Funktionsweise von Keramikkondensatoren und Elektrolytkondensatoren
Beim Schaltungsdesign werden Kondensatoren zum Filtern verwendet. Manchmal werden Elektrolytkondensatoren verwendet, und manchmal werden Keramikkondensatoren verwendet. Manchmal werden beide verwendet. Ich möchte fragen: Welche Rolle spielt die Verwendung von Elektrolytkondensatoren? Welche Funktion hat die Verwendung gewöhnlicher Keramikkondensatoren? Wie berechnet man die Größe seiner Kapazität? Wie wähle und bestimme ich die Stehspannung von Elektrolytkondensatoren? In welchen Fällen sollten Elektrolytkondensatoren verwendet werden, in welchen Fällen sollten Keramikkondensatoren verwendet werden und in welchen Fällen sollten beide verwendet werden? In der alten Version des analogen E-Books wurde erwähnt, dass es eine spezielle Formel gibt, um die Größe des Kondensatorwerts zu berechnen, aber einige ICs und dergleichen haben in ihrem Datenblatt Vorschriften zum Anpassen des Kondensators, ich hoffe, es kann dir helfen.
Elektrolytkondensatoren und Keramikkondensatoren werden im Allgemeinen zwischen der Stromversorgung des IC und Masse verwendet, um eine Filterfunktion zu übernehmen. Die Keramikkondensatoren dienen allein der Entkopplung. Seine Verwendung wird allgemein im IC erläutert. Relevant, nimm 0.01uf für Keramik.
Wenn ich einen bestimmten Kondensator durch einen anderen Kondensator ersetzen möchte, muss ich sowohl die Kapazität als auch die Spannungsfestigkeit erfüllen? Manchmal ist es schwierig, das Beste aus beiden Welten zu finden. Ist es möglich, einen von ihnen zu diesem Zeitpunkt aufzugeben?
Der Bereich der Filterkondensatoren ist zu breit, hier ist eine kurze Rede über den Power-Bypass-Kondensator (Entkopplungskondensator).
Die Wahl des Filterkondensators hängt davon ab, ob Sie ihn in der lokalen Stromversorgung oder in der globalen Stromversorgung verwenden. Für die lokale Stromversorgung soll es die Rolle der transienten Stromversorgung übernehmen. Warum Kondensatoren zur Stromversorgung hinzufügen? Dies liegt daran, dass sich der Strombedarf des Geräts schnell mit dem Treiberbedarf ändert (z. B. der DDR-Controller), und bei der Diskussion im Hochfrequenzbereich müssen die Verteilungsparameter der Schaltung berücksichtigt werden. Aufgrund des Vorhandenseins der verteilten Induktivität wird die drastische Änderung des Stroms verhindert und die Spannung am Stromversorgungsstift des Chips wird reduziert – das heißt, es entsteht ein Rauschen. Darüber hinaus hat die Stromrückkopplungsstromversorgung eine Reaktionszeit – das heißt, sie nimmt keine Anpassungen vor, bis die Spannungsschwankung für einen bestimmten Zeitraum (normalerweise ms oder us-Pegel) auftritt. Bei der aktuellen Bedarfsänderung des ns-Pegels bildet diese Art der Verzögerung auch das eigentliche Rauschen. Daher besteht die Rolle des Kondensators darin, einen Weg mit niedriger induktiver Reaktanz (Impedanz) bereitzustellen, um den schnellen Änderungen des Strombedarfs gerecht zu werden.
Basierend auf der obigen Theorie sollte die Berechnung der Kapazität nach der Energie berechnet werden, die der Kondensator für die Stromänderung bereitstellen kann. Bei der Auswahl des Kondensatortyps müssen Sie dessen parasitäre Induktivität berücksichtigen – das heißt, die parasitäre Induktivität sollte kleiner sein als die verteilte Induktivität des Leistungspfads.
Die Diskussion von Problemen muss von der Essenz ausgehen. Zunächst einmal wissen Sie wahrscheinlich, dass Kondensatoren eine DC-Isolation sind, während Induktivitäten das Gegenteil sind. Alle basieren auf Grundprinzipien. Zu diesem Zeitpunkt hat der Kondensator die beiden häufigsten Funktionen. Einer besteht darin, Gleichstrom zwischen Polen zu isolieren. Manche Leute nennen ihn auch Koppelkondensator, weil er Gleichstrom isoliert, aber Wechselstromsignale durchlassen muss. Der DC-Pfad ist zwischen mehreren Stufen begrenzt, was die sehr komplizierte Berechnung des Arbeitspunktes vereinfachen kann, und die zweite ist die Filterung. Im Grunde diese beiden. Als Kopplung ist der Wert des Kondensators nicht unbedingt erforderlich, solange seine Impedanz nicht zu groß ist, so dass die Signaldämpfung zu groß wird.
Aber für letzteres muss es aus der Sicht des Filters betrachtet werden. Beispielsweise erfordert die Filterung der Stromversorgung am Eingangsende das Herausfiltern von Niederfrequenzrauschen (z. B. Netzfrequenz) und Hochfrequenzrauschen, sodass sie gleichzeitig verwendet werden muss. Große Kondensatoren und kleine Kondensatoren. Einige Leute werden sagen, warum braucht man bei einem großen Kondensator einen kleinen? Dies liegt daran, dass die große Kapazität, die große Induktivität aufgrund der großen Platte und des Stiftendes für hohe Frequenzen nicht funktioniert. Kleine Kondensatoren sind genau das Gegenteil. Aus der Größe kann die Kapazität bestimmt werden. Die Stehspannung muss jederzeit erfüllt sein, sonst explodiert sie. Selbst bei Nicht-Elektrolytkondensatoren explodiert es manchmal nicht und seine Leistung wird ebenfalls reduziert. Es ist zu viel, um darüber zu reden, lass uns zuerst darüber reden. Sie alle sind Filterfunktionen. Der Aluminium-Elektrolytkondensator hat eine relativ große Kapazität und wird hauptsächlich verwendet, um niederfrequente Störungen zu eliminieren. Die Kapazität beträgt etwa 1 mA Strom, was 2 ~ 3 μf entspricht. Wenn die Anforderung zu hoch ist, kann 1 mA 5 ~ 6 μf entsprechen. Unpolare Kondensatoren werden verwendet, um Hochfrequenzsignale herauszufiltern. Meistens wird es allein verwendet, um die Lotuswurzel zu entfernen. Manchmal kann es parallel zu Elektrolytkondensatoren verwendet werden. Die Hochfrequenzeigenschaften von Keramikkondensatoren sind besser, aber ab einer bestimmten Frequenz (etwa 6 MHz, ich kann mich nicht genau erinnern) nimmt die Kapazität schnell ab.
Die Rolle von Elektrolytkondensatoren und Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung
1. Die Rolle von Elektrolytkondensatoren in Schaltungen
1. Filterwirkung. In der Stromversorgungsschaltung wandelt die Gleichrichterschaltung den Wechselstrom in einen pulsierenden Gleichstrom um, und ein Elektrolytkondensator mit großer Kapazität ist nach der Gleichrichterschaltung angeschlossen, und die gleichgerichtete pulsierende Gleichspannung wird zu einer relativ stabilen Gleichspannung. In der Praxis werden, um zu verhindern, dass sich die Stromversorgungsspannung jedes Teils der Schaltung aufgrund von Laständerungen ändert, Elektrolytkondensatoren von zehn bis hundert Mikrofarad im Allgemeinen mit dem Ausgangsende der Stromversorgung und dem Stromeingangsende verbunden Belastung. Da großkapazitive Elkos in der Regel eine gewisse Induktivität haben und hochfrequente und pulsierende Störsignale nicht effektiv herausfiltern können, wird an beiden Enden ein Kondensator mit einer Kapazität von 0.001--0.lpF parallel geschaltet hochfrequente Signale herauszufiltern. und Impulsstörungen.
2. Kopplungseffekt: Um zu verhindern, dass sich die statischen Arbeitspunkte der vorderen und hinteren Schaltungen gegenseitig beeinflussen, wird bei der Übertragung und Verstärkung von Niederfrequenzsignalen häufig eine kapazitive Kopplung verwendet. Um einen übermäßigen Verlust niederfrequenter Komponenten im Signal zu vermeiden, werden im Allgemeinen Elektrolytkondensatoren mit größerer Kapazität verwendet.
Zweitens die Beurteilungsmethode des Elektrolytkondensators
Häufige Fehler von Elektrolytkondensatoren sind Kapazitätsreduzierung, Kapazitätsverlust, Kurzschluss und Leckage. Die Kapazitätsänderung wird durch das allmähliche Austrocknen des Elektrolyten im Inneren des Elektrolytkondensators während des Gebrauchs oder der Platzierung verursacht, während Durchschlag und Leckage im Allgemeinen hinzukommen. Die Spannung ist zu hoch oder die Qualität selbst ist nicht gut. Die Beurteilung der Qualität des Stromversorgungskondensators wird im Allgemeinen anhand der Widerstandsdatei des Multimeters gemessen. Die spezifische Methode ist: Schließen Sie die beiden Stifte des Kondensators kurz, um sich zu entladen, und verwenden Sie die schwarze Messleitung des Multimeters, um die positive Elektrode des Elektrolytkondensators anzuschließen. Die rote Messleitung wird mit dem Minuspol verbunden (bei einem analogen Multimeter wird die Messleitung bei der Messung mit einem digitalen Multimeter intermoduliert). Normalerweise sollte die Prüfnadel in Richtung des kleinen Widerstands schwingen und dann allmählich ins Unendliche zurückkehren. Je größer der Hub der Nadel oder je langsamer die Rücklaufgeschwindigkeit ist, desto größer ist die Kapazität des Kondensators und umgekehrt, desto kleiner ist die Kapazität des Kondensators. Wenn sich der Zeiger nicht irgendwo in der Mitte ändert, bedeutet dies, dass der Kondensator undicht ist. Wenn der Widerstandsanzeigewert klein oder Null ist, bedeutet dies, dass der Kondensator durchbrochen und kurzgeschlossen wurde. Da die Spannung der vom Multimeter verwendeten Batterie im Allgemeinen sehr niedrig ist, ist es genauer, den Kondensator mit niedriger Stehspannung zu messen. Wenn die Stehspannung des Kondensators hoch ist, obwohl die Messung normal ist, kann es zu einem Leck oder Schock kommen, wenn eine Hochspannung hinzugefügt wird. Verschleißphänomen.
3. Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von Elektrolytkondensatoren
1. Da Elektrolytkondensatoren positive und negative Polaritäten haben, können sie nicht verkehrt herum angeschlossen werden, wenn sie in Schaltkreisen verwendet werden. In der Stromversorgungsschaltung ist der positive Pol des Elektrolytkondensators mit dem Ausgangsanschluss der Stromversorgung verbunden, wenn die positive Spannung ausgegeben wird, und der negative Pol ist mit Masse verbunden; wenn die negative Spannung ausgegeben wird, ist der negative Pol mit dem Ausgangsanschluss verbunden und der positive Pol ist geerdet. Wenn die Polarität des Siebkondensators in der Stromversorgungsschaltung umgekehrt wird, wird die Filterwirkung des Kondensators stark verringert, da einerseits die Ausgangsspannung der Stromversorgung schwankt und andererseits der Elektrolytkondensator, der entspricht einem Widerstand, erwärmt sich durch Rückspeisung. Wenn die Sperrspannung einen bestimmten Wert überschreitet, wird der Rückwärtsableitwiderstand des Kondensators sehr klein, so dass der Kondensator kurz nach dem Einschalten durch Überhitzung platzt und beschädigt wird.
2. Die an beiden Enden des Elektrolytkondensators angelegte Spannung darf seine zulässige Betriebsspannung nicht überschreiten. Beim Entwurf der eigentlichen Schaltung sollte entsprechend der spezifischen Situation ein gewisser Spielraum reserviert werden. Bei der Auslegung des Filterkondensators der geregelten Stromversorgung kann die gleichgerichtete Spannung der Sekundärseite des Transformators 22 V erreichen, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 220 ~ beträgt. Zu diesem Zeitpunkt kann der Elektrolytkondensator mit einer Spannungsfestigkeit von 25 V im Allgemeinen die Anforderungen erfüllen. Wenn die AC-Versorgungsspannung jedoch stark schwankt und auf mehr als 250 V ansteigen kann, ist es am besten, einen Elektrolytkondensator mit einer Spannungsfestigkeit von mehr als 30 V zu wählen.
3. Elektrolytkondensatoren sollten nicht in der Nähe von Hochleistungsheizelementen im Stromkreis sein, um ein schnelles Austrocknen des Elektrolyts durch Erwärmung zu vermeiden.
4. Zur Filterung von Signalen mit positiver und negativer Polarität können zwei Elkos mit gleicher Polarität wie ein unpolarer Kondensator in Reihe geschaltet werden.
Wie misst man mit einem Multimeter die Kapazität?
Verwenden Sie das Zeigermultimeter, um die Kapazität zu messen. Siehe das beigefügte Bild: Das Zeigermultimeter kann verwendet werden, um die Kapazität zu ermitteln. Grundlage ist, dass die elektrische Barriere des Multimeters einer Gleichstromversorgung mit Innenwiderstand entspricht und die Kapazität aufgeladen werden kann. Mit der Zeit steigt die Spannung am Kondensator allmählich an. Der Ladestrom nimmt allmählich ab, bis er Null erreicht. Schritte
1. Wählen Sie den passenden Gang für den Elektroblock. Wenn die Kapazität unter 0,01 uF liegt, wählen Sie im Allgemeinen x10k-Ausrüstung; etwa 1-10uF, wähle X1k-Ausrüstung; über 47 uF wählen Sie x100-Gang oder x10-Gang.
2. Schließen Sie für jeden Test den Kondensator mit einem Draht kurz und führen Sie dann den nächsten Test nach der Entladung durch.
3. Elektrolytkondensatoren haben eine Polarität und die positive Elektrode hat während des Gebrauchs ein höheres Potential als die negative Elektrode. Da die schwarze Messleitung mit der positiven Elektrode der Batterie in der Uhr verbunden ist, ist die schwarze Messleitung mit der positiven Elektrode des Elektrolytkondensators und die rote Messleitung mit der negativen Elektrode des Kondensators verbunden. Eine gute Kapazitätsleistung besteht darin, dass der Zeiger während der Erfassung nach unten ausgelenkt wird und dann allmählich in die mechanische Nullposition (d. h. der Widerstand ist unendlich) zurückkehrt.
Die Auslenkung des Zeigers hängt von der elektrischen Kapazität und der elektrischen Barriere ab, und je größer die Kapazität, desto größer die Auslenkung. In der Praxis auf die Regeln achten und Daten sammeln. Die Einstellmethode des mechanischen Nullpunkts des Messkopfs besteht darin, einen flachen Schraubendreher zu verwenden, um die Kerbe zur mechanischen Nulleinstellung am Messkopf auszurichten, wenn der Messstift weder kurzgeschlossen ist, noch ein Gerät zu messen, und nach links und rechts zu drehen, um das Messgerät herzustellen Zeiger zeigen auf Null. Die Leistung des an Kapazität verlorenen Kondensators besteht darin, dass der Detektionszeiger nicht ausgelenkt wird und nicht entladen werden muss. Die Leistung des Kondensators, der einen Teil der Kapazität verliert, besteht darin, dass im Vergleich zum Standardkondensator der Zeigerausschlag nicht vorhanden ist. Sie kann durch Erfahrung oder anhand des Standardkondensators gleicher Kapazität und entsprechend der maximalen Amplitude des Zeigerausschlags beurteilt werden.
Der Referenzkondensator muss nicht den gleichen Stehspannungswert haben, solange die Kapazität gleich ist. Um beispielsweise einen 100uF/250V-Kondensator abzuschätzen, kann zunächst ein 100uF/25V-Kondensator als Referenz verwendet werden, solange die maximale Amplitude des Zeigerausschlags gleich ist, kann daraus geschlossen werden, dass die Kapazität gleich ist. Die Leistung der Streukapazität besteht darin, dass der Zeiger nicht in die mechanische Nullposition zurückkehren kann (dh der Widerstand ist unendlich). Es sollte beachtet werden, dass größere oder kleinere Elektrolytkondensatoren lecken, die Leckage bei niedriger Stehspannung groß ist und die Leckage bei hoher Stehspannung klein ist; Verwenden Sie x10k, um die Leckage zu messen, und verwenden Sie den Block unter xlk, um die Leckage zu messen, um festzustellen, ob der Kondensator leckt.
Bei Kondensatoren über 1000 uF können Sie den Rxl0-Block verwenden, um ihn zuerst schnell aufzuladen, zunächst die Kapazität des Kondensators abzuschätzen und dann zum Rxlk-Block zu wechseln, um die Messung eine Weile fortzusetzen. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Zeiger nicht zurückkehren, sondern bei oder sehr nahe bei Unendlich anhalten, da es sonst zu Undichtigkeiten kommen kann. Verwenden Sie für einige Kondensatoren unter zehn Mikrofarad, nachdem der Rxlk-Block vollständig aufgeladen ist, den Rx10k-Block, um die Messung fortzusetzen, und die Nadel sollte bei unendlich stoppen und nicht zurückkehren. Mit Ausnahme von Elektrolytkondensatoren ist die Spannungsfestigkeit von Keramik-, Polyester-, metallisierten Papier- und monolithischen Kondensatoren größer als 40 V. Testen Sie mit einem Multimeter, egal welcher Block, ein guter Kondensator sollte nicht lecken. Um Kondensatoren mit kleiner Kapazität mit einem Multimeter zu messen, kann der Verstärkungseffekt von Silizium-NPN-Trioden mit niedriger Leistung verwendet werden, und das Verfahren ist in Abbildung 1(f) dargestellt. Verwenden Sie den Widerstand Rxlk zum Blockieren, die schwarze Messleitung ist mit dem Kollektor verbunden, die rote Messleitung ist mit dem Emitter verbunden, berühren Sie den kleinen Kondensator mit dem Kollektor, und der Zeiger sollte ausgelenkt werden. Das Prinzip ist, dass beim Laden des Kondensators der Ladestrom den Basisstrom in die Basis injiziert und dieser Strom durch die Triode verstärkt wird und die Zeigerauslenkung deutlicher wird.
