Конденсатор к78 17 характеристики: К78-17 конденсатор >> от производителя недорого купить

Основные перспективные направления деятельности ОАО СКЗ на рынке пленочных и оксидных конденсаторов — Компоненты и технологии

ОАО «СКЗ» основан в 1965 году, расположен в одном из самых густонаселенных и промышленно развитых регионов России — Тульской области — и является одним из крупнейших предприятий по производству конденсаторов. В настоящее время ОАО «СКЗ» выпускает широкий ассортимент пленочных и оксидных конденсаторов около 4000 типономиналов.

Предприятие является единственным производителем прецизионных (с отклонением ±0,5% от номинальной емкости) полистирольных конденсаторов К71-7, неполярных пусковых конденсаторов К50-19, защитных конденсаторов КЗ.

ОАО «СКЗ» постоянно разрабатывает и внедряет в производство новые типы изделий.

Весьма перспективным направлением в деятельности предприятия является разработка и выпуск моторных конденсаторов серии К78-17. Моторные конденсаторы предназначены для соединения с обмотками асинхронных электродвигателей, питающихся от однофазной сети частотой 50-60 Гц или для перевода трехфазных двигателей на питание от однофазной сети.

По использованию в составе электродвигателей различают 2 типа конденсаторов: рабочий и пусковой. Напряжение сети подводят к началам двух фаз. К началу третьей фазы и одному из зажимов сети присоединяют рабочий конденсатор и отключаемый (пусковой). Эти конденсаторы являются фазосдвигающими элементами.

Рабочий конденсатор подключают последовательно (рис. 1) со вспомогательной обмоткой для создания кругового магнитного поля, необходимого для работы электродвигателя.

Рис. 1. Схема подключения

Пусковой конденсатор подключают параллельно рабочему (рис. 2) для поддержания опережающего по фазе тока на вспомогательной обмотке двигателя. Он позволяет получить магнитное поле, необходимое для повышения пускового момента электродвигателя при запуске и отключается в рабочем режиме.

Рис. 2. Схема подключения

Для включения трехфазного двигателя в однофазную сеть обмотки статора могут быть соединены в «звезду» (рис. 3) или «треугольник» (рис. 4).

Рис. 3. Схема соединения «Звезда»

Рис. 4. Схема соединения «Треугольник»

При этих вариантах подключения пусковая емкость конденсатора С_п = С_р + С_о, где С_р — рабочая емкость, С_о — отключаемая емкость.

После пуска двигателя и отключения пускового конденсатора рабочая емкость конденсатора двигателя на частоте 50 Гц определяют по формуле С_р = К×J_ф/U_сети, где С_р — рабочая емкость при номинальной нагрузке (мкФ), К — коэффициент, зависящий от вида соединения обмоток, J_ф — номинальный фазный ток электродвигателя (А), U_сети — напряжение однофазной сети (В).

Для схемы соединения «звезда» К = 2800.

Для схемы соединения «треугольник» К = 4800.

При определении пусковой емкости (С_п) исходят из пускового момента, близкого к номинальному: достаточно иметь пусковую емкость, определяемую соотношением С_п = (2,5–3)С_р.

По номинальному напряжению выбор конденсатора производят по соотношению U_к = 1,15U, где U_к — напряжение на конденсаторе; U — напряжение в сети.

Все пусковые конденсаторы в целях безопасности должны использоваться с разрядными резисторами. Величина разрядного резистора выбирается такой, чтобы по истечении 50 секунд после отключения полностью снять остаточное напряжение в конденсаторе.

Разработана серия К73-17 конденсаторов, у которых резистор расположен внутри, что упрощает монтаж. В случае, когда конденсатор используется последовательно включенным со вспомогательной обмоткой электродвигателя, напряжение на клеммах конденсатора при рабочей скорости может быть значительно выше напряжения сети.

При выборе типа конденсатора необходимо учитывать, что если он смонтирован непосредственно в физическом контакте с электродвигателем, то будет подвергаться воздействию повышенной температуры и вибрации как от самого электродвигателя, так и от других пассивных элементов различного рода устройств.

В процессе работы моторных конденсаторов происходят различного рода сложнейшие коммутационные процессы, в результате которых возникают скачкообразные изменения напряжения на клеммах конденсатора.

К примеру, если в неразветвленную цепь с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью подать синусоидальное напряжение, то в ней установится синусоидальный ток I. Действующие значения напряжений на составляющих элементах цепи будут Uа = I×r; U_L = I×w×L= I×x_L; U_C = I×1/w×C = I×x_C, где r — активное сопротивление цепи; x_L — индуктивное сопротивление цепи; х_С — емкостное сопротивление цепи.

Векторная диаграмма цепи для частного случая, когда x_L > x_C, представлена на рис. 5.

<img src=»https://kit-e.ru/wp-content/uploads/18p5-1.png» alt=»Векторная диаграмма цепи для частного случая, когда x_L > x_C» title=»» width=»264″ height=»170″>

Рис. 5. Векторная диаграмма цепи для частного случая, когда x_L > x_C

Так как r, L и С соединены последовательно, то напряжение на зажимах цепи в любой момент времени равно сумме трех слагающих: U = Uа + U_L + U_C.

Напряжение на индуктивности и напряжение на емкости сдвинуты по фазе на 1/2 периода, поэтому они частично или полностью компенсируют друг друга.

Таким образом, напряжение цепи, с одной стороны, определяется величиной Uа, а с другой — разностью U_L – U_C.

При этом, очевидно, возможен случай, когда слагающие напряжения U_L и U_C могут быть больше напряжения цепи. Это обстоятельство может иметь недопустимые последствия — повреждение изоляции отдельных элементов цепи. В связи с этим рекомендуется номинальное напряжение конденсатора выбирать таким, чтобы оно не превышалось в процессе работы изделия более чем на 10%.

Подбирая необходимую емкость и рабочее напряжение, нужно учитывать фактор резонанса, то есть когда вспомогательная обмотка электродвигателя и конденсатор находятся в околорезонансной точке. В этом случае происходит повышение напряжения на клеммах изделия.

Как показывает практика, на каждые 100 Вт мощности электродвигателя требуется 6–7 мкФ емкости конденсатора. Серийно конденсаторы К78-17 выпускаются со шкалой емкости от 0,7 до 100 мкФ.

В случае, если не удается подобрать емкость в одном корпусе, применяется параллельное соединение конденсаторов, при этом С_общ = С_с + С₂ + С₃ …. С_н.

При правильно подобранном конденсаторе мощность трехфазного двигателя, включенного в однофазную сеть, не должна уменьшаться более чем на 30%.

Конденсаторы К78-17 применяются также в светотехнике для корректировки коэффициента мощности электромагнитных дросселей газоразрядных ламп и трансформаторов в электрических сетях частотой 50–60 Гц. Для этой цели разработаны и успешно применяются конденсаторы К78-17 вариантов Г, Н-2 и др.

Принцип работы газоразрядных ламп основан на поддержании электропреобразователем дуги, которая заставляет светиться инертный газ.

Данный тип нагрузки имеет большую индуктивность, в результате чего происходит повышенное потребление тока. Для снижения потребления тока, а также для повышения коэффициента мощности осветительной аппаратуры в схеме контура необходимо применить конденсатор. Использование конденсатора позволяет повысить коэффициент мощности до значения cos φ = 0,9.

Существует несколько типов компенсации газоразрядных ламп:

1. Подключение конденсатора параллельно сети питания (рис. 6). Данный тип подключения является наиболее часто используемым производителями светотехники.

Рис. 6. Подключение конденсатора параллельно сети питания

2. Подключение конденсатора последовательно сети питания (рис. 7). Преимущество этого варианта подключения — отсутствие эффекта мерцания света. Но при последовательном соединении конденсатор подвергается высокой нагрузке вследствие резонанса, возникающего между дросселем и конденсатором. Для такого вида компенсации используют конденсаторы с номинальным напряжением 450 В.

Рис. 7. Подключение конденсатора последовательно сети питания

В последнее время резко возрос спрос на конденсаторы со степенью защиты Р-2, которые имеют конструкцию, обеспечивающую размыкание электрической цепи при отказе и защиту от возгорания и взрыва.

Такой тип конденсатора серии К78-17 (вариант «к» Р-2) разработан на ОАО «СКЗ», успешно прошел испытания и сертифицирован в НИИ «Электронстандарт». При его изготовлении используются пожаробезопасные экологичные компаунды, пластики, соответствующие классу пожаробезопасности V_о Европейского стандарта UL94.

ОАО «СКЗ» — единственный в России поставщик конденсаторов с такой степенью защиты.

Конденсаторы К78-17 изготавливаются в пластиковом и металлическом корпусе с различными видами крепления и выводных контактов в виде одинарных и двойных фастонов, гибких проволочных выводов различной длины и типов в зависимости от требований потребителей.

Высокие требования, предъявляемые к моторным конденсаторам, обеспечиваются надежной конструкцией конденсатора, которая предусматривает применение самых современных материалов и технологий.

Конденсаторы разработаны на основе металлизированных полипропиленовых пленок, обладающих наиболее низкими диэлектрическими потерями.

При работе конденсаторов на высоких напряжениях и в импульсных режимах может происходить разрушение тонкого металлизированного покрытия из-за прохождения больших токов в зоне контактного узла, имеющего высокое переходное сопротивление.

Эта проблема решена в производстве конденсаторов К78-17 использованием полипропиленовой пленки с двухслойной металлизацией алюминием и цинком с усиленной кромкой рис. 8.

Рис. 8. Схема металлизации

Металлизация пленки осуществляется на оборудовании производства LEYBOLD HERAUS (Германия) методом вакуумного напыления. Глубокий вакуум (до 10^–6 мм рт. ст.) и модульная конструкция алюминиево-цинкового испарителя позволяет получать структуру напыления металлизированного слоя высокого качества. Толщина покрытия (проводимость пленки) поддерживается и контролируется в течение всего процесса металлизации. Намотка секций производится на высокопроизводительном оборудовании фирмы METAR, которое обеспечивает нужный класс точности и стабильность емкости.

Для изготовления конденсаторов используются технологические материалы лучших европейских фирм: полипропиленовая пленка типа TERFILM EC, эпоксидный компаунд фирм HENKEL Vagnone, цинковая проволока фирмы CRILLО.

Превосходная гибкость модульного технологического оборудования позволяет в кратчайшие сроки реагировать на требования потребителей, модернизацию конструкции или создание новых вариантов исполнения.

При производстве каждого вида конденсаторов ОАО «СКЗ» использует все знания, 40-летний опыт и опыт зарубежных фирм.

Конденсаторы К78-17 имеют улучшенные электрические и удельные характеристики, высокую надежность, обладают уникальными свойствами самовосстановления, что обеспечивает стабильную работу оборудования, в котором они применяются.

Близится к завершению разработка помехоподавляющего индуктивно-емкостного фильтра типа LC. Он предназначен для эффективного подавления радиопомех в бытовой технике, в частности в современных стиральных машинах. Конструкция фильтра позволяет обеспечить помехоподавление в широком диапазоне частот и соответствует европейским стандартам.

Рис. 9. Электрическая схема фильтра LC

Учитывая то, что частично устаревшие проходные помехоподавляющие конденсаторы типа КБП, используемые в изделиях военной техники, сняты с производства, возникла необходимость в разработке нового конденсатора с током до 160 А.

Имея уникальный опыт по производству такого типа конденсаторов, предприятие приступило к разработке изделия К73-65 на основе металлизированной лавсановой пленки.

В условиях всеобщего спада производства СКЗ сумел сохранить свой производственный и технический потенциал, что позволило ему войти в десятку лучших предприятий электронной промышленности.

Конденсаторы К78-34 производства «Кузнецкий завод конденсаторов»

Обзор аудио-конденсаторов от Homblehomemadehifi

Зарубежный ресурс humblehomemadehifi.com сделал сравнительный обзор аудио-конденсаторов, среди которых присутствуют конденсаторы К78-34 производства ООО «Кузнецкий завод конденсаторов». Предлагаем вам ознакомиться с мнением независимого ресурса о звучании отечественных конденсаторов, которые начинают выходить на мировую арену.

Звук: К78-34 – это полновесный, немного тепловато звучащий конденсатор с мягкими верхами. Тональный баланс слегка сдвинут в сторону верхнего регистра, что не дает такой исключительной детальности как, например, у Mundorf, но в то же время придает звуку этакий задушевный характер, который не утомляет при длительном прослушивании. Деликатные верха дают спокойную и натуральную (хотя и чуть темноватую) музыкальную картину.

Я сравнил К78-34 с абсолютно линейным (и гораздо более дорогим) конденсатором Duelund RS-Cu. В прямом сравнении последний звучал более открыто на верхах и в целом более сбалансированно.

Спускаясь из заоблачных высот на землю, то есть сравнивая К78-34 со стандартными полипропиленовыми конденсаторами, такими как Intertechnik Audyn Q4 и Solen Fast Cap PB-MKP-FC, вы заметите насколько полновесную и богатую музыкальную картину имеет К78-34. Он может быть слегка мутноватым при воспроизведении сложных оркестровых программ или хорового пения. Я думаю, что причина в слегка темноватом характере звука конденсатора.

Конденсатор располагает сцену чуть впереди акустических систем, что опять-таки придает душевности общей музыкальной картине. В то время как различные модели Мундорфов имеют тенденцию к отодвиганию сцены немного на задний план.

Тот факт, что К78-34 имеет прибранные верха может быть порой очень кстати. Например, если ваша система сама по себе уже яркая, звонкая. В этом случае К78-34 должен отлично сбалансировать ее.

english version

Конденсатор К10-17-1А-М47-33 пф +-5%

Справочник количества содержания ценных металлов в конденсаторе К10-17-1А-М47-33 пф +-5% согласно справочно технической информации и паспортов-формуляров на изделие. Указан масса драгоценных металлов в граммах (Золото, серебро, платина, палладий и другие) на единицу изделия.

Содержание драгоценных металлов в конденсаторе К10-17-1А-М47-33 пф +-5%

Золото: 0 грамм.
Серебро: 0,0069 грамм.
Платина: 0 грамм.
Палладий: 0 грамм.

Источник информации: .

Конденсатор — это устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Фото К10-17-1А-М47-33 пф +-5%:

Конденсатор виды

О комплектующем изделии — Конденсатор
Поведение конденсатора в цепи электрического тока можно рассмотреть на очень простых практических примерах. Как заряжается конденсатор. При замыкании цепи пойдет ток заряда, а именно, с левой обкладки конденсатора часть электронов уйдет в правую, а из соединительного проводника правая обкладка пополнится равным количеством тех же электронов.

Обе обкладки будут заряжены разноименными зарядами одинаковой величины, и между ними в диэлектрике будет присутствовать электрическое поле. Конденсатор заряжается до такого напряжения, которое приложено к нему источником питания. При разряде конденсатора избыток электронов с правой обкладки уйдет в проводник, а из проводника на левую обкладку войдет недостающее количество электронов, что означает полный разряд конденсатора.

Теперь о сопротивлении конденсатора. При замыкании электрической цепи, конденсатор начинает заряжаться, вследствие чего, он становится источником тока, напряжения и ЭДС. ЭДС конденсатора направлена против заряжающего его источника питания. Емкостным сопротивлением называют противодействие ЭДС заряжаемого конденсатора заряду этого конденсатора.

Почему постоянный ток не проходит через конденсатор? Используем источник постоянного тока и лампу накаливания. Включим цепь, лампа кратковременно вспыхнула, и погасла. Это значит, что конденсатор зарядился до напряжения источника питания, и ток в цепи прекратился. Теперь используем цепь переменного тока, используя обмотку трансформатора.

В цепи переменного тока заряд конденсатора длится четверть периода. После достижения амплитудного значения, напряжение между обкладками уменьшается, в последующую четверть периода конденсатор разряжается.

Далее, он вновь заряжается, но полярность изменяется на противоположную. Процесс заряда и разряда чередуется с периодом, равным периоду колебаний приложенного переменного напряжения. Лампа горит постоянно.

Конденсатор — видео.

Характеристики конденсатора К10-17-1А-М47-33 пф +-5%:

Конденсатор — двухполюсник с определённым или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Конденсатор является пассивным электронным компонентом. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Купить или продать а также цены на конденсаторы К10-17-1А-М47-33 пф +-5%:

Оставьте отзыв о К10-17-1А-М47-33 пф +-5%:

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC | Руководство по решению

Руководства по решениям

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC Обзор

В электронных устройствах используются несколько конденсаторов. Алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы используются в приложениях, где требуется большая емкость, но миниатюризировать и уменьшить профиль этих продуктов сложно, и они имеют значительные проблемы с самонагревом из-за токов пульсаций.

Однако, благодаря достижениям в области большой емкости MLCC в последние годы, стало возможным заменить различные типы конденсаторов, используемые в цепях питания, на MLCC.

Переход на MLCC обеспечивает различные преимущества, такие как небольшой размер благодаря миниатюрному и низкопрофильному форм-фактору, контроль пульсации, повышенная надежность и длительный срок службы. Однако функция MLCC с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) может иметь неблагоприятные последствия, которые могут привести к аномальным колебаниям и антирезонансу, поэтому требуется осторожность.

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

Почему электролитические конденсаторы сейчас заменяются на MLCC?

возможна сегодня из-за большой емкости MLCC

Рисунок 1: Полоса частот, используемая различными конденсаторами, и диапазон емкости

Наряду с растущей высокой степенью интеграции первичных компонентов LSI и IC в электронных устройствах, наблюдается тенденция к низкому напряжению в источниках питания, которые питают эти компоненты.Кроме того, потребление энергии также увеличилось с развитием многофункциональности, и тенденция к использованию сильноточного тока сохраняется. Чтобы поддержать тенденцию к низкому напряжению и сильному току, источники питания электронных устройств перешли с преобразователей промежуточной шины на распределенные системы питания, в которых несколько миниатюрных преобразователей постоянного тока в постоянный (преобразователи POL) размещаются рядом с нагрузками LSI и IC.

В преобразователе POL несколько конденсаторов подключены снаружи.Раньше алюминиевые и танталовые конденсаторы использовались, в частности, из-за необходимости большой емкости выходных сглаживающих конденсаторов.
Однако, сложность миниатюризации этих электролитических конденсаторов является препятствием для уменьшения площади схемы. Кроме того, они обладают значительными проблемами с самонагревом из-за пульсаций тока.

MLCC, используемые во многих электронных устройствах, представляют собой конденсаторы с превосходными характеристиками, но их емкость сравнительно мала, и они используются в основном в фильтрах и высокочастотных цепях.Однако в с достижениями в технологии утонения и многослойности диэлектрических материалов MLCC в последние годы были разработаны MLCC с большой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ, что позволяет заменять электролитические конденсаторы.

Меры предосторожности при использовании различных конденсаторов

Основные характеристики и меры предосторожности при использовании MLCC, алюминиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов указаны ниже.Важно понимать эти меры предосторожности при использовании, а также достоинства и недостатки этих конденсаторов при их замене на MLCC.
Хотя MLCC большой емкости позволяют заменять электролитические конденсаторы, важно отметить их недостаток, который заключается в большой скорости изменения емкости из-за температуры и смещения постоянного тока. Кроме того, слишком низкое значение ESR имеет неблагоприятные последствия и может привести к аномальным колебаниям в цепях питания.
»Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора для преобразователя постоянного тока в постоянный?
»Вопрос: Какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

Электролитические конденсаторы большой емкости, которые имеют тенденцию к короткому сроку службы из-за значительного самонагрева

Рисунок 2: Сравнительный пример самонагрева конденсатора из-за пульсации токов
(частота: 100 кГц)

ESR конденсатора изменяется в зависимости от частоты.
Если ESR конденсатора настроен на определенную частоту как «R», а ток пульсации установлен как «I», «RI ² » становится тепловыми потерями мощности, и конденсатор самонагревается.

В то время как большая емкость достигается с помощью электролитического конденсатора, из-за пульсаций тока и высокого ESR , который является слабым местом электролитических конденсаторов, выделяется значительное количество тепла.

Верхний предел тока пульсаций, который допускает конденсатор, называется «допустимым током пульсаций».Срок службы конденсатора уменьшится, когда использование превысит допустимый пульсирующий ток.

Примечание: ESR и токи пульсации

Рисунок 3: ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)

Идеальный конденсатор должен обладать только емкостными свойствами, но на самом деле он также содержит компоненты резистора и индуктивности из-за электродов. Компонент резистора, не показанный в идеальном конденсаторе, называется «ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)», а компонент индуктивности называется «ESL (эквивалентная последовательная индуктивность)».

Рисунок 4: Пульсации токов

DC (постоянный ток) — это когда ток течет в одном направлении, но в источниках питания постоянного тока в дополнение к постоянному току присутствуют различные наложенные друг на друга компоненты переменного тока, которые добавляют к току пульсации. Например, постоянный ток, возникающий в результате выпрямления (двухполупериодного выпрямления) промышленного переменного тока, содержит пульсирующие токи пульсации с удвоенной продолжительностью цикла промышленного переменного тока.Кроме того, пульсирующий ток цикла переключения в импульсном преобразователе постоянного тока накладывается на напряжение постоянного тока. Это называется «пульсирующий ток».

Алюминиевые конденсаторы имеют срок службы 10 лет

Алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в электронных устройствах, поскольку они обладают высокой емкостью и недороги, но из-за их ограниченного срока службы необходимо соблюдать осторожность. Типичный срок службы алюминиевого электролитического конденсатора составляет десять лет. Это связано с тем, что емкость уменьшается по мере высыхания раствора электролита (потеря емкости).

Количество потерянного раствора электролита зависит от температуры и точно соответствует «уравнению Аррениуса» кинетики химической реакции. Если температура использования увеличится на 10 ° C, срок службы сократится вдвое. Если температура использования снизится на 10 ° C, то срок службы будет удвоен, поэтому это также называется правилом «10 ° C двойного». По этой причине срок службы сокращается еще больше при использовании в условиях значительного самонагрева из-за пульсаций тока.

Высыхание раствора электролита также увеличивает СОЭ. Следует отметить, что пиковое значение пульсирующего напряжения не превышает номинальное напряжение (выдерживаемое напряжение), когда пульсирующее напряжение накладывается на напряжение постоянного тока. Конденсатор, используемый в цепи питания, имеет номинальное напряжение, в три раза превышающее входное напряжение.

Рисунок 5: Диапазон номинальных напряжений различных конденсаторов

Рисунок 6: Сравнение срока службы

Пример замены MLCC: понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный

Замена выходного конденсатора в понижающем преобразователе постоянного тока

Выделение тепла конденсаторами из-за ESR и токов пульсаций является преобладающей проблемой в выходных конденсаторах цепей питания.
На рис. 7 показана принципиальная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.

Выходной конденсатор этого типа является основной целью замены электролитических конденсаторов на MLCC в преобразователях постоянного тока в качестве решения проблемы самонагрева, уменьшения занимаемого пространства и повышения надежности.

Рисунок 7: Принципиальная схема преобразователя POL
(понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)

Примечание: Принципиальная схема преобразователя POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)

На рисунке 8 показана основная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.
Основная схема преобразователя выполнена в виде ИС, а конденсатор и катушка индуктивности прикреплены снаружи к печатной плате (также существуют изделия с внутренним присоединением).
Конденсатор, который идет перед ИС, называется «входным конденсатором (Cin)», а тот, который идет после, — «выходным конденсатором (Cout)». Помимо сбора электрического заряда и сглаживания выходного напряжения, выходной конденсатор в преобразователе постоянного тока играет роль заземления и устранения составляющей пульсаций переменного тока.

Сравнение характеристик выходного конденсатора понижающего преобразователя постоянного тока

Выходные напряжения выходных конденсаторов понижающего преобразователя постоянного тока сравнивались с использованием оценочной платы следующего типа. Сравниваемые конденсаторы представляли собой типичный алюминиевый электролитический конденсатор, танталовый электролитический конденсатор, функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор и MLCC с емкостью 22 мкФ.

Рисунок 8: Сравнительная проверка выходного напряжения различных электролитических конденсаторов с MLCC (продукты 22 мкФ)

MLCC имеет небольшие токи пульсаций и небольшой самонагрев из-за низкого ESR

На основе ранее указанных условий было проведено сравнение выходного тока и выходного напряжения типичного алюминиевого электролитического конденсатора, танталового электролитического конденсатора, функционального полимерного алюминиевого электролитического конденсатора и MLCC с емкостью 22 мкФ.
ESR в порядке убывания размера: типичный алюминиевый электролитический конденсатор> танталовый электролитический конденсатор> функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор> MLCC. Пульсации напряжения, вызывающие самонагрев, имеют аналогичную картину. Функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор использует проводящий полимер в качестве электролита и является типом, разработанным для низкого ESR. По сравнению с обычным алюминиевым электролитическим конденсатором пульсации напряжения значительно меньше, но форм-фактор немного больше, а цена высокая.

Рисунок 9: Результаты тестирования выходных характеристик (продукты 22 мкФ) различных типов электролитических конденсаторов с MLCC (характеристика B)

Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для каждого из них следующие.

Рисунок 10: Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для различных конденсаторов

По мере того, как ESR конденсатора становится ниже, пульсации напряжения можно поддерживать на меньшем уровне. Как показано на графике ниже, ESR MLCC составляет около нескольких ммОм, что очень мало.По этой причине MLCC демонстрирует оптимальную производительность в качестве замены электролитического конденсатора.

Рисунок 11: Связь между ESR и пульсирующим напряжением (частота переключения 340 кГц)

Достоинства замены электролитического конденсатора в преобразователе постоянного тока на MLCC

Замена электролитического конденсатора на MLCC обеспечивает различные преимущества, такие как контроль пульсаций, а также уменьшение площади печатной платы за счет миниатюрного и низкопрофильного форм-фактора, длительного срока службы и повышения надежности.

Контроль пульсации, высокая надежность, длительный срок службы

Самонагрев из-за токов пульсаций в конденсаторах с высоким ESR сокращает срок службы конденсатора.
ESR MLCC ниже, чем у электролитического конденсатора, на двузначные числа, а длительный срок службы повышает надежность.

Рисунок 12: Контроль пульсации

Миниатюризация

Переход на миниатюрные низкопрофильные MLCC позволяет уменьшить пространство на печатной плате.

Рисунок 13: Переход с алюминиевого электролитического конденсатора на MLCC

Вопрос: можно ли контролировать пульсации напряжения, увеличивая емкость электролитического конденсатора?

ESR электролитического конденсатора немного уменьшается при увеличении емкости. Однако контролировать пульсации за счет увеличения емкости принципиально сложно. Это связано с тем, что постоянная времени увеличивается вместе с увеличением емкости.
Скорость реакции на переходное явление, такое как процесс зарядки и разрядки конденсатора, может быть выражена как индекс постоянной времени, называемый (T). В RC-цепи, состоящей из сопротивления (R) и конденсатора (C), постоянная времени становится T = RC (R выражается в омах [Ω], емкость C выражается в фарадах [F]). Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, невелико, когда постоянная времени мала, и становится больше, когда постоянная времени увеличивается.
Постоянная времени становится чрезвычайно большой при использовании электролитического конденсатора с чрезмерно большой емкостью. В преобразователе постоянного тока с многократным коротким переключением разряд не завершается в течение времени выключения, и в электролитическом конденсаторе остается заряд. В результате напряжение не снижается в достаточной степени, в форме сигнала напряжения возникают искажения, а выходной сигнал становится нестабильным, что не позволяет эффективно контролировать пульсации (рисунок 14).

Рисунок 14: Искажения формы волны алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости

нет такой проблемы из-за низкого ESR в широкой полосе частот, что позволяет лучше контролировать пульсации вместо электролитического конденсатора.

Рисунок 15: Импеданс и ESR электролитического конденсатора
и MLCC

Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора в преобразователе постоянного тока?

Низкое ESR является особенностью MLCC, но оно настолько ниже по сравнению с алюминиевым электролитическим конденсатором, что, наоборот, выходное напряжение преобразователя постоянного тока становится нестабильным и вызывает колебания.
Как показано на рисунке справа, преобразователь постоянного тока сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением, усиливает величину ошибки с помощью усилителя ошибки (усилителя ошибки) и выполняет отрицательную обратную связь для достижения постоянного и стабильного напряжения постоянного тока. . Однако отставание фазы сигнала происходит из-за индуктивности (L) и конденсатора (C) схемы сглаживания. Когда фазовая задержка приближается к 180 °, создается состояние положительной обратной связи, в результате чего она становится нестабильной и колеблется.

Рисунок 16: Цепь отрицательной обратной связи в преобразователе постоянного тока

Вопрос: какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

Существует схема платы, используемая в качестве диаграммы, чтобы определить, будет ли отрицательная обратная связь работать стабильно.Горизонтальная ось графика — частота, а вертикальная ось — усиление и фаза.
Когда фазовая задержка из-за индуктивности (L) и конденсатора (C) приближается к 180 °, возникает положительная обратная связь, и выход становится нестабильным. Однако установка усиления на 1 или меньше (0 дБ или меньше), даже когда фазовая задержка составляет 180 °, сводит сигнал и может предотвратить колебания.
Подключите конденсатор и резистор рядом с усилителем ошибки, чтобы уменьшить фазовое отставание, и отрегулируйте, чтобы устранить его. Это называется «фазовой компенсацией».Предыдущие разработки, в которых использовался алюминиевый электролитический конденсатор с высоким ESR в качестве выходного конденсатора, не имели этой проблемы. Однако у MLCC недостаточная компенсация, что вызывает аномальные колебания, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.

Рисунок 17: Схема платы (усиление и фазо-частотные характеристики)

Рисунок 18: Схема фазовой компенсации

Пример замены MLCC: разделительный конденсатор (байпасный конденсатор)

Замена разделительного конденсатора (байпасного конденсатора)

Ранее электролитические конденсаторы и MLCC подключались параллельно для развязки в аналоговой цепи, но с производством MLCC большой емкости происходит замена электролитических конденсаторов на MLCC.

В частности, большая емкость требуется для уменьшения импеданса из-за большого ESR в алюминиевом электролитическом конденсаторе. Однако MLCC не требует такой же емкости, как алюминиевый электролитический конденсатор, потому что низкий ESR является особенностью MLCC. Миниатюризация и низкий профиль MLCC также позволяют сократить пространство на печатной плате, а длительный срок службы и превосходная надежность также являются преимуществами замены.

Рисунок 19: Преобразователь POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)
, основная цепь

Примечание: развязывающий конденсатор

Когда конденсатор подключен параллельно линии питания ИС, в линии питания возникает сопротивление, которое не показано на принципиальной схеме, что может изменить напряжение источника питания и вызвать неисправность или интерференцию между цепями. .

Конденсатор подключается параллельно для управления колебаниями напряжения при зарядке и разрядке. Кроме того, поскольку конденсатор пропускает переменный ток, он устраняет или направляет пульсирующий шум на землю. Это называется «развязывающим конденсатором» (также называемым «шунтирующим конденсатором»).

Рисунок 20. Роль развязывающего конденсатора

Для использования с развязкой идеальный конденсатор должен иметь низкий импеданс в широком диапазоне частот от низкого до высокого, но в действительности частотно-импедансные характеристики конденсатора имеют V-образную кривую.

Частота на впадине V-образной формы называется «саморезонирующей частотой» (SRF), и она действует как конденсатор в области ниже SRF. По этой причине конденсаторы с различными характеристиками обычно подключаются параллельно, чтобы перекрыть широкий диапазон частот в приложениях развязки.

Рисунок 21: Роль развязывающего конденсатора

Преимущества замены электролитического конденсатора на MLCC в преобразователе постоянного тока

Вопрос: что такое антирезонансное явление, которое возникает, когда MLCC используется в качестве развязывающего конденсатора?

Низкое ESR — это особенность MLCC, но это может иметь неблагоприятные последствия даже в приложениях с развязкой.Например, несколько MLCC подключены параллельно для развязки в ИС, работающей с большим током и низким напряжением. Конденсатор функционирует как конденсатор ниже полосы частот SRF (саморезонирующая частота) и как индуктор над SRF.

По этой причине, когда SRF двух MLCC близки друг к другу, между SRF индуктором и конденсатором создается параллельный резонансный контур LC, и они легко колеблются. Это явление называется «антирезонансным».Антирезонанс создает интенсивные пики импеданса, которые ослабляют эффект удаления шума на этой частоте. Это может стать причиной нестабильности напряжения источника питания и неисправности цепи.

Рисунок 22: Параллельные соединения MLCC для развязки и антирезонансная проблема

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

В этом разделе объясняется, как выбрать оптимальный MLCC для предполагаемого применения при замене электролитического конденсатора на MLCC.Пожалуйста, используйте его, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Меры предосторожности при выборе конденсаторов на основе характеристик

Внимание! Емкость материалов с высокой диэлектрической проницаемостью будет изменяться в зависимости от приложенного напряжения

MLCC — лучший конденсатор, но у него есть и недостатки. Емкость MLCC изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Это называется «характеристикой смещения постоянного тока» при приложении постоянного напряжения. Изменения емкости (зависящие от смещения постоянного тока) редко наблюдаются при MLCC с низкой диэлектрической проницаемостью (тип 1), но появляются при MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью (тип 2).

Это вызвано внутренней поляризацией сегнетоэлектрика (BaTiO3 и т. Д.), Используемого в материале с высокой диэлектрической проницаемостью. По этой причине , пожалуйста, учитывайте диэлектрические характеристики, используемое напряжение и выдерживаемое напряжение при выборе, если он будет использоваться при подаче напряжения постоянного тока. Также существует тенденция к значительному уменьшению емкости в конденсаторах миниатюрных размеров. При выборе емкости необходимо также учитывать характеристики смещения постоянного тока.

Рисунок 23: Скорость изменения емкости
— Пример характеристики смещения постоянного тока (высокая диэлектрическая постоянная)

Рисунок 24: Влияние характеристики смещения постоянного тока (сравнение эффективной емкости при подаче напряжения 3,3 В)

Оптимальная линейка MLCC для замены электролитических конденсаторов

Нажав на различные параметры ниже существующего заменяющего конденсатора, вы можете увидеть рекомендованный продукт MLCC.
* Обратите внимание, что представленная здесь информация не гарантирует совместимость продукта.
* Пожалуйста, примите решение после тщательного тестирования совместимости продукта.

Как выбрать оптимальный MLCC для замены электролитического конденсатора (PDF)

Вы можете просмотреть рекомендованные продукты на замену, просто щелкнув.

TDK предлагает обширную линейку MLCC для достижения успеха в замене алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов. Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Краткое руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

• В последние годы производство MLCC с высокой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ сделало возможным замену танталовых и алюминиевых электролитических конденсаторов.
• Переход на MLCC в широком диапазоне потребительских и промышленных устройств развивается благодаря их высокому номинальному напряжению, превосходному контролю пульсаций, длительному сроку службы и высокой надежности.

* Слабым местом MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью является уменьшение емкости из-за температуры или приложения постоянного напряжения (температурная характеристика, характеристика смещения постоянного тока).Кроме того, функция чрезвычайно низкого ESR может вызвать аномальные колебания и возникновение антирезонанса, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.

* Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Поддержка продукта

Инструменты технической поддержки

TDK бесплатно предоставляет следующие инструменты поддержки дизайна на нашем веб-сайте. Пожалуйста, используйте их для проектирования схем и мер противодействия ЭМС.

■ TVCL: модели электронных компонентов для симуляторов схем

Это имитационные модели для воспроизведения характеристик электронных компонентов TDK в симуляторах. Предлагаются S-параметр, модель эквивалентной схемы, SPICE-модель, а также библиотеки для различных симуляторов. Мы рекомендуем модель смещения постоянного тока, которая учитывает частоту и характеристики смещения постоянного тока, для проектирования схемы источника питания.

Электрооборудование и материалы KZK White Line 2шт 3.9 мкФ, 400 В, 5% полипропиленовый конденсатор MKP, неполяризованный, для бизнеса и промышленности

MA-2420 Зарядное устройство 24 В

• Трехфазный режим зарядки
• Режим постоянного тока: когда напряжение аккумулятора ниже значения, установленного зарядным устройством, зарядное устройство будет работать в режиме постоянного тока и обеспечивать постоянный ток для аккумулятора.
• Режим постоянного напряжения: использование технологии широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления зарядным током и выходным напряжением зарядного устройства, что обеспечивает полную зарядку аккумулятора и предотвращает перезарядку.
• Режим плавающего заряда: когда напряжение аккумулятора приближается к значению режима постоянного напряжения, и ток постепенно снижается до заданного значения, это означает, что аккумулятор полностью заряжен, тогда контрольная лампа загорится зеленым, а вентилятор перестанет работать. Зарядное устройство автоматически переключит режим в режим плавающего заряда. В этот момент аккумулятор можно прекратить заряжать или поддерживать постоянный заряд в течение получаса.

Артикул: н / д

КЗК Белая линия 2шт 3.9uF 400V 5% полипропиленовый конденсатор MKP неполяризованный

Выбирайте те, которые будут привлекать внимание целую вечность и будут производить впечатление премиум-класса всякий раз, когда вы дарите их любимому человеку. ★★ Сервис: у нас есть интегрированная профессиональная команда послепродажного обслуживания для обслуживания наших клиентов, Odin Custom Socks Creative Casual Crew Носки Classics Sport Long Sock в магазине мужской одежды, эти серьги-кольца из стерлингового серебра 25 мм, Lazy Set of Foot: легко носить, легко снимать. Установка занимает несколько минут и упаковывается в удобный небольшой интегрированный мешок для всех, кто в пути. Это прекрасный подарок вашим друзьям или семье.Кесс InHouse Trebam Pacio Red Brown Digital. Женская молния Anticipate Half Zip от — незаменимый помощник, помогающий оставаться в тепле и сухости, когда вы ведете активный образ жизни на улице. На одной стороне этого магнита нанесена графика, напоминающая цифровой дисплей с надписью «Чистый», на другой — «Грязный», подходит для девочек от 0 до 24 месяцев, он подойдет к любой косилке марки с указанным центром болта, KZK White Line 2 шт. 3,9 мкФ, 400 В, 5% полипропилен, неполяризованный аудиоконденсатор MKP , Escada Sport Women 5027887 Сумка через плечо: Сумки :, Контурный декор стен для наружного применения в Европе (5 шт. В упаковке), наш широкий выбор элегантен для бесплатной доставки и бесплатного возврата .Нескользящая сетка: подошва отличается превосходным сцеплением и устойчивостью к скольжению. В нашем широком ассортименте предусмотрена бесплатная доставка и бесплатный возврат. Независимо от того, гуляете вы или бежите, С ОГРАНИЧЕННЫМИ ПРЕДЛОЖЕНИЯМИ НА ЮВЕЛИРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ С ИЮЛЕМ 2019 ГОДА ПОЛУЧИТЕ ЕГО СЕЙЧАС, ДО ПРОДАЖИ; Твердое серебро 925 пробы; Длина 13. Industries стала одним из ведущих производителей и поставщиков средств обеспечения безопасности при сварке. Независимо от названия рейтинга, купите стандартный чехол для подушки Kess InHouse Christen Treat Chieko Pink Mint, 4–131 ° F (используется для 5–6 человек). часов） на ваш выбор. KZK White Line 2pc 3.9uF 400V 5% полипропилен MKP Аудиоконденсатор неполяризованный , Носите это кольцо как обручальное. Google Home Assistant и IFTTT, Бриллиантовое обручальное кольцо из белого золота 14K (1/10 cttw. Наши заказы выполняются на заказ (вручную). Изготовлено из 100% шерстяного войлока премиум-класса, возьмите указанную ниже цену за набор и умножьте ее на количество необходимых наборов, BETSY, фисташковая печать Liberty Betsy, розовая, Для всей информации, касающейся политики доставки и возврата. Пожалуйста, поделитесь с нами следующими данными :, Этот список предназначен для распечатанной односторонней пригласительной открытки на день рождения, Этот шаблон загружается мгновенно на свой компьютер после покупки. KZK White Line 2pc 3.9uF 400V 5% полипропилен MKP Аудиоконденсатор неполяризованный , однако я стараюсь отправить товар раньше, я меняю размер всех колец бесплатно на всю жизнь. • Измерения проводились, когда предмет был разложен ровно. Мы очищаем предметы, которые в нем нуждаются. Эти доски заполнены деревом (для обеспечения безупречного обслуживания. , Royal Blue Tote Market Tote Tote Monogram Tote Tailgating, ПРИМЕЧАНИЕ: Теперь немного интересной информации обо мне :-).Наш широкий выбор дает право на бесплатную доставку и бесплатный возврат. Повернуть: изменить элемент меню, который нужно выбрать, Размеры упаковки: 1 x 1 x 1 дюйм, KZK White Line 2 шт. 3,9 мкФ 400 В 5% полипропилен MKP Аудиоконденсатор неполяризованный , Вы беспокоитесь о ржавой основе диспенсера для напитков , «Информация о продукте», Продуманная настройка низкого уровня тумана без раздражающего света позволяет вам спать спокойно и бесшумно. На этот товар распространяется Ограниченная пожизненная гарантия. НАБОР АКСЕССУАРОВ ДЛЯ ВАННЫ NO FUSS: откажитесь от всех тех аксессуаров для ванной комнаты, которые просто не подходят или больше не работают, настенный кабель длиной 3 м, сертифицированный CE, протестирован на безопасность в Великобритании, 12 В, 2 А, идеально подходит для всего 2 А и ниже, поскольку сила тока не является принудительной, 2 in 1 POWERED — Поддержка настольного вентилятора USB или питание от аккумулятора, Магазин Qchomee Женщины Девушки Зимние мультяшные перчатки Перчатки с ежиком Утолщаются грелки для рук Перчатки на полный палец Модные привлекательные вязаные наручные варежки для улицы в помещении, это 3 стиля в сумке (плечо, ЗАКРЫТАЯ СПИНКА: Закрытая спина создает ощущение безопасности вокруг стопы.Технология одноканальной печати позволяет печатать на пленке PORTRA 800 на более низких скоростях пленки PORTRA на том же канале в лаборатории, KZK White Line 2pc 3,9 мкФ 400 В 5% полипропилен MKP Аудиоконденсатор неполяризованный , Крещение в формальном платье для новорожденных девочек Платье-пачка с вышивкой и головным убором Винтажное платье для девочек в горошек Платья в стиле рокабилли с ожерельем Размер 6-12 Платья для девочек Свободное повседневное длинное платье макси с короткими рукавами и цветочным принтом для девочек. Мы вышлем вам бесплатную замену или вернем вам деньги.

Общие сведения о типах и характеристиках конденсаторов

— это устройства хранения энергии, которые необходимы как для аналоговых, так и для цифровых электронных схем. Они используются для синхронизации, для создания и формирования формы сигналов, блокировки постоянного тока и связи сигналов переменного тока, фильтрации и сглаживания, и, конечно же, для хранения энергии. В связи с широким спектром использования появилось множество типов конденсаторов с использованием различных материалов пластин, изолирующих диэлектриков и физических форм.Каждый из этих типов конденсаторов предназначен для определенного диапазона приложений. Большое разнообразие вариантов означает, что может потребоваться время, чтобы перебрать их все, чтобы найти оптимальный выбор для конструкции с точки зрения рабочих характеристик, надежности, срока службы, стабильности и стоимости.

Знание характеристик каждого типа конденсатора необходимо для того, чтобы правильно подобрать конденсатор для предполагаемого применения схемы. Эти знания должны охватывать электрические, физические и экономические характеристики конденсаторов.

В этой статье будут описаны различные типы конденсаторов, их характеристики и ключевые критерии их выбора. Примеры от Murata Electronics, KEMET, Cornell Dubilier Electronics, Panasonic Electronics Corporation и AVX Corporation будут использоваться для иллюстрации основных различий и атрибутов.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это электронное устройство, которое накапливает энергию во внутреннем электрическом поле. Это основной пассивный электронный компонент вместе с резисторами и индукторами.Все конденсаторы состоят из одной и той же базовой структуры — двух проводящих пластин, разделенных изолятором, называемым диэлектриком, который можно поляризовать с помощью электрического поля (рис. 1). Емкость пропорциональна площади пластины A и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами d.

Рисунок 1: Основной конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных непроводящим диэлектриком, который накапливает энергию в виде поляризованных областей в электрическом поле между двумя пластинами.(Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Первым конденсатором был лейденский сосуд, разработанный в 1745 году. Он представлял собой стеклянный сосуд, покрытый металлической фольгой на внутренней и внешней поверхностях, и первоначально использовался для хранения статических электрических зарядов. Бенджамин Франклин использовал один, чтобы доказать, что молния — это электричество, что стало одним из первых зарегистрированных приложений.

Емкость основного конденсатора с параллельными пластинами можно рассчитать по уравнению 1:

Уравнение 1

Где:

C — емкость в фарадах

A — площадь пластины в квадратных метрах

d — расстояние между пластинами в метрах

ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала

ε равно относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика, ε _r , умноженной на диэлектрическую проницаемость вакуума, ε ₀ .Относительная диэлектрическая проницаемость ε _r, часто называется диэлектрической проницаемостью k.

Согласно уравнению 1, емкость прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости и площади пластины и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Для увеличения емкости площадь пластин может быть увеличена, а расстояние между пластинами может быть уменьшено. Поскольку относительная диэлектрическая проницаемость вакуума равна 1, а все диэлектрики имеют относительную диэлектрическую проницаемость больше 1, введение диэлектрика также увеличит емкость конденсатора.Конденсаторы обычно называют по типу используемого диэлектрического материала (Таблица 1).

Таблица 1: Характеристики распространенных типов конденсаторов, отсортированные по диэлектрическому материалу. (Источник таблицы: Digi-Key Electronics)

Некоторые примечания к записям столбца:

• Относительная диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая проницаемость конденсатора влияет на максимальное значение емкости, достижимое для данной площади пластины и толщины диэлектрика.
• Диэлектрическая прочность — это оценка сопротивления диэлектрика пробою под напряжением в зависимости от его толщины.
• Минимально достижимая толщина диэлектрика влияет на максимальную емкость, которая может быть реализована, а также на напряжение пробоя конденсатора.

Конструкция конденсатора

доступны в различных конфигурациях физического монтажа, включая осевой, радиальный и поверхностный (рисунок 2).

Рисунок 2: Конденсаторный монтаж или типы конфигурации включают осевой, радиальный и поверхностный. В настоящее время очень широко используется поверхностный монтаж.(Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Осевая конструкция основана на чередовании слоев металлической фольги и диэлектрика или диэлектрика, металлизированного с обеих сторон, свернутого в цилиндрическую форму. Соединения с токопроводящими пластинами могут осуществляться через вставленный язычок или круглую токопроводящую заглушку.

Радиальный тип обычно состоит из чередующихся металлических и диэлектрических слоев. Слои металла перекрываются на концах. Радиальная и осевая конфигурации предназначены для сквозного монтажа.

для поверхностного монтажа также используют чередующиеся проводящие и диэлектрические слои. Металлические слои на каждом конце соединены крышкой припоя для поверхностного монтажа.

Конденсаторная схема модели

Схема конденсатора включает в себя все три пассивных элемента схемы (рисунок 3).

Рисунок 3: Модель цепи конденсатора состоит из емкостного, индуктивного и резистивного элементов. (Источник изображения: Digi-Key Electronics)

Модель цепи конденсатора состоит из последовательного резистивного элемента, представляющего омическое сопротивление проводящих элементов вместе с диэлектрическим сопротивлением.Это называется эквивалентным или эффективным последовательным сопротивлением (ESR).

Диэлектрические эффекты возникают при подаче на конденсатор сигналов переменного тока. Напряжение переменного тока вызывает изменение поляризации диэлектрика в каждом цикле, вызывая внутренний нагрев. Диэлектрический нагрев зависит от материала и измеряется как коэффициент рассеяния диэлектрика. Коэффициент рассеяния (DF) является функцией емкости конденсатора и ESR и может быть рассчитан с помощью уравнения 2:

Уравнение 2

Где:

X _C — емкостное реактивное сопротивление в Ом (Ом)

ESR — эквивалентное последовательное сопротивление (в Ом)

Коэффициент рассеяния зависит от частоты из-за емкостного реактивного сопротивления и является безразмерным, часто выражается в процентах.Более низкий коэффициент рассеяния приводит к меньшему нагреву и, следовательно, меньшим потерям.

Существует последовательный индуктивный элемент, называемый эффективной или эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL). Он представляет собой индуктивность выводов и проводящего пути. Последовательная индуктивность и емкость вызывают последовательный резонанс. Ниже последовательной резонансной частоты устройство в основном проявляет емкостное поведение, выше — устройство более индуктивно. Эта последовательная индуктивность может быть проблематичной во многих высокочастотных приложениях.Поставщики минимизируют индуктивность за счет использования многослойной конструкции, показанной в конфигурациях компонентов для радиального и поверхностного монтажа.

Параллельное сопротивление представляет собой сопротивление изоляции диэлектрика. Значения различных компонентов модели зависят от конфигурации конденсатора и материалов, выбранных для его конструкции.

Конденсаторы керамические

В этих конденсаторах используется керамический диэлектрик. Есть два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2.Класс 1 основан на параэлектрической керамике, такой как диоксид титана. Керамические конденсаторы этого класса обладают высоким уровнем стабильности, хорошим температурным коэффициентом емкости и низкими потерями. Из-за присущей им точности они используются в генераторах, фильтрах и других радиочастотных приложениях.

класса 2 используется керамический диэлектрик на основе сегнетоэлектрических материалов, таких как титанат бария. Из-за высокой диэлектрической проницаемости этих материалов керамические конденсаторы класса 2 имеют более высокую емкость на единицу объема, но имеют меньшую точность и стабильность, чем конденсаторы класса 1.Они используются для байпаса и связи, где абсолютное значение емкости не критично.

Murata Electronics представляет собой пример керамического конденсатора (рис. 4). Конденсатор класса 1100 пикофарад (пФ) имеет допуск 5%, рассчитан на 100 В и поставляется в конфигурации для поверхностного монтажа. Этот конденсатор предназначен для использования в автомобилях с температурным диапазоном от -55 ° до + 125 ° C.

Рис. 4. GCM1885C2A101JA16 — это керамический конденсатор для поверхностного монтажа класса 1, 100 пФ, допуск 5% и номинальное напряжение 100 В.(Источник изображения: Murata Electronics)

Пленочные конденсаторы

в качестве диэлектрика используется тонкая пластиковая пленка. Электропроводящие пластины могут быть выполнены либо в виде слоев фольги, либо в виде двух тонких слоев металлизации, по одному с каждой стороны пластиковой пленки. Пластик, используемый для диэлектрика, определяет характеристики конденсаторов. Пленочные конденсаторы бывают разных видов:

Полипропилен (PP): Они обладают особенно хорошей переносимостью и стабильностью с низкими значениями ESR и ESL, а также высокими характеристиками пробоя высокого напряжения.Из-за температурных ограничений диэлектрика они доступны только в виде выводов. Конденсаторы PP находят применение в схемах, где встречается высокая мощность или высокое напряжение, например, в импульсных источниках питания, схемах балласта, схемах высокочастотного разряда, а также в аудиосистемах, где их низкие ESR и ESL ценятся для обеспечения целостности сигнала.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) : Эти конденсаторы, также называемые полиэфирными или майларовыми конденсаторами, являются наиболее объемно эффективными из пленочных конденсаторов из-за их более высокой диэлектрической проницаемости.Обычно они применяются как устройства с радиальным выводом. Они используются для емкостных приложений общего назначения.

Полифениленсульфид (PPS): Эти конденсаторы производятся только в виде металлизированных пленочных устройств. Они обладают особенно хорошей температурной стабильностью и поэтому применяются в схемах, требующих хорошей стабильности частоты.

Примером пленочного конденсатора PPS является ECH-U1h201JX5 от Panasonic Electronics Corporation. Устройство на 100 пФ имеет допуск 5%, рассчитано на 50 вольт и поставляется в конфигурации для поверхностного монтажа.Он имеет диапазон рабочих температур от -55 ° до 125 ° C и предназначен для общего применения в электронике.

Полиэтиленнафталат (PEN): Как и конденсаторы PPS, они доступны только в исполнении с металлизированной пленкой. Они устойчивы к высоким температурам и доступны в конфигурации для поверхностного монтажа. Приложения сосредоточены на тех, где требуются высокие температуры и высокие напряжения.

Конденсаторы из политетрафторэтилена (ПТФЭ) или тефлона известны своей устойчивостью к высоким температурам и высокому напряжению.Выпускаются как в металлизированной, так и в фольгированной конструкции. Конденсаторы из ПТФЭ в основном находят применение, требующее воздействия высоких температур.

Конденсаторы электролитические

Электролитические конденсаторы отличаются высокими значениями емкости и высоким объемным КПД. Это достигается за счет использования жидкого электролита в качестве одной из его пластин. Алюминиевый электролитический конденсатор состоит из четырех отдельных слоев: катода из алюминиевой фольги; бумажный сепаратор, пропитанный электролитом; алюминиевый анод, который был химически обработан с образованием очень тонкого слоя оксида алюминия; и, наконец, еще один разделитель бумаги.Затем эту сборку раскатывают и помещают в герметичную металлическую банку.

Электролитические конденсаторы — это поляризованные устройства постоянного тока (DC), что означает, что приложенное напряжение должно подаваться на указанные положительные и отрицательные клеммы. Неправильное подключение электролитического конденсатора может привести к взрывному отказу, хотя в корпусах есть мембраны сброса давления для управления реакцией и сведения к минимуму возможности повреждения.

Основными преимуществами электролитического конденсатора являются высокие значения емкости, небольшие размеры и относительно низкая стоимость.Значения емкости имеют широкий диапазон допусков и относительно высокие токи утечки. Чаще всего электролитические конденсаторы используются в качестве фильтрующих конденсаторов как в линейных, так и в импульсных источниках питания (рис. 5).

Рисунок 5: Примеры электролитических конденсаторов; все они имеют емкость 10 микрофарад (мкФ). (Источник изображения: Kemet и AVX Corp.)

Если обратиться к рисунку 5 слева направо, то ESK106M063AC3FA от Kemet представляет собой алюминиевый электролитический конденсатор с радиальными выводами, 10 мкФ, 20%, 63 В.Он может работать при температуре до 85 ° C и имеет срок службы 2000 часов. Он предназначен для электролитических применений общего назначения, включая операции фильтрации, развязки и байпаса.

Альтернативой алюминиевому электролитическому конденсатору является алюминиевый полимерный конденсатор, который заменяет жидкий электролит твердым полимерным электролитом. Полимерный алюминиевый конденсатор имеет более низкое ESR, чем алюминиевый электролитический, и более длительный срок службы. Как и все электролитические конденсаторы, они поляризованы и находят применение в источниках питания в качестве фильтрующих и развязывающих конденсаторов.

Kemet A758BG106M1EDAE070 — это алюминиево-полимерный конденсатор 10 мкФ, 25 В с радиальным выводом, с более длительным сроком службы и большей стабильностью в широком диапазоне температур. Он предназначен для промышленного и коммерческого применения, такого как зарядные устройства для мобильных телефонов и медицинская электроника.

Танталовые конденсаторы — еще одна форма электролитических конденсаторов. В этом случае на танталовой фольге химически образуется слой оксида тантала. Их объемный КПД лучше, чем у алюминиевых электролитов, но максимальные уровни напряжения обычно ниже.Танталовые конденсаторы имеют более низкое ESR и более высокую термостойкость, чем алюминиевые электролиты, что означает, что они лучше выдерживают процесс пайки.

Kemet T350E106K016AT представляет собой радиальный свинцовый танталовый конденсатор на 10 мкФ, 10%, 16 В. Он предлагает преимущества небольшого размера, низкой утечки и низкого коэффициента рассеяния для приложений фильтрации, байпаса, связи по переменному току и синхронизации.

Последний тип электролитических конденсаторов — электролитический из оксида ниобия. Разработанный во время дефицита тантала, ниобиевый электролитический конденсатор заменяет тантал на ниобий и пятиокись ниобия в качестве электролита.Благодаря более высокой диэлектрической проницаемости он обеспечивает меньший размер корпуса на единицу емкости.

Примером электролита на основе оксида ниобия является NOJB106M010RWJ от AVX Corp. Это конденсатор 10 мкФ, 20%, 10 В в конфигурации для поверхностного монтажа. Как и танталовый электролит, он используется для фильтрации, байпаса и связи по переменному току.

Слюдяные конденсаторы

(в основном серебряная слюда) характеризуются жестким допуском емкости (± 1%), низким температурным коэффициентом емкости (обычно 50 ppm / ° C), исключительно низким коэффициентом рассеяния и малым изменением емкости в зависимости от приложенного напряжения.Жесткие допуски и высокая стабильность делают их подходящими для ВЧ-цепей. Слюдяной диэлектрик посеребрен с обеих сторон для обеспечения проводящих поверхностей. Слюда — стабильный минерал, который не взаимодействует с большинством обычных электронных загрязнений.

MC12FD101J-F от Cornell Dubilier Electronics представляет собой слюдяной конденсатор 100 пФ, 5%, 500 В в конфигурации для поверхностного монтажа (рис. 6). Он используется в радиочастотных приложениях, таких как МРТ, мобильные радиоприемники, усилители мощности и генераторы. Они рассчитаны на работу в диапазоне температур от -55 ° до 125 ° C.

Рис. 6. Cornell Dubilier Electronics MC12FD101J-F — слюдяной конденсатор для поверхностного монтажа, предназначенный для ВЧ приложений. (Источник изображения: Cornell Dubilier Electronics)

Заключение

Конденсаторы — важный компонент в конструкции электроники. За прошедшие годы был разработан широкий спектр типов устройств с различными характеристиками, которые делают некоторые конденсаторные технологии особенно подходящими для конкретных приложений.