Come funzionano i condensatori ceramici e i condensatori elettrolitici
Nel processo di progettazione del circuito, i condensatori vengono utilizzati per il filtraggio. A volte vengono utilizzati condensatori elettrolitici e talvolta vengono utilizzati condensatori ceramici. A volte vengono usati entrambi. Vorrei chiedere: qual è il ruolo dell'utilizzo di condensatori elettrolitici? Qual è la funzione dell'utilizzo di normali condensatori ceramici? Come calcolare la dimensione della sua capacità? Come scegliere e determinare la tensione di tenuta dei condensatori elettrolitici? In quali casi dovrebbero essere usati condensatori elettrolitici, in quali casi dovrebbero essere usati condensatori ceramici e in quali casi dovrebbero essere usati entrambi? È stato menzionato nella vecchia versione dell'e-book analogico che esiste una formula speciale per calcolare la dimensione del valore del condensatore, ma alcuni circuiti integrati e simili hanno regolamenti su come abbinare il condensatore nella sua scheda tecnica, spero che possa Aiutarti.
I condensatori elettrolitici e i condensatori ceramici sono generalmente utilizzati tra l'alimentazione del circuito integrato e la terra per svolgere un ruolo di filtro. I condensatori ceramici vengono utilizzati da soli per il disaccoppiamento. Il suo utilizzo è generalmente spiegato nell'IC. Pertinente, prendi 0.01uf per la ceramica.
Se voglio sostituire un certo condensatore con un altro condensatore, devo soddisfare sia la capacità che la tensione di tenuta? A volte, è difficile trovare il meglio di entrambi i mondi. È possibile rinunciare a uno di loro in questo momento?
La gamma del condensatore di filtro è troppo ampia, ecco un breve discorso sul condensatore di bypass di potenza (disaccoppiamento).
La scelta del condensatore di filtro dipende dal fatto che venga utilizzato nell'alimentatore locale o nell'alimentatore globale. Per l'alimentazione locale, deve svolgere il ruolo di alimentazione transitoria. Perché aggiungere condensatori per fornire energia? È perché la richiesta di corrente del dispositivo cambia rapidamente con la richiesta di guida (come il controller DDR), e nella discussione nell'intervallo di alta frequenza, devono essere considerati i parametri di distribuzione del circuito. A causa dell'esistenza dell'induttanza distribuita, viene impedito il drastico cambiamento della corrente e viene ridotta la tensione sul pin di alimentazione del chip, ovvero si forma il rumore. Inoltre, l'alimentatore di retroazione di corrente ha un tempo di reazione, ovvero non effettuerà regolazioni fino a quando non si verifica la fluttuazione di tensione per un periodo di tempo (di solito livello ms o us). Per l'attuale variazione della domanda del livello ns, questo tipo di ritardo costituisce anche il rumore effettivo. Pertanto, il ruolo del condensatore è quello di fornire un percorso a bassa reattanza induttiva (impedenza) per soddisfare i rapidi cambiamenti della domanda di corrente.
Sulla base della teoria di cui sopra, il calcolo della capacità dovrebbe essere calcolato in base all'energia che il condensatore può fornire per la variazione di corrente. Quando si sceglie il tipo di condensatore, è necessario considerare la sua induttanza parassita, ovvero l'induttanza parassita dovrebbe essere inferiore all'induttanza distribuita del percorso di alimentazione.
La discussione dei problemi deve partire dall'essenza. Prima di tutto, probabilmente sai che i condensatori sono isolanti CC, mentre gli induttori sono l'opposto. Tutti si basano su principi di base. In questo momento, il condensatore ha le due funzioni più comuni. Uno è isolare la corrente continua tra i poli. Alcune persone lo chiamano anche un condensatore di accoppiamento perché isola la corrente continua, ma deve far passare i segnali CA. Il percorso DC è limitato tra più stadi, il che può semplificare il calcolo molto complicato del punto operativo, e il secondo è il filtraggio. Fondamentalmente questi due. Come accoppiamento, il valore del condensatore non è strettamente richiesto, purché la sua impedenza non sia troppo grande, in modo che l'attenuazione del segnale sia troppo grande.
Ma per quest'ultimo, va considerato dal punto di vista del filtro. Ad esempio, il filtraggio dell'alimentatore all'estremità di ingresso richiede il filtraggio del rumore a bassa frequenza (come la frequenza di alimentazione) e del rumore ad alta frequenza, quindi deve essere utilizzato contemporaneamente. Grandi condensatori e piccoli condensatori. Alcune persone diranno, con un grande condensatore, perché ne hai bisogno di uno piccolo? Questo perché la grande capacità, la grande induttanza dovuta alla grande piastra e all'estremità del perno, non funziona per le alte frequenze. I piccoli condensatori sono esattamente l'opposto. La dimensione può essere utilizzata per determinare la capacità. Per quanto riguarda la tensione di tenuta, deve essere sempre soddisfatta, altrimenti esploderà. Anche per i condensatori non elettrolitici, a volte non esplode e anche le sue prestazioni sono ridotte. È troppo di cui parlare, parliamone prima. Sono tutte funzioni di filtro. Il condensatore elettrolitico in alluminio ha una capacità relativamente grande e viene utilizzato principalmente per eliminare le interferenze a bassa frequenza. La capacità è di circa 1mA di corrente corrispondente a 2~3μf, se il requisito è troppo elevato, 1mA può corrispondere a 5~6μf. I condensatori non polari vengono utilizzati per filtrare i segnali ad alta frequenza. Il più delle volte viene utilizzato da solo, viene utilizzato per rimuovere la radice di loto. A volte può essere utilizzato in parallelo con condensatori elettrolitici. Le caratteristiche ad alta frequenza dei condensatori ceramici sono migliori, ma a una certa frequenza (circa 6 MHz, non ricordo bene), la capacità diminuisce rapidamente.
Il ruolo dei condensatori elettrolitici e le precauzioni d'uso
1. Il ruolo dei condensatori elettrolitici nei circuiti
1. Effetto filtrante. Nel circuito di alimentazione, il circuito del raddrizzatore trasforma l'AC in una CC pulsante e un condensatore elettrolitico di grande capacità viene collegato dopo il circuito del raddrizzatore e la tensione CC pulsante rettificata diventa una tensione CC relativamente stabile. In pratica, per evitare che la tensione di alimentazione di ciascuna parte del circuito cambi a causa di variazioni di carico, condensatori elettrolitici da decine a centinaia di microfarad sono generalmente collegati all'estremità di uscita dell'alimentatore e all'estremità di ingresso dell'alimentazione del carico. Poiché i condensatori elettrolitici di grande capacità hanno generalmente una certa induttanza e non possono filtrare efficacemente i segnali di interferenza ad alta frequenza e impulsi, un condensatore con una capacità di 0.001--0.lpF è collegato in parallelo a entrambe le estremità per filtrare i segnali ad alta frequenza. e l'interferenza del polso.
2. Effetto di accoppiamento: nel processo di trasmissione e amplificazione di segnali a bassa frequenza, al fine di evitare che i punti operativi statici dei circuiti anteriore e posteriore si influenzino a vicenda, viene spesso utilizzato l'accoppiamento capacitivo. Per evitare un'eccessiva perdita di componenti a bassa frequenza nel segnale, vengono generalmente utilizzati condensatori elettrolitici con capacità maggiore.
In secondo luogo, il metodo di giudizio del condensatore elettrolitico
I guasti comuni dei condensatori elettrolitici includono la riduzione della capacità, la scomparsa della capacità, il cortocircuito e le perdite. La variazione di capacità è causata dal graduale essiccamento dell'elettrolita all'interno del condensatore elettrolitico durante l'uso o il posizionamento, mentre generalmente si aggiungono guasti e perdite. La tensione è troppo alta o la qualità stessa non è buona. Il giudizio sulla qualità del condensatore di alimentazione è generalmente misurato dal file di resistenza del multimetro. Il metodo specifico è: cortocircuitare i due pin del condensatore per scaricarsi e utilizzare il puntale nero del multimetro per collegare l'elettrodo positivo del condensatore elettrolitico. Il puntale rosso è collegato al polo negativo (per un multimetro analogico, il puntale è intermodulato durante la misurazione con un multimetro digitale). Normalmente, l'ago del test dovrebbe oscillare nella direzione di una piccola resistenza, quindi tornare gradualmente all'infinito. Maggiore è l'oscillazione dell'ago o minore è la velocità di ritorno, maggiore è la capacità del condensatore e viceversa, minore è la capacità del condensatore. Se il puntatore non cambia da qualche parte nel mezzo, significa che il condensatore perde. Se il valore di indicazione della resistenza è piccolo o zero, significa che il condensatore è stato rotto e cortocircuitato. Poiché la tensione della batteria utilizzata dal multimetro è generalmente molto bassa, è più accurato misurare il condensatore con bassa tensione di tenuta. Quando la tensione di tenuta del condensatore è elevata, sebbene la misurazione sia normale, potrebbero verificarsi perdite o urti quando viene aggiunta alta tensione. fenomeno di usura.
3. Precauzioni per l'uso di condensatori elettrolitici
1. Poiché i condensatori elettrolitici hanno polarità positiva e negativa, non possono essere collegati capovolti quando utilizzati nei circuiti. Nel circuito di alimentazione, il polo positivo del condensatore elettrolitico è collegato al terminale di uscita dell'alimentatore quando viene emessa la tensione positiva e il polo negativo è collegato a terra; quando viene emessa la tensione negativa, il polo negativo è collegato al terminale di uscita e il polo positivo è collegato a terra. Quando la polarità del condensatore del filtro nel circuito di alimentazione viene invertita, l'effetto filtrante del condensatore viene notevolmente ridotto, da un lato, la tensione di uscita dell'alimentatore fluttua e, dall'altro, il condensatore elettrolitico, che è equivalente a un resistore, si riscalda a causa dell'alimentazione inversa. Quando la tensione inversa supera un certo valore, la resistenza di dispersione inversa del condensatore diventerà molto piccola, in modo che il condensatore scoppi e si danneggi a causa del surriscaldamento per un breve periodo dopo l'accensione.
2. La tensione applicata a entrambe le estremità del condensatore elettrolitico non può superare la sua tensione di lavoro consentita. Quando si progetta il circuito vero e proprio, è necessario riservare un certo margine in base alla situazione specifica. Quando si progetta il condensatore di filtro dell'alimentatore regolato, se la tensione di alimentazione CA è 220~ La tensione raddrizzata del secondario del trasformatore può raggiungere i 22V. In questo momento, il condensatore elettrolitico con una tensione di tenuta di 25 V può generalmente soddisfare i requisiti. Tuttavia, se la tensione di alimentazione CA oscilla notevolmente e può superare i 250 V, è meglio scegliere un condensatore elettrolitico con una tensione di tenuta superiore a 30 V.
3. I condensatori elettrolitici non devono essere vicini agli elementi riscaldanti ad alta potenza nel circuito per evitare che l'elettrolita si secchi rapidamente a causa del riscaldamento.
4. Per il filtraggio di segnali con polarità positiva e negativa, è possibile collegare in serie due condensatori elettrolitici con la stessa polarità di un condensatore non polare.
Come utilizzare un multimetro per misurare la capacità?
Utilizzare il multimetro a puntatore per misurare la capacità. Vedere l'immagine allegata: il multimetro a puntatore può essere utilizzato per rilevare la capacità. La base è che la barriera elettrica del multimetro è equivalente a un alimentatore CC con resistenza interna e la capacità può essere caricata. Con il passare del tempo, la tensione ai capi del condensatore aumenta gradualmente. La corrente di carica diminuisce gradualmente fino a raggiungere lo zero. Passi
1. Scegli l'ingranaggio appropriato per il blocco elettrico. Generalmente, se la capacità è inferiore a 0.01uF, scegli x10k gear; circa 1-10uF, scegli la marcia X1k; sopra 47uF, scegli marcia x100 o marcia x10.
2. Per ogni test, cortocircuitare il condensatore con un filo, quindi eseguire il test successivo dopo la scarica.
3. I condensatori elettrolitici hanno polarità e l'elettrodo positivo ha un potenziale maggiore rispetto all'elettrodo negativo durante l'uso. Poiché il puntale nero è collegato all'elettrodo positivo della batteria dell'orologio, il puntale nero è collegato all'elettrodo positivo del condensatore elettrolitico e il puntale rosso è collegato all'elettrodo negativo del condensatore. Una buona prestazione di capacità è che il puntatore devia verso il basso durante il rilevamento, quindi ritorna gradualmente alla posizione zero meccanico (ovvero, la resistenza è infinita).
La deflessione del puntatore è correlata alla capacità elettrica e alla barriera elettrica, e maggiore è la capacità, maggiore è la deflessione. In pratica, fai attenzione alle regole e accumula dati. Il metodo di regolazione dello zero meccanico della testina del misuratore consiste nell'utilizzare un cacciavite piatto per allineare la tacca di regolazione dello zero meccanico sulla testina del misuratore quando la penna del misuratore non è né in corto né per misurare alcun dispositivo e ruotare a sinistra e a destra per rendere il misuratore puntatore punta a zero. La prestazione del condensatore che ha perso la sua capacità è che il puntatore di rilevamento non viene deviato e non deve essere scaricato. La prestazione del condensatore che perde parte della capacità è che, rispetto al condensatore standard, la deflessione del puntatore non è a posto. Può essere giudicato dall'esperienza o facendo riferimento al condensatore standard della stessa capacità e in base all'ampiezza massima dell'oscillazione del puntatore.
Il condensatore di riferimento non deve avere lo stesso valore di tensione di tenuta, purché la capacità sia la stessa. Ad esempio, per stimare un condensatore da 100uF/250V, è possibile utilizzare prima un condensatore da 100uF/25V come riferimento, purché l'ampiezza massima dell'oscillazione del puntatore sia la stessa, si può concludere che la capacità è la stessa. La prestazione della capacità di dispersione è che il puntatore non può tornare alla posizione zero meccanica (ovvero, la resistenza è infinita). Va notato che c'è una perdita di condensatori elettrolitici più grandi o più piccoli, la perdita di bassa tensione di tenuta è grande e la perdita di alta tensione di tenuta è piccola; usa x10k per misurare la perdita e usa il blocco sotto xlk per misurare la perdita per determinare se il condensatore perde.
Per i condensatori superiori a 1000uF, puoi utilizzare prima il blocco Rxl0 per caricarlo rapidamente e stimare inizialmente la capacità del condensatore, quindi passare al blocco Rxlk per continuare la misurazione per un po'. In questo momento, il puntatore non dovrebbe tornare indietro, ma dovrebbe fermarsi all'infinito o molto vicino, altrimenti potrebbero esserci delle perdite. Per alcuni condensatori inferiori a decine di microfarad, dopo che il blocco Rxlk è completamente carico, utilizzare il blocco Rx10k per continuare la misurazione e l'ago dovrebbe fermarsi all'infinito e non tornare indietro. Fatta eccezione per i condensatori elettrolitici, la tensione di tenuta dei condensatori ceramici, poliestere, carta metallizzata e monolitici è superiore a 40V. Prova con un multimetro, indipendentemente dal blocco, un buon condensatore non dovrebbe perdere. Per misurare condensatori di piccola capacità con un multimetro, è possibile utilizzare l'effetto di amplificazione dei triodi NPN in silicio a bassa potenza e il metodo è mostrato nella Figura 1 (f). Utilizzare il resistore Rxlk per bloccare, il puntale nero è collegato al collettore, il puntale rosso è collegato all'emettitore, toccare il piccolo condensatore al collettore e il puntatore deve essere deviato. Il principio è che quando il condensatore è carico, la corrente di carica inietta la corrente di base nella base e questa corrente viene amplificata dal triodo e la deflessione del puntatore è più evidente.
