Kondensaattoreita löytyy lähes kaikista elektronisista laitteista, ja ne palvelevat useita keskeisiä sovelluksia piirisuunnittelussa. Kondensaattorit tarjoavat muun muassa muun muassa suunnittelijoille joustavia suodatinvaihtoehtoja, kohinanvaimennusta, virran varastointia ja tunnistusominaisuuksia.
Tässä oppaassa tarkastellaan erilaisia kondensaattoreita elektroniikkatuotteissa ja -laitteissa.
Mihin kondensaattoreita käytetään?
Yhdessä vastusten kanssa kondensaattoreita käytetään usein taajuusselektiivisten suodattimien pääelementtinä. Saatavilla on lukuisia suodatinmalleja ja topologioita. Näitä voidaan räätälöidä taajuuden ja suorituskyvyn mukaan valitsemalla oikeat komponenttien arvot ja laatu. Suodatinmallityyppejä ovat:
- Ylipäästösuodatin
- Alipäästösuodatin
- Band Pass Filter
- Band Stop Filter
- Lovisuodatin
- Kaikki passisuodatin
- Taajuussuodatin
Bottom Line
Kondensaattorit ovat ratkaisevassa asemassa digitaalisen elektroniikan toiminnassa, sillä ne suojaavat herkkiä mikrosiruja tehosignaalin kohin alta. Tämä melu voi aiheuttaa epänormaalia käyttäytymistä. Tässä sovelluksessa käytettyjä kondensaattoreita kutsutaan erotuskondensaattoreiksi. Nämä kondensaattorit tulisi sijoittaa lähelle jokaista mikrosirua, jotta ne olisivat tehokkaita, koska piirien jäljet toimivat antenneina ja poimivat melua ympäröivästä ympäristöstä. Irrotus- ja ohituskondensaattoreita käytetään myös kaikilla piirin alueilla vähentämään sähköisen melun kokonaisvaikutusta.
Kytkentä- tai DC-estokondensaattorit
Kondensaattorit voivat siirtää vaihtovirtasignaaleja samalla kun ne estävät tasavirran, ja niitä voidaan käyttää signaalin AC- ja DC-komponenttien erottamiseen. Kondensaattorin arvon ei tarvitse olla tarkka tai tarkka kytkentää varten. Sen pitäisi kuitenkin olla korkea, koska kondensaattorin reaktanssi ohjaa suorituskykyä kytkentäsovelluksissa.
Snubber-kondensaattorit
Piirissä, joissa käytetään suuren induktanssin kuormaa, kuten moottorissa tai muuntajassa, voi esiintyä suuria transientteja tehopiikkejä, kun induktiiviseen kuormaan varastoitunut energia purkautuu äkillisesti. Tämä purkautuminen voi vahingoittaa osia ja koskettimia.
Kondensaattorin käyttö voi rajoittaa tai vaimentaa jännitepiikkiä piirissä, mikä tekee toiminnasta turvallisempaa ja piiristä luotettavamman. Snubbing-tekniikan käyttäminen pienemmän tehon piireissä estää piikkejä luomasta ei-toivottuja radiotaajuisia häiriöitä. Tämä häiriö aiheuttaa epänormaalia käyttäytymistä piireissä ja vaikeuttaa tuotteen sertifioinnin ja hyväksynnän saamista.
Bottom Line
Kondensaattorit ovat pieniä akkuja, jotka tarjoavat ainutlaatuisia energian varastointiominaisuuksia kemiallisen reaktion akkujen lisäksi. Kun tarvitaan paljon tehoa lyhyessä ajassa, suuret kondensaattorit ja kondensaattoriryhmät ovat erinomainen vaihtoehto moniin sovelluksiin. Kondensaattoripankit varastoivat energiaa sovelluksiin, kuten pulssilaserit, tutkat, hiukkaskiihdyttimet ja kiskotykit. Pulssitehokondensaattorin yleinen sovellus on kertakäyttökameroiden salama, joka latautuu ja purkautuu nopeasti salaman läpi, mikä tuottaa suuren virtapulssin.
Resonanssit tai viritetyt piirisovellukset
Vaikka vastukset, kondensaattorit ja induktorit tekevät suodattimia, tietyt yhdistelmät voivat johtaa resonanssiin, joka vahvistaa tulosignaalia. Nämä piirit vahvistavat signaaleja resonanssitaajuudella, luovat korkean jännitteen pienjännitetuloista ja niitä käytetään oskillaattorina ja viritetyinä suodattimina. Resonanssipiireissä on valittava komponentit, jotka selviävät kunkin komponentin ylitse näkemästä jännitteestä, tai se epäonnistuu nopeasti.
Bottom Line
Kapasitiivisesta anturista on viime aikoina tullut yleinen ominaisuus kehittyneissä kulutuselektroniikkalaitteissa. Kapasitiivisia antureita on kuitenkin käytetty vuosikymmeniä erilaisissa sovelluksissa asennoissa, kosteudessa, nestetasossa, valmistuksen laadunvalvonnassa ja kiihtyvyydessä. Kapasitiivinen tunnistus toimii havaitsemalla muutoksen paikallisen ympäristön kapasitanssissa eristeen muutoksen kautta - muutoksen kondensaattorin levyjen välisessä etäisyydessä tai muutoksen kondensaattorin alueella.
Kondensaattorin turvallisuus
Energian varastointikomponentteina kondensaattorit voivat varastoida vaarallisia määriä energiaa. Tämä korkea energiataso voi aiheuttaa hengenvaarallisia sähköiskuja ja vaurioittaa laitteita, vaikka kondensaattori on irrotettu virtalähteestä pitkäksi aikaa. Tästä syystä on aina hyvä idea purkaa kondensaattorit ennen sähkölaitteiden parissa työskentelemistä.
Elektrolyyttikondensaattorit ovat alttiita vioittumaan rajusti tietyissä olosuhteissa, varsinkin jos polarisoidun elektrolyyttikondensaattorin jännite on päinvastainen. Suurteho- ja suurjännitesovelluksissa käytettävät kondensaattorit voivat myös epäonnistua rajusti, kun eristemateriaalit hajoavat ja höyrystyvät.
