводами осевого и радиального типа.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы имеют одни из самых высоких значений емкости среди конденсаторов любого типа. Электролитические конденсаторы состоят из тонких металлических пленок и электролитического полужидкого раствора. Гибкость этих материалов позволяет им сворачиваться и обеспечивать большую площадь поверхности и, следовательно, помогает создавать большую емкость. Поскольку электролитический раствор является проводящим и используется в качестве второго электрода в электролитическом конденсаторе, на металлической пленке выращивают тонкий слой оксида диэлектрика, чтобы предотвратить слипание металлической пленки с электролитическим раствором. Диэлектрическая пленка очень тонкая, что значительно увеличивает емкость электролитического конденсатора.

Электролитические конденсаторы имеют несколько ключевых ограничений — поляризация и номинальное напряжение. Недостатком электролитических конденсаторов является то, что большинство из них поляризованы, и необходимо следить за тем, чтобы они использовались правильно. Установка электролитического конденсатора в обратном направлении приведет к очень быстрому разрушению конденсатора, часто с большой силой, что может привести к повреждению чего-либо поблизости. Все поляризованные электролитические конденсаторы имеют свою полярность, отмеченную на них отрицательным знаком, который указывает, какой вывод должен быть сохранен при самом низком электрическом потенциале. Номинальное напряжение большинства электролитических конденсаторов низкое, но их можно найти с номинальным напряжением до нескольких сотен вольт.

Два наиболее распространенных типа электролитических конденсаторов — это алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые конденсаторы. Танталовые конденсаторы отличаются от большинства электролитических конденсаторов тем, что они больше похожи на керамические конденсаторы. В отличие от керамических конденсаторов, танталовые конденсаторы поляризованы. Тем не менее, танталовые конденсаторы гораздо более устойчивы к обратной полярности, чем алюминиевые электролитические конденсаторы, и иногда их устанавливают последовательно, причем оба отрицательных вывода соединены, образуя «неполяризованный» танталовый конденсатор. Танталовые конденсаторы намного меньше алюминиевых электролитических конденсаторов и имеют меньшие токи утечки, что делает их лучшим выбором для многих применений с блокировкой, обходом, развязкой, фильтрацией и синхронизацией сигналов.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы являются одними из наиболее распространенных конденсаторов, особенно в случае поверхностного монтажа. Они сделаны путем покрытия керамического диска или пластины проводником и соединения нескольких вместе. Используемая керамика имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость, что позволяет керамическим конденсаторам иметь относительно высокое значение емкости при небольшом размере. В отличие от электролитических конденсаторов, керамические конденсаторы не поляризованы, но их емкость претерпевает нелинейный сдвиг при изменении температуры. По этим причинам керамические конденсаторы часто используются в качестве разделительных или байпасных конденсаторов. Керамические конденсаторы доступны в диапазоне значений от нескольких пФ до нескольких мкФ и имеют номинальное напряжение от нескольких вольт до десятков тысяч вольт.

Другие типы конденсаторов

Несколько специализированных типов конденсаторов доступны для более специализированных применений. Триммер или переменные конденсаторы являются конденсаторами с регулируемой емкостью и полезны для тонкой настройки или компенсации в цепи. Ультраконденсаторы представляют собой конденсаторы с очень высокими значениями емкости, как правило, с емкостью, превышающей один фарад. Они часто имеют низкое напряжение, но накапливают достаточно энергии для замены батарей в определенных приложениях.

Тантал против алюминиевых электролитических конденсаторов …

Электролитический конденсатор является наиболее популярным типом для значений более 1 мкФ, имея один из самых высоких уровней емкости для данного объема. Он состоит из двух тонких пленок алюминиевой или танталовой фольги, один из которых покрыт оксидным слоем в качестве изолятора. Между ними помещается пропитанный электролитом бумажный лист, затем две пластины наматываются друг на друга и затем помещаются в банку.

Эти конденсаторы поляризованы, т.е. они могут быть размещены в цепи только в одном направлении. Если они подключены неправильно, они могут быть повреждены, а в некоторых крайних случаях могут взорваться. Также следует соблюдать осторожность, чтобы не превышать номинальное рабочее напряжение. Обычно они должны эксплуатироваться значительно ниже этого значения.

Эти конденсаторы имеют большой допуск. Обычно значение компонента может быть указано с допуском -50% + 100%. Несмотря на это, они широко используются в аудиоприложениях в качестве конденсаторов связи и в приложениях сглаживания для источников питания.Они плохо работают на высоких частотах и обычно не используются для частот выше 50–100 кГц.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы не повреждаются под воздействием тепла при пайке.
Электролитический конденсатор используется в качестве фильтра пульсаций в цепи источника питания или в качестве фильтра для обхода низкочастотных сигналов и т. Д. Поскольку этот тип конденсатора сравнительно похож на природу катушки по конструкции, его невозможно использовать для высокочастотных цепей.(Говорят, частотная характеристика плохая.)
Основным преимуществом электролитического конденсатора является большая удельная емкость.
Два очевидных недостатка – это полярность, которую необходимо соблюдать, и более высокий ток утечки. Кроме того, во многих конденсаторах этого типа электролит может высохнуть с возрастом и ухудшить качество конденсатора или сделать его бесполезным.
Из-за потерь в диэлектрике на более высоких частотах применение электролитических конденсаторов обычно ограничивается цепями питания и приложениями звуковой частоты.

Конденсаторы танталовые

Танталовые конденсаторы поляризованы и имеют низкое напряжение, как электролитические конденсаторы. Они дорогие, но очень маленькие, поэтому используются там, где требуется большая емкость при небольшом размере.
Подобно алюминиевым электролитическим конденсаторам, в танталовых конденсаторах можно получить большие значения емкости.
превосходят алюминиевые электролитические конденсаторы по температурным и частотным характеристикам.Когда танталовый порошок спекается с целью его застывания, внутри образуется трещина. На этой трещине может храниться электрический заряд.
используются в цепях, требующих высокой стабильности при больших значениях емкости и более низком токе утечки. Кроме того, они не так быстро высыхают, что увеличивает срок хранения.
Считается, что использование танталовых конденсаторов для аналоговых сигнальных систем является здравым смыслом, потому что шум от всплесков тока, возникающий при использовании алюминиевых электролитических конденсаторов, не проявляется.
подойдут, если вы не используете их в цепях, требующих высокой стабильности танталовых конденсаторов.

Преимущества танталовых электролитов перед алюминиевыми электролитами

Малый размер
Без жидкого электролита
Превосходная температурная стабильность
Более широкий диапазон рабочих температур (до + 125OC)
Длительный срок хранения
Больший допуск обратного напряжения
Низкий коэффициент рассеяния
Самовосстановление

Преимущества алюминиевых электролитов над танталовыми электролитами

Меньшая стоимость
Более высокая доступность
Более короткие сроки производства
Низкий ток утечки
Более высокий диапазон напряжения (до 400 В постоянного тока)

Что такое танталовый конденсатор?

Каталог

Ⅰ Что такое танталовый конденсатор

Танталовые конденсаторы имеют танталовый анод и являются электролитическими конденсаторами.Это поляризованные конденсаторы с отличной частотой и стабильностью. Электролитические конденсаторы с танталом в качестве компонента известны как танталовые конденсаторы. Они сделаны из металлического тантала, который служит анодом, со слоем оксида, действующим как диэлектрик, и проводящим катодом, окружающим его.

Тантал используется для создания очень тонкого диэлектрического слоя. В результате значение емкости на единицу объема выше, частотные характеристики превосходят многие другие типы конденсаторов, а конденсатор имеет превосходную долговременную стабильность.Танталовые конденсаторы обычно поляризованы, что означает, что их можно подключать к источнику постоянного тока только при соблюдении полярности клемм.

Недостатком использования танталовых конденсаторов является то, что они имеют неблагоприятный режим отказа, который может привести к тепловым выбросам, пожарам и незначительным взрывам. Этого можно избежать, используя внешние отказоустойчивые устройства, такие как ограничители тока или плавкие предохранители.

Танталовые конденсаторы теперь могут использоваться в широком диапазоне схем, включая компьютеры, автомобили, сотовые телефоны и другие электронные устройства, чаще всего устройства поверхностного монтажа (SMD) .Эти танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа занимают значительно меньше места на печатной плате, что обеспечивает более высокую плотность упаковки.

Стоит отметить, что, как и резисторы, бывают как постоянные, так и переменные конденсаторы. Конденсаторы с фиксированными номиналами классифицируются как неполяризованные или поляризованные, в зависимости от их полярности. Три наиболее распространенных типа конденсаторов представлены на рисунке ниже электрическими символами.

Танталовый конденсатор-конденсатор Обозначения

Ⅱ Конструкция и свойства танталового конденсатора

Тантал (Ta) – это серебристо-серый металл с атомным номером 73.Если посмотреть на поперечное сечение танталового конденсатора, такого как стандартный танталовый конденсатор с электролитическим кристаллом SMD с твердым электролитом, показанный на рисунке ниже, положительный (анодный) вывод представляет собой танталовый порошок, спрессованный и спеченный в поддон. Диэлектрик образован изолирующим оксидным слоем, покрывающим положительный (анодный) вывод, а отрицательный (катодный) вывод образован твердым электролитом из диоксида марганца.

Конденсатор танталовый – конструкция танталового конденсатора

В случае твердотельных танталовых конденсаторов электролит добавляется к аноду путем пиролиза.Для создания покрытия из диоксида марганца твердые танталовые конденсаторы погружают в специальный раствор и запекают в духовке. Процедура повторяется до тех пор, пока гранула не будет иметь плотного покрытия как на внутренней, так и на внешней поверхности. Наконец, чтобы обеспечить прочное катодное соединение, таблетку, используемую в твердотельных танталовых конденсаторах, окунают в графит и серебро. В мокрых танталовых конденсаторах, в отличие от твердотельных танталовых конденсаторов, используется жидкий электролит. Анод погружается в жидкий электролит внутри корпуса после того, как он был спечен и диэлектрический слой вырос.В мокрых танталовых конденсаторах корпус и электролит служат катодом.

Танталовые конденсаторы имеют высокую емкость на единицу объема и веса из-за их тонкого диэлектрического листа с высокой диэлектрической проницаемостью, что отличает их от других электролитических конденсаторов. Танталовые электролитические конденсаторы также идеально подходят для пропускания или обхода низкочастотных сигналов и хранения значительного количества электроэнергии из-за их большой емкости.

Ⅲ Характеристики танталового конденсатора

3.1 Общая характеристика

Танталовые конденсаторы имеют значения емкости от 1 нФ до 72 мФ и значительно меньше алюминиевых электролитических конденсаторов той же емкости. Танталовые конденсаторы имеют номинальное напряжение от 2 В до более 500 В. Их эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) в десять раз ниже, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов, что позволяет пропускать через конденсатор более высокие токи при меньшем выделении тепла. По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами танталовые конденсаторы очень стабильны во времени, и их емкость с возрастом существенно не меняется.При правильном обращении они чрезвычайно надежны, а срок их хранения практически безграничен.

3.2 Полярность

Танталовые электролитические конденсаторы имеют очень высокую поляризацию. Хотя поляризованные алюминиевые электролитические конденсаторы могут выдерживать кратковременное обратное напряжение, танталовые конденсаторы чрезвычайно чувствительны к обратной поляризации. При приложении напряжения противоположной полярности диэлектрический оксид разрушается, что приводит к короткому замыканию. Это короткое замыкание может привести к тепловому выходу из строя и разрушению конденсатора в будущем.

По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами, отрицательная клемма которых обозначена на корпусе, танталовые конденсаторы обычно имеют маркировку положительной клеммы.

3.3 Режим отказа танталового конденсатора

Согласно статье, опубликованной ASM International, режим отказа танталового конденсатора делится на три основные группы.

• Высокая утечка / короткое замыкание

Высокие токи утечки могут возникать в результате подачи обратного напряжения, которое часто встречается во время поиска и устранения неисправностей, неисправностей и / или стендовых испытаний.Поскольку горячие точки, образующиеся во время кристаллизации, нагревают катод, танталовые конденсаторы при кристаллизации вызывают короткое замыкание.

• Высокое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)

Когда конденсатор подвергается монтажу на плате, перестановке, оплавлению и сроку службы, механические / термомеханические характеристики оказывают значительное влияние на его ESR. В результате этого стресса часто страдают внешние и / или внутренние отношения, что приводит к высокому СОЭ.

• Низкая емкость / открытый

Отказ случается редко, поскольку емкость танталового конденсатора не изменяется при нормальных рабочих условиях. Более низкая емкость танталового конденсатора в любом приложении может указывать на короткое замыкание конденсатора, в то время как обрыв цепи может быть вызван повреждением положительного вывода и перемычки.

Танталовые конденсаторы, как мы все знаем, имеют потенциально опасный режим отказа. Анод из тантала может контактировать с катодом из диоксида марганца во время скачков напряжения, и если энергия скачка достаточна, может начаться химическая реакция.Эта химическая реакция генерирует тепло и является самоподдерживающейся, также как и возможность образования дыма и пламени. Внешние отказоустойчивые схемы, такие как ограничители тока и плавкие предохранители, следует использовать в сочетании с танталовыми конденсаторами, чтобы избежать теплового разгона.

Ⅳ Классификация танталовых конденсаторов

4.1 Танталовые конденсаторы с выводами

Во избежание повреждений танталовые конденсаторы с выводами обычно упаковываются в небольшую коробку из эпоксидной смолы. Конденсаторы с танталовыми шариками – это название, данное им из-за их формы.

Хотя когда-то была распространена схема цветовой кодировки, и некоторые конденсаторы до сих пор ее используют, маркировка конденсаторов обычно наносится непосредственно на корпус в виде цифр.

Танталовые конденсаторы с выводами

4.2 Танталовые конденсаторы SMD

Танталовые конденсаторы с поверхностным монтажом обычно используются в современной электронике. При разработке с достаточными запасами они обеспечивают надежное обслуживание и позволяют достичь высоких значений емкости в небольших корпусах, необходимых для современного оборудования.

Из-за их неспособности выдерживать температуры, необходимые для пайки, алюминиевые электролиты изначально не были доступны в корпусах для поверхностного монтажа. В результате танталовые конденсаторы, выдерживающие процесс пайки, были почти единственным выбором для дорогостоящих конденсаторов в сборках для поверхностного монтажа. Несмотря на доступность электролитов для поверхностного монтажа, тантал остается предпочтительным конденсатором для поверхностного монтажа из-за его превосходной стоимости, размера и рабочих характеристик.

Танталовый конденсатор SMD

• Маркировка танталовых конденсаторов SMD

Танталовые конденсаторы

SMD обычно имеют на маркировке три числа.Основные цифры – это первые два, а множитель – третий. Значения указаны в пикофарадах. В результате емкость танталового конденсатора SMD составляет 47 x 105 пФ, что равно 4,7Ф.

Как видно на рисунке ниже, значения часто обозначаются более прямо. Маркировка указывает стоимость.

Маркировка танталовых конденсаторов SMD

Ⅴ Применение танталовых конденсаторов

Танталовые конденсаторы имеют множество преимуществ и используются в различных приложениях, включая современную электронику, где они обеспечивают более высокую стабильность в широком диапазоне температур и частот, долговременную надежность и рекордно высокие показатели. объемный КПД.

Танталовые конденсаторы

используются в приложениях из-за их низкого тока утечки, большой емкости, а также долговременной стабильности и надежности. Они используются, например, в схемах выборки и удержания, где требуется низкий ток утечки для достижения большой продолжительности удержания. Из-за своего небольшого размера и долговременной надежности они часто широко используются для фильтрации источников питания на материнских платах компьютеров и мобильных телефонах, чаще всего для поверхностного монтажа.

Применение танталовых конденсаторов

Также доступны танталовые конденсаторы

, соответствующие военным стандартам (MIL-SPEC), с более жесткими допусками и более широким диапазоном рабочих температур.Поскольку они не высыхают и не изменяют емкость с течением времени, они часто заменяют алюминиевый электролит в военных приложениях.

Тантал также используется в медицинской электронике из-за его высокой стабильности. Танталовые конденсаторы часто используются в усилителях звука, где важна стабильность. Танталовый конденсатор – это сложный компонент, используемый в кардиоимплантатах для обнаружения нерегулярных сердечных сокращений и создания электрического контршока за несколько секунд. Медицина, телекоммуникации, авиакосмическая промышленность, военная промышленность, автомобилестроение и компьютеры – это лишь некоторые отрасли, в которых используется этот конденсатор.

Ⅵ Разница между танталом и керамическим конденсатором

Танталовые конденсаторы используются в широком диапазоне цепей, хотя обычно им требуется внешняя отказоустойчивая система для предотвращения проблем, вызванных их режимом отказа. ПК, ноутбуки, медицинское оборудование, усилители звука, автомобильные схемы, мобильные телефоны и другие устройства для поверхностного монтажа – это лишь несколько примеров (SMD). Танталовый электролит является распространенной альтернативой алюминиевому электролиту в военных приложениях, поскольку он не высыхает и не изменяет емкость с течением времени.

Керамические конденсаторы используются в широком спектре приложений, наиболее популярными из которых являются личные электронные устройства. MLCC являются наиболее широко используемыми конденсаторами, составляя около 1 миллиарда электронных устройств в год. Печатные платы (ПП), индукционные печи, преобразователи постоянного тока в постоянный и силовые выключатели – вот некоторые примеры применения. Поскольку керамические конденсаторы неполяризованы и бывают разных емкостей, номинальных напряжений и размеров, они часто используются в качестве конденсаторов общего назначения.

Танталовые конденсаторы и керамические конденсаторы

Хотя танталовые и керамические конденсаторы имеют схожие функции, методы их изготовления, материалы и характеристики сильно различаются. Танталовые и керамические конденсаторы различаются по нескольким основным характеристикам:

• Старение

Когда дело доходит до конденсаторов, старение означает логарифмическое падение емкости с течением времени. Танталовые конденсаторы не стареют, в то время как керамические конденсаторы.Механизм износа танталовых конденсаторов неизвестен.

• Поляризация

Большинство танталовых конденсаторов поляризованы. Это означает, что их можно подключать к источнику постоянного тока только при соблюдении правильной полярности клемм. С другой стороны, неполяризованные керамические конденсаторы можно безопасно подключать к источнику переменного тока. Керамические конденсаторы имеют более высокую частотную характеристику, потому что они не поляризованы.

• Температурный отклик

Танталовые конденсаторы имеют линейное изменение емкости при изменении температуры, тогда как керамические конденсаторы имеют нелинейный отклик.С другой стороны, керамические конденсаторы могут иметь линейный тренд, сужая диапазоны рабочих температур и принимая во внимание температурный отклик на этапе проектирования.

• Отклик по напряжению

У танталовых конденсаторов

есть явные изменения емкости в зависимости от приложенного напряжения, тогда как у керамических конденсаторов нет. Диэлектрическая проницаемость диэлектрика уменьшается внутри керамического конденсатора в ответ на более высокие приложенные напряжения, вызывая изменения емкости.В то время как большинство изменений емкости керамических конденсаторов линейны и легко учитываются, некоторые диэлектрики с более высокой диэлектрической проницаемостью могут терять до 70% своей начальной емкости при работе при номинальном напряжении.

Ⅶ FAQ

1. Каковы преимущества и недостатки танталового конденсатора?

В перечень достоинств и недостатков твердотельного танталового конденсатора входят следующие

Преимущества: длительный срок службы, устойчивость к высоким температурам, отличные характеристики, высокая точность, эффективность фильтрации высокочастотных гармоник.

Недостатки: наличие очень тонкого оксидного слоя, который не является прочным, не может выдерживать напряжение выше пределов, низкий рейтинг пульсаций тока.

2. Когда использовать танталовый конденсатор?

Когда вам нужна максимальная емкость в небольшом пространстве, например, развязка рядом с микрочипом, отличная стабильность в диапазоне температур или напряжений, и вы знаете об их уникальных характеристиках, чтобы их можно было правильно спроектировать и не подвергать вашу систему серьезному отказу .

3. Что такое импульсное напряжение с точки зрения танталового конденсатора?

Импульсное напряжение – это максимальное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору в течение более короткого периода в цепях с минимальным последовательным сопротивлением.

4. Чем отличаются танталовые конденсаторы от электролитических?

Электролитические конденсаторы из алюминия (или алюминия) обычно дешевле, чем из тантала.Танталовые конденсаторы имеют более высокую емкость на единицу объема. Конденсаторы из тантала могут быть как полярными, так и неполярными, хотя поляризованная форма более распространена.

5. Почему выходят из строя танталовые конденсаторы?

Переходное напряжение или скачок тока, приложенные к танталовым электролитическим конденсаторам с твердым электролитом из диоксида марганца, могут вызвать выход из строя некоторых танталовых конденсаторов и могут непосредственно привести к короткому замыканию.

6. Каков срок службы танталовых конденсаторов?

Стабильность емкости полимерных танталовых конденсаторов превосходит стабильность емкости MLCC во времени, температуре и напряжении.В то время как MLCC подвержены старению, полимерные танталы обеспечивают долгосрочную стабильность в течение 20 лет эксплуатации.

7. Все ли танталовые конденсаторы поляризованы?

Танталовые конденсаторы по своей природе поляризованы. Обратное напряжение может разрушить конденсатор. Неполярные или биполярные танталовые конденсаторы изготавливаются путем эффективного соединения двух поляризованных конденсаторов последовательно с анодами, ориентированными в противоположных направлениях.

8.Для чего нужен танталовый конденсатор?

В приложениях, использующих танталовые конденсаторы, используются преимущества их низкого тока утечки, высокой емкости, долговременной стабильности и надежности. Например, они используются в схемах выборки и удержания, которые полагаются на низкий ток утечки для достижения большой продолжительности удержания.

9. Можно ли заменить танталовый конденсатор электролитическим?

Танталовый конденсатор также относится к типу электролитических конденсаторов, однако из-за низкой утечки они более точны и надежны, чем варианты цилиндрических электролитических конденсаторов.Если коэффициент утечки не слишком критичен, вы можете легко заменить танталовый конденсатор другим обычным электролитическим конденсатором.

10. Что такое мокрый танталовый конденсатор?

Влажные танталовые конденсаторы – это пассивные устройства, обеспечивающие емкостное сопротивление цепям. Это электролитические конденсаторы с мокрым электролитом, анодом и катодом. Они используются по сравнению с конденсаторами других типов благодаря превосходным характеристикам, включая объемный КПД, высокую надежность, электрическую стабильность в широком диапазоне температур и длительный срок службы.Технология влажных танталовых конденсаторов лучше всего подходит для таких приложений, как военная, аэрокосмическая, спутниковая и тяжелая промышленность.

Альтернативные модели

Деталь	Сравнить	Производителей	Категория	Описание
ПроизводительНомер детали: W25Q128FVFIG	Сравнить: Текущая часть	Производитель: Winbond Electronics	Категория: Чип памяти	Описание: Flash Serial-SPI 3V / 3.3 В 128 Мбит 16 Мбит / с x 8 7 нс 16-контактный SOIC
Производитель Номер детали: W25Q128FVFIG TR	Сравнить: W25Q128FVFIG VS W25Q128FVFIG TR	Производитель: Winbond Electronics	Категория: Чип памяти	Описание: NOR Flash Serial-SPI 3V / 3.3 В 128 Мбит 16 Мбит / с x 8 7 нс 16-контактный SOIC
Производитель № детали: N25Q128A13ESF40E	Сравнить: W25Q128FVFIG против N25Q128A13ESF40E	Производитель: Micron	Категория: Флэш-память	Описание: NOR Flash Serial-SPI 3V / 3.3V 128Mbit 128M / 64M / 32M x 1Bit / 2Bit / 4Bit 7ns 16Pin SO W Tray
Производитель № детали: S25FL128P0XMFI000	Сравнить: W25Q128FVFIG VS S25FL128P0XMFI000	Производители: Spansion	Категория: Чип памяти	Описание: IC FLASH 128 Мбит 104 МГц 16SO

Танталовый конденсатор

vs.SMT MLCC в твердом и полимерном

Одно исключение может быть в очень высокоскоростных цепях, где индуктивные нагрузки могут задерживать подачу тока от конденсатора и вызывать снижение производительности. Влияние на импеданс (Z) для корпусов разного размера показано на графике Z в зависимости от частоты ниже.

Ток утечки (I _DC) / сопротивление изоляции (R _IR)

Если бы у нас был идеальный конденсатор, он мог бы заряжаться и оставаться заряженным вечно.Но, конечно, у нас нет идеальных конденсаторов; все они имеют некоторый ток утечки (I _DCL).

Это тема, которая иногда сбивает пользователей с толку. Традиционно для электростатических (MLCC) и электролитических (танталовых) устройств эта характеристика определяется по-разному.

Для твердых и полимерных танталов утечка постоянного тока обычно указывается при 25 ° C с номинальным напряжением, подаваемым через резистор 1 кВт. Оказалось, что для диэлектрического материала Ta (2) O (5) утечка постоянного тока в этих условиях испытаний обычно определяется как максимальное значение.01 x CV в микроампер. Так, например, твердотельный танталовый конденсатор на 47 мкФ, 6,3 В будет иметь максимальную DCL при номинальном напряжении и 25 ° C 0,01 X 47 X 6,3 = 2,961 мкА.

Для MLCC используются другие правила расчета тока утечки. Керамические конденсаторы обычно указываются со значением сопротивления изоляции (R _IR). Типичная спецификация сопротивления изоляции 47 мкФ, 6,3 В X5R класса II MLCC составляет 10 000 МОм или 500 Ом-Ф, в зависимости от того, что меньше.

При использовании второго варианта у нас есть конденсатор емкостью 47 мкФ, поэтому сопротивление изоляции будет 500 Ом-Ф, разделенное на 47 x 10 ^-6 Фарад, что даст нам 10.64 МОм. Это значение <10 000 МОм, поэтому мы будем использовать значение 10,64 МОм. Тогда согласно закону Ома, если к конденсатору приложить 6,3 В, ток утечки будет 6,3 В / 10,64 МОм = 0,592 мкА, что примерно в 5 раз ниже, чем у тантала.

Конечно, токи утечки постоянного тока для обеих технологий выше при повышенных температурах. И когда приложенное напряжение снижается до значения, меньшего, чем номинальное напряжение, DCL уменьшается.

Несколько слов о снижении номинальных значений напряжения, полярности и надежности

Снижение номинальных значений напряжения – Разработчикам следует принять во внимание рекомендации по снижению номинальных значений напряжения для обеспечения надежной долгосрочной работы.Рекомендуемое снижение напряжения для танталовых конденсаторов SMD составляет:

Твердотельные танталовые конденсаторы с твердым электролитом из диоксида марганца (MnO2) – отраслевые стандарты требуют снижения напряжения на 50%
Танталовые конденсаторы с полимерным электролитом – Предлагаемое снижение напряжения должно составлять 10% (т. Е. Применять не более 9 В для конденсатора с номиналом 10 В) для конденсаторов с номинальным напряжением 10 В или меньше. Для номинальных значений выше 10 В следует применять снижение номинальных значений на 20%.
– Обычно считается безопасным запускать конденсаторы с керамическими микросхемами до полного номинального напряжения, но большинство разработчиков снижают номинальное напряжение на 20%, чтобы обеспечить запас и уменьшить эффекты VCC, которые приводят к более низким значениям эффективной емкости.

Полярность – Если производится замена MLCC на тантал, важно помнить, что электростатические конденсаторы (MLCC) являются неполярными устройствами, в то время как электролиты (тантал и танталовый полимер) требуют сохранения полярности на ПК. доска. Кроме того, проектировщики должны помнить, что обратное напряжение должно составлять <10% от номинального напряжения, чтобы предотвратить повреждение. Возможно, потребуется уведомить производственного инженера, чтобы обеспечить соблюдение полярности при установке конденсаторов на печатной плате.

Надежность – На основании отраслевых стандартов расчета надежности (например, Mil HDBK-217) для заданных электрических и экологических условий эксплуатации, MLCC и тантал имеют очень похожие результаты надежности MTBK и FIT. Кроме того, ни одна из технологий не имеет встроенного механизма естественного износа. Таким образом, хотя у пользователей могут быть свои собственные требования к жизненному тестированию, они могут отказаться от расширенного жизненного тестирования для этого упражнения.

% PDF-1.4 % 351 0 объект > эндобдж xref 351 88 0000000016 00000 н. 0000003034 00000 н. 0000003184 00000 п. 0000003840 00000 н. 0000004429 00000 н. 0000004693 00000 н. 0000005140 00000 н. 0000005542 00000 н. 0000006153 00000 н. 0000006180 00000 н. 0000006292 00000 н. 0000006406 00000 н. 0000006582 00000 н. 0000006720 00000 н. 0000007136 00000 н. 0000007526 00000 н. 0000008144 00000 н. 0000009539 00000 п. 0000009676 00000 н. 0000009950 00000 н. 0000010350 00000 п. 0000010857 00000 п. 0000011157 00000 п. 0000011184 00000 п. 0000011454 00000 п. 0000011885 00000 п. 0000012353 00000 п. 0000012534 00000 п. 0000012957 00000 п. 0000013374 00000 п. 0000014979 00000 п. 0000016574 00000 п. 0000017940 00000 п. 0000019251 00000 п. 0000019416 00000 п. 0000019707 00000 п. 0000019891 00000 п. 0000021022 00000 п. 0000022541 00000 п. 0000028003 00000 п. 0000029631 00000 п. 0000029670 00000 п. 0000030434 00000 п. 0000030796 00000 п. 0000044521 00000 п. 0000044952 00000 п. 0000045414 00000 п. 0000045585 00000 п. 0000045970 00000 п. 0000064005 00000 п. 0000084758 00000 п. 0000088526 00000 п. 0000088739 00000 п. 0000088908 00000 н. 0000089182 00000 п. 0000098687 00000 п. 0000098773 00000 п. 0000098843 00000 п. 0000099301 00000 п. 0000099579 00000 н. 0000111846 00000 н. 0000111953 00000 н. 0000112023 00000 н. 0000112058 00000 н. 0000112136 00000 н. 0000126006 00000 н. 0000126335 00000 н. 0000126401 00000 н. 0000126517 00000 н. 0000128701 00000 н. 0000129049 00000 н. 0000140609 00000 н. 0000140886 00000 н. 0000141241 00000 н. 0000153942 00000 н. 0000154224 00000 н. 0000154621 00000 н. 0000161960 00000 н. 0000161999 00000 н. 0000162077 00000 н. 0000162202 00000 н. 0000162469 00000 н. 0000163352 00000 н. 0000164235 00000 н. 0000172179 00000 н. 0000270273 00000 н. 0000002853 00000 н. 0000002056 00000 н. трейлер ] / Назад 885112 / XRefStm 2853 >> startxref 0 %% EOF 438 0 объект > поток hb“`e`f`g`Udb @

Тантал – обзор | ScienceDirect Topics

Селвик представил RSA в Лунде, Швеция, в 1972 году и представил его далее в своей диссертации, озаглавленной Рентгеновский стереофотограмметрический метод исследования кинематики скелетной системы (Lund 1974).RSA – это компьютеризированная система для точной рентгенологической локализации ориентиров на теле человека.

Методика анализа крестцово-подвздошных движений

Танталовые шарики диаметром 0,8 мм имплантируются в кости таза с помощью инструмента с канюлей и пружинно-поршневым механизмом-ударником (Aronsen 1974), который вдавливает мяч в место. По крайней мере, три, но обычно от четырех до шести, танталовых шариков размещают геометрически хорошо разложенными в каждой подвздошной кости и в крестце.

В рентгеновской комнате необходимы две рентгеновские трубки. Оптимальные требования – две подвесные к потолку телескопические установки с синхронизацией экспозиции. Рентгеновские пленки помещают параллельно в калибровочную клетку с рамкой, содержащей танталовые шары. Взаимосвязь маркеров и очагов устанавливается при рентгенологическом исследовании. Это позволяет объекту свободно перемещаться. В используемой установке можно делать горизонтальные и вертикальные экспозиции, и объект может свободно перемещаться перед рентгеновскими пленками до тех пор, пока он находится в точке пересечения рентгеновских лучей (рис.23.1).

В исследованиях Sturesson et al (1989, 1999a, 2000a, 2000b) в разных исследованиях пациентов обследовали в одиннадцати различных положениях. Использовались следующие положения: (1) лежа на спине; (2) склонность к перерастяжению левой ноги; (3) склонность к перегибу правой ноги; (4) стоя; (5) сидение с прямыми коленями; (6) стоя с максимально согнутым левым бедром; (7) стоя с максимально согнутым правым бедром; (8) стоя в положении сидя с максимальным сгибанием левого бедра; (9) стоя в положении сидя с максимально согнутым правым бедром; (10) лежа на спине с внешним каркасом Хоффмана – Слатиса; (11) стоя с внешней системой отсчета Хоффмана – Слатиса.В исследовании Tullberg et al. (1998) пациенты обследовались в положении стоя до и после лечения.

Правильное положение пациента является обязательным для получения измеримых рентгенограмм. Например, если нижняя конечность накладывается на таз, маркеры не могут быть четко визуализированы. По этой причине в сидячем положении было проведено лишь несколько поддающихся измерению обследований. При анализе положения с максимально согнутым бедром необходимо было сначала максимально согнуть бедро, а затем повернуть ногу в сторону от пучков излучения.Аналогичная процедура использовалась при анализе пленок при исследовании действия внешнего фиксатора. У некоторых пациентов стальные стержни рамы Hoffmann – Slätis закрывали маркеры.

Крестец определялся как фиксированный сегмент, а движения описывались как вращение вокруг и перемещение по трем ортогональным осям, как показано на рис. 23.2. Также было проанализировано вращение вокруг винтовой оси. Приведенные движения относятся к центру тяжести маркеров в каждой подвздошной кости.Средняя ошибка вращения и перемещения составляла 0,1–0,2 ° и 0,1 мм соответственно.

Типы отказов танталовых конденсаторов и их причины

Танталовые конденсаторы представляют собой высокопроизводительные электролитические устройства. Они дороже алюминиевых электролитических конденсаторов, но обладают беспрецедентными преимуществами, такими как компактные размеры, долговечное качество и стабильные параметры. У них есть некоторые недостатки, такие как относительно низкая емкость и низкое напряжение, но их все же достаточно для приложений с низким напряжением и малой мощностью.Танталовые конденсаторы обычно не имеют проблемы высыхания или диэлектрической деградации, которая часто возникает, если конденсаторы хранятся разряженными в течение длительного времени. Иногда беспокойство по поводу поставок металлического тантала возникает из-за того, что он все еще в значительной степени доступен из конфликтных регионов, что может вызвать этические опасения по поводу его использования в дизайне продукции.

Танталовые конденсаторы, независимо от их типа, имеют очень похожую конструкцию анода, состоящую из высокочистых твердых порошков тантала, спекаемых при высокой температуре для преобразования гранулированных островков тантала в пористую структуру с очень большой площадью поверхности для большей емкости, как показано на рисунке следующее уравнение:

Где, A – общая эффективная площадь пластины конденсатора, ε – электрическая проницаемость среды, а d – расстояние между двумя пластинами.

Катодные системы из тантала определяют разницу между танталовыми конденсаторами. Существует три основных типа танталовых конденсаторов: диоксид марганца (MnO2), токопроводящие танталовые полимерные конденсаторы и влажные танталовые конденсаторы.

Известные со многими преимуществами танталовые конденсаторы широко используются многими клиентами. В приложениях мы часто сталкиваемся с проблемами взрыва танталовых конденсаторов, особенно в импульсных источниках питания, источниках питания для светодиодов и других отраслях промышленности. Горение или взрыв танталовых конденсаторов – самая большая головная боль для инженеров НИОКР и иногда заставляет их озадачиваться.Из-за опасности выхода из строя танталовых конденсаторов многие специалисты по НИОКР не решаются использовать танталовые конденсаторы. Фактически, если мы сможем полностью понять характеристики танталовых конденсаторов, найти причину выхода из строя танталовых конденсаторов (в виде перегорания или взрыва). Танталовые конденсаторы не так страшны для любых приложений. В конце концов, преимущества танталовых конденсаторов очевидны. Причины выхода из строя танталовых конденсаторов в целом можно разделить на две основные категории: проблемы качества и проблемы проектирования схем танталовых конденсаторов.

Технические характеристики танталовых конденсаторов необходимы для соответствия требованиям проектирования схемы. Однако мы часто не можем гарантировать, что спецификации конденсаторов и требования к схемам, такие как характеристики сигналов, очень хорошо соответствуют друг другу. Поэтому иногда при завершении проектирования может быть непреднамеренно достигнут компромисс, и во время использования неизбежно будут возникать отказы. Теперь кратко обсудим основные причины отказов танталовых конденсаторов.

1.Отказ из-за высокого напряжения цепи с низким сопротивлением

Существует только два типа цепей для танталовых конденсаторов: цепи с защитой по сопротивлению и цепи с низким сопротивлением без защиты по сопротивлению. Для цепей с защитой по сопротивлению, поскольку сопротивление влияет на разделение входного напряжения и подавление чрезмерных токов, напряжение может достигать лишь части номинального напряжения танталового конденсатора. Есть два типа цепей без защиты от сопротивления.Первый – это входной каскад источника питания постоянного тока, который был выпрямлен и отфильтрован, а выход – это стабильная цепь заряда и разряда. В схеме этого типа конденсатор используется в качестве источника разряда, и, поскольку входные параметры стабильны и нет скачков напряжения, даже несмотря на то, что это цепь с низким импедансом, напряжение в пределах безопасного рабочего диапазона может по-прежнему достигать 50%. номинального напряжения для обеспечения нормальной работы и очень высокой надежности. Второй тип схем – это блок питания электронной системы; Конденсаторы используются параллельно в этом типе схемы, помимо фильтрации входного сигнала, они часто также должны разряжаться с определенной частотой и уровнем мощности.Поскольку это схема источника питания, полное сопротивление контура этого типа схемы очень низкое, чтобы обеспечить достаточную плотность выходной мощности источника питания. В этом типе схемы переключения преобразователя постоянного тока в момент включения и выключения в цепи будет генерироваться импульс высокой интенсивности с длительностью менее 1 микросекунды. Импульсное напряжение может как минимум в 3 раза превышать стабильное входное значение, а ток может достигать более чем 10-кратного значения устойчивого состояния.Следовательно, из-за чрезвычайно короткой продолжительности плотность энергии в единицу времени очень высока. Если приложенное напряжение конденсатора слишком велико, импульсное напряжение, фактически приложенное к продукту в это время, превысит номинальное значение продукта и может вызвать повреждение устройства. Поэтому очень важно знать, что допустимое рабочее напряжение танталового электролитического конденсатора в цепи этого типа не может превышать 1/3 номинального значения. Если не предпринять никаких контрмер для разделения напряжения на танталовом конденсаторе, оно будет снижено на 50%, и цепь DC-DC с наименьшим импедансом цепи может быть мгновенно включена.Возникло явление пробоя, короткого замыкания или взрыва. Насколько конденсаторы, используемые в таких цепях, должны снижаться, мы должны учитывать уровень значения импеданса цепи, величину входной и выходной мощности и уровень пульсаций переменного тока в цепи. Поскольку входное сопротивление схемы может определять величину мгновенного скачка переключения. Чем ниже внутреннее сопротивление, тем больше будет снижение характеристик устройства. Величина снижения номинальных характеристик варьируется, и ее необходимо определять путем точных расчетов надежности.

Следующее уравнение используется для расчета максимального напряжения, допустимого для определенной температуры. Схема допущена к работе в диапазоне температур от 85 ° C до 125 ° C.

Где T – рабочая температура, а VR – номинальное напряжение танталового конденсатора.

Пример диаграммы снижения номинальных характеристик в технических паспортах танталового конденсатора AVX Рекомендуемая кривая снижения номинального напряжения Kemet
2. Слишком большой пиковый выходной ток
Модель конденсатора обычно представляет собой последовательный резистор, называемый эквивалентным последовательным сопротивлением, ESR ( Эквивалентное последовательное сопротивление) и чисто емкостный компонент C, как показано ниже.
В переходном процессе, когда цепь включается, через конденсатор будет протекать большой ток, который называется пусковым током. ОДУ (обыкновенное дифференциальное уравнение) используется для характеристики события.
Решите ODE, у нас будет ток, текущий через конденсатор, как:
Кривая затухания тока танталового конденсатора
На приведенном выше графике показано, что пиковый ток возникает в момент включения источника питания при t = 0.I _Пик = U _R / СОЭ.
Формула, данная AVX для вычисления пикового тока токопроводящего полимерного танталового конденсатора, приведена ниже в качестве справочной.
Где I _PEAK – пиковый импульсный ток (А), В _R – номинальное напряжение (В), 0,45 – сопротивление внешней испытательной цепи (Ом), ESR – эквивалентное последовательное сопротивление танталовый конденсатор (Ом)
I _ПИК – это максимальный постоянный ток, который танталовый конденсатор может выдерживать при нормальной работе.Если танталовый конденсатор малой емкости используется в цепи с большим пиковым выходным током, это изделие может сгореть из-за перегрузки по току. Это очень легко понять.
3. Слишком высокое ESR танталового конденсатора или слишком высокая пульсация переменного тока
Одним из ключевых параметров при выборе танталового конденсатора является способность к пульсации. Когда танталовый конденсатор со слишком высоким ESR используется в схеме фильтра с очень высокими пульсациями переменного тока, даже если напряжение намного ниже предела снижения номинальных характеристик, иногда в момент запуска может произойти внезапный пробой; Основная причина такого рода проблем – серьезное несоответствие между ESR конденсатора и пульсациями переменного тока в цепи.Танталовый конденсатор – это устройство с полярностями, которое выделяет тепло при прохождении пульсаций переменного тока, а изделия с разными размерами могут выдерживать различное рассеивание мощности при сохранении теплового баланса. Поскольку значения ESR продуктов с разной емкостью различаются, величины пульсаций переменного тока, которые могут безопасно выдерживать танталовые конденсаторы различных спецификаций, также сильно различаются. Следовательно, если пульсации переменного тока в цепи превышают характеристики конденсатора, продукт будет выдерживать термический пробой во время его использования.Точно так же, если пульсации переменного тока в цепи стабильны, но фактическое значение ESR выбранного танталового конденсатора слишком велико, продукт также столкнется с аналогичной проблемой.
Как правило, в цепях фильтрации и зарядки и разрядки большой мощности должны использоваться танталовые конденсаторы с наименьшим значением ESR. В схемах с чрезмерными пульсациями переменного тока выход из строя танталовых конденсаторов, вызванный пульсациями переменного тока, часто игнорируется многими разработчиками схем, или мы просто не знаем об этом.Это часто связывают с проблемой качества конденсатора.
Повышение температуры танталового конденсатора Kemet в зависимости от моделирования пульсаций тока
На приведенном выше графике зеленая зона представляет собой безопасную рабочую зону, желтая зона указывает на то, что устройство приближается к своему пределу, а красная зона – это опасная зона, в которой устройство может быть повреждено в течение короткого времени.
4. Ток утечки танталового конденсатора слишком велик, что приводит к недостаточному выдерживаемому напряжению.
Эта проблема обычно вызвана тем, что фактическое номинальное напряжение танталового конденсатора недостаточно велико.Когда определенная напряженность поля применяется к конденсатору в течение длительного времени, если сопротивление изоляции его диэлектрического слоя низкое, фактический ток утечки продукта в это время будет большим. Для продуктов с высоким током фактическое выдерживаемое напряжение будет падать.
Другая причина этой проблемы заключается в том, что стандарты тока утечки для танталовых конденсаторов слишком слабы, в результате чего некоторые компании, не имеющие возможности производить высококачественные танталовые электролитические конденсаторы, производят танталовые конденсаторы низкого качества.Ток утечки относительно велик при нормальной комнатной температуре. Если изделие работает при более высокой температуре, ток утечки будет экспоненциально увеличиваться, поэтому фактическое выдерживаемое напряжение при высокой температуре значительно упадет – процесс, называемый термическим снижением номинальных характеристик. При высокой температуре его будет очень легко сломать.
Обеспечение небольшого тока утечки при высоких температурах – одна из важнейших целей всех производителей конденсаторов, поэтому решающее влияние этого показателя на надежность очевидно.
Если ток утечки танталового конденсатора, который вы выбрали, слишком велик, мы не должны использовать его в конструкции, если он используется по какой-либо причине, эта проблема станет неизбежной. Ток утечки также зависит от приложенного напряжения. Когда приложенное напряжение ниже номинального, ток утечки быстро падает. Следовательно, эффект снижения напряжения также применим к току утечки, как показано ниже.
Зависимость тока утечки танталового конденсатораТемпература утечки танталового конденсатора в зависимости от приложенного напряжения AVX
5. Отказ, вызванный производством и сборкой
Многие пользователи часто обращают внимание только на выбор танталового конденсатора и конструкцию продукта, но игнорируют вероятные проблемы происходить уже при установке и сборке микросхем танталовых конденсаторов; примеры следующие.
Ручная пайка используется вместо автоматической обработки SMD, продукт не нагревается предварительно, а электрический паяльник с температурой выше 300 градусов используется для нагрева конденсатора в течение длительного времени, что приводит к ухудшению характеристик конденсатора из-за к чрезмерному термическому удару.
При пайке в ручном режиме фаза предварительного нагрева не используется. При пайке танталового конденсатора применялся чрезмерно многократный нагрев для удаления холодных стыков.
Температура жала паяльника установлена на 500 градусов или выше. Это может быстро спаять компоненты, но очень легко вызвать преждевременный выход из строя компонента микросхемы.
Постоянно конкурируя с алюминиевыми, керамическими и тонкопленочными конденсаторами во все более широком диапазоне применений за последние полвека, танталовые конденсаторы были улучшены по эффективности, низкому ESR (эквивалентному последовательному сопротивлению), термической стабильности и высоким номинальным напряжениям.Модель срока службы танталовых конденсаторов показала, что срок службы танталовых конденсаторов во многом зависит от условий эксплуатации, таких как приложенное напряжение, пульсации переменного тока, температура окружающей среды, а также качество устройства.
Поделитесь своими знаниями
Танталовый конденсатор: преимущества и недостатки
Танталовые конденсаторы в наши дни широко используются в разработке электроники. Танталовые конденсаторы представляют собой конденсаторы с очень высокой плотностью емкости.
Танталовый конденсатор похож на электролитический конденсатор, но с использованием тантала в конструкции конденсатора он может обеспечить чрезвычайно высокие уровни емкости для любого заданного объема.
Достоинства и недостатки танталовых конденсаторов
Танталовые конденсаторы
имеют много преимуществ по сравнению с другими типами конденсаторов. Это означает, что их использование значительно выросло с годами, и теперь они широко используются во всех формах электронного оборудования.Преимущества танталовых конденсаторов можно резюмировать:
Объемный КПД: Танталовые конденсаторы предлагают очень высокий уровень объемного КПД – намного выше, чем у многих других типов. В частности, они лучше, чем электролитические конденсаторы, являющиеся их основным конкурентом.
Хорошие частотные характеристики: частотная характеристика танталовых конденсаторов лучше, чем у электролитических конденсаторов. Это означает, что они больше подходят для использования в ряде приложений, где нельзя использовать электролитические вещества.
Высокая надежность: Танталовые конденсаторы более надежны, чем многие другие типы конденсаторов. При условии, что они работают в пределах своих рейтингов, они могут обеспечить практически неограниченный срок службы. Их использование не ограничено по времени, как в случае электролитических конденсаторов.
Широкий диапазон рабочих температур: Танталовые конденсаторы могут работать в очень широком диапазоне температур. Их часто рекомендуют для работы в диапазоне от -55 ° C до + 125 ° C. Это делает их идеальным выбором для использования в оборудовании в суровых условиях окружающей среды.
Совместимость с современными методами производства: Современные технологии производства часто подвергают компоненты воздействию высоких температур во время пайки, поскольку вся сборка нагревается инфракрасным теплом. При использовании обычных компонентов с выводами нагревалась только поверхность платы, и количество тепла, проводимого выводами, обычно было недостаточным для повреждения компонентов. Танталовые конденсаторы способны выдерживать температуры производства SMT и поэтому идеально подходят для использования во многих новых конструкциях электроники.
Танталовые конденсаторы имеют ряд недостатков, которые необходимо учитывать при их использовании в новых конструкциях.
Низкие значения пульсаций тока: Неудивительно, учитывая их размер, что танталовые конденсаторы не имеют высокого рейтинга пульсаций тока. Обычно их не следует использовать в областях, где требуется пропускание тока любого уровня.
Не допускает обратного или повышенного напряжения: Танталовые конденсаторы не любят обратное или повышенное напряжение.Их могут уничтожить даже шипы. Если они подвергаются избыточному или обратному напряжению, они могут взорваться.
Дороже, чем другие типы: Танталовые конденсаторы дороже, чем многие другие типы конденсаторов. В результате их стоимость следует учитывать на этапе проектирования, поскольку другие преимущества могут перевесить любые увеличенные затраты.

Танталовый конденсатор отличие от электролитического: Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки. Маркировка

Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки. Маркировка

Тантал как двигатель прогресса

Конструкция танталовых конденсаторов

Танталовые конденсаторы. Достоинства и недостатки

Маркировка танталовых конденсаторов

Цвет корпуса

Вольтаж

Точка

Множитель

Цвет полосы

Значение

Отличие электролитического конденсатора от обычного.

Классификации конденсаторов

Электролитические конденсаторы из алюминия

Электролитические конденсаторы: типы и предназначение

Конденсаторы КМ

Конденсаторы на основе керамики

Танталовые устройства

Разновидности корпусов

Поиск новых решений

Конденсаторы из полиэстера

Конденсаторы с переменной емкостью

Построечный вид

Конденсаторы постоянной емкости

Обозначение емкости на конденсаторах

Особенности и требования к конденсаторам

Проходные и опорные конденсаторы

Оксидные конденсаторы

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ)

Саморегулируемые конденсаторы

Электролитический конденсатор

Как проверить конденсатор

Назначение и использование конденсаторов

Долговечность керамических, танталовых и электролитических конденсаторов

Долговечность электролитических конденсаторов

Долговечность танталовых конденсаторов

Долговечность керамических конденсаторов

Подведем итоги

Керамические ЧИП-конденсаторы MLCC.Чем они лучше других | Электронные схемы

Altium Designer – общий размер и характеристики танталового конденсатора SMD

Что такое танталовый конденсатор

Размер упаковки конденсатора тантала

Характеристики твердого танталового конденсатора

Преимущества:

Недостатки:

Танталовые конденсаторы с микросхемой AVX обычной серии (TAJ): емкость и номинальное напряжение

справочный материал

Чем отличается электролитический конденсатор от обычного. Емкость конденсатора, их типы, маркировка и применение. Номинальное напряжение, В

Назначение конденсаторов

Маркировка устройств

Основные характеристики

Керамические конденсаторы

Полиэстеровые модели

Конденсатор на основе полипропилена

Танталовые конденсаторы

Особенности высоковольтных моделей

Многослойные и однослойные конструкции

Масляные конденсаторы с пропитками

Негативные факторы применения конденсаторов

Заключение

Что такое конденсатор

Емкость конденсатора

Напряжение конденсатора

Допуски конденсаторов

Виды конденсаторов

Особенности плоского конденсатора

Правильный заряд конденсатора

Зачем нужен контур конденсатора

Заключение

Шаги

Маркировка больших конденсаторов

Интерпретация маркировки конденсаторов

Невероятное разнообразие конденсаторов – gadgetshelp,com

Пленочные конденсаторы

Электролитические конденсаторы

Керамические конденсаторы

Другие типы конденсаторов

Тантал против алюминиевых электролитических конденсаторов …

Алюминиевые электролитические конденсаторы