Полярность конденсаторов на плате: «Как определить полярность конденсатора?» – Яндекс.Кью

Содержание

Ремонт материнской платы вздулись конденсаторы. Замена конденсаторов на материнской плате

Материнская плата очень сложное электронное устройство, которое объединяет и согласовывает работу всех комплектующих компьютера. Со временем материнская плата может выйти из строя по различным причинам: перегрев, старение комплектующих и т.п.

Очень часто на старых (материнках) можно обнаружить вздувшиеся электролитические конденсаторы. Выглядят они как бочонки с вздутым верхом или низом. При этом рядом с конденсатором могут быть следы вытекшего электролита. Такая системная плата, в принципе, может успешно работать, но чаще всего компьютер с такой материнской платой не запускается.

Чтобы привести материнскую плату в (чувства) следует заменить вздувшиеся конденсаторы на новые. Такой ремонт можно сделать самостоятельно без помощи сервисного центра. Однако, если вы ни разу не держали в руках паяльник и не имеете малейшего представления о том, как с ним работать, то лучше обратитесь в , дабы избежать усугубления ситуации и окончательно не (убить) системную материнскую плату.

Для замены конденсаторов вам понадобится маломощный паяльник (до 40Вт) с узким жалом или паяльная станция (в идеале), канифоль или паяльная кислота (предпочтительней), оловянный припой, спирт или очищенный бензин.

Перед тем как приступать к выпаиванию конденсатора внимательно осмотрите материнскую плату, найдите все конденсаторы, которые вздулись, или имеют следы вытекшего электролита. Электролитические конденсаторы припаиваются с соблюдением полярности. На их корпусе обычно нанесено обозначение отрицательного (-) вывода. На самой материнской плате, когда вы выпаяет конденсатор, также имеется маркировка полярности. Чтобы не перепутать полярность вы можете сфотографировать расположение конденсаторов.

И еще несколько слов о подготовительной работе. Материнская плата чувствительна к статическому напряжению, поэтому паяльник и материнскую плату желательно было бы заземлить. По этой же причине нельзя работать в синтетической одежде без соблюдения дополнительных мер защиты.

Используйте антистатические перчатки и браслеты.

Выпаивание конденсатора требует особой осторожности, так как печатная плата имеет многослойный монтаж. Это означает, что дорожки проходят не только с обеих сторон платы, но и внутри нее! Если вы используете паяльник, то поочередно прогревайте ножки конденсатора и аккуратно извлеките его из печатной платы. После этого отверстия в плате следует очистить от остатка припоя. Можно использовать зубочистку, которую следует вставлять поочередно в каждое отверстие и прогревать плату с другой стороны паяльником. Таким образом, остатки олова будут удалены. Если используется паяльник с олово отсосом, то очистка платы от остатков припоя не потребуется.

Когда конденсаторы выпаяны, необходимо проверить их номинал и рабочее напряжение, чтобы приобрести новые на замену. Емкость конденсатора указывается в микрофарадах (мкФ, uF), а напряжение в вольтах (В, V). Если выпаянный конденсатор, например, имеет маркировку 6,3V 2000uF, то его рабочее напряжение составляет 6,3 В, а емкость 2000мкФ.

Приобретая новый конденсатор вы можете не найти точно такого же по емкости и рабочему напряжению. Допускается установка конденсаторов с большим рабочим напряжением (12В вместо 6,3В) и большей емкостью (2200 мкФ вместо 2000мкФ). Использовать конденсаторы на меньшее напряжение крайне не рекомендуется, так как такой конденсатор очень быстро выйдет из строя.

Также при выборе конденсатора следует особое внимание уделять его габариту, так как материнская плата имеет плотный монтаж, и компоненты зачастую установлены практически впритык, то установка большего по диаметру конденсатора может быть невозможна. С конденсаторами больших по высоте проблем с установкой обычно не бывает.

Теперь остается только аккуратно припаять новый конденсатор и проверить работоспособность материнской платы. Установите конденсатор в материнскую плату, обязательно соблюдая полярность, и припаяйте его ножки с обратной стороны печатной платы. Не используйте большое количество припоя, чтобы он не растекся и не замкнул соседние контакты. При пайке следует не допускать излишнего нагрева платы, так как это может привести к отпаиванию соседних элементов. После того как все будет припаяно, удалите остатки паяльной кислоты или канифоли с печатной платы с помощью спирта или очищенного бензина.

Уважаемые гости, в этой статье мы будем производить замену вздутых конденсаторов на материнской плате своими руками. Хотел бы сразу сказать, что замена конденсаторов своими руками требует знаний и умений пользования таким инструментом как пояльник. В данном случае я использовал простой советский паяльник. Если у вас такго опыта нет, то я не рекомендую браться вам за такую работу. Про замену конденсаторов на блоке питания читаем .

Обычно конденсаторы на материнской плате начинают выходить из строя через 3-4 года пользования компьютером. Это как правило явление нормальное, и все это можно решить, путем замены их на новые.

Как определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись, какие признаки? Все сейчас разберем подробней.

Признаки неисправности конденсаторов в материнской плате

1. При включении компьютер включается, потом выключается. После 3-4 раза включения он включается нормально, и грузится операционная система. После этого он работает без проблем, но только стоит его выключить и включить на следующий день, проблема опять повторяется. Эти признаки говорят о том, что возможно у вас высохли и вздулись конденсаторы на плате.

2. Компьютер просто не включается. Возможно этой причиной могут быть также конденсаторы, или проблема с блоком питания. Как проверить блок питания , читаем .

3. При включении или работе компьютера часто появляется синий экран . Это также может быть причиной вздутия и неисправностей конденсаторов на материнской плате. Как правило это первичные признаки, когда конденсаторы только начинают вздуваться.

4. Откройте боковую крышку системного блока и внимательно осмотрите материнскую плату. Как правило визуально можно определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись и требуют замены. Пример на картинке.

На рисунке в приближенном виде видно, что 2 конденсатора на материнской плате вздулись и требуют замены. Необходимо осматривать материнскую плату внимательно, т.к. неопытному человеку в этом деле не всегда с первого раза можно выявить неисправный конденсатор. После этого, нам необходимо найти новые конденсаторы на замену. Обычно их можно взять со старой материнской платы или купить в радиодеталях, они не дорогие. Выпаиваете старые конденсаторы, смотрите номинал и покупаете новые, можете взять с собой старые, чтобы показать продавцу (по вольтажу можно брать и больше, но не меньше). На своем примере это

6,3 вольт 1500 мкф . На замену я использовал 16 вольт 1500 мкф .

Если у вас или у ваших друзей есть старая материнская плата, можете выпаять их с нее. Все, у нас все готово, после этого начинаем замену конденсаторов на материнской плате своими руками. Как я уже писал выше, замена конденсаторов на материнской плате своими руками требует определенных умений работы с паяльником, если вы готовы, приступим.

При замене конденсаторов нам потребуется следующий инструмент:

  • Паяльник;
  • Канифоль;
  • Припой;
  • Зубочистки;
  • Бензин очищенный (для удаления канифоли с платы).

В идеале, для выпаивания таких деталей нужно использовать оловоотсос, ну или паяльный фен. Поскольку у меня дома есть только паяльник, то пришлось выпаивать им, поочередно нагревая ножки конденсатора и вытаскивая его. Вывод: простым паяльником это делать крайне неудобно.

После того как мы извлекли старый конденсатор и приготовили ему замену, нужно прочистить отверстия для конденсатора, иначе старый припой не даст его нормально вставить. С оловотсосом можно было бы справиться за пару секунд, но мне пришлось повозиться и использовать зубочистки. Аккуратно вставляем их в отверстия и нагреваем паяльником с обратной стороны, чтобы вытолкнуть весь лишний припой. Еще раз повторюсь, что это нужно делать аккуратно, так как плата многослойная и можно повредить дорожки внутри платы

После прочистки отверстий вставляем конденсатор на место, обязательно соблюдая полярность . Обычно, на материнской плате есть обозначения установки конденсаторов (закрашенная сторона это — минус « «), но лучше всего запомнить как был установлен старый. На самих конденсаторах также есть обозначения ввиде полосы со знаком » «.

Запаиваем с обратной стороны. Фото самого процесса у меня нет, так как я не смог паять и одновременно фотографировать. Зато есть фото конечного результата)

Не забываем очистить плату от флюса или канифоли.

Ну вот и все, на этом мой ремонт закончился. Главное не бояться и аккуратно пробовать паять своими руками. Должен заметить, это очень увлекательный процесс.

На всякий случай, даю вам видео, где вы также можете посмотреть, как происходит процесс замены конденсаторов на материнской плате своими руками.

Самая распространённая поломка современной электроники — это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену.

Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор — радиоэлектронный компонент, основная цель которого — это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики.

Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора — это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Если Ваш компьютер зависает, работет с ошибками, не устанавливается Windows . Если компьютер не запускается вообще, или запустившись, сразу останавливается, не поленитесь открыть крышку системного блока и проблема может быть увидена не вооруженным глазом – это электролитические конденсаторы на материнской плате . Одной из наиболее часто встречающихся причин неисправности материнской платы являются пробой, закорачивание или утечки электролитических конденсаторов. Выходят из строя обычно конденсаторы фильтров стабилизатора напряжения питания процессора, или северного моста.

Обычно неисправные конденсаторы можно обнаружить по вздувшейся задней части корпуса или вытекшему электролиту, но не обязательно. Бывает что конденсатор внешне абсолютно нормальный, но он также не исправен. Грубую проверку электролитического конденсатора , не имеющего внешних повреждений, можно сделать с помощью стрелочного омметра по броску стрелки. Для проверки конденсатора омметр ставят на низший диапазон измерения сопротивления и подключают к выводам конденсатора, в начальный период конденсатор начнет заряжаться и стрелка прибора отклонится, а затем по мере зарядки вернётся на место. Можно повторить проверку, поменяв выводы конденсатора. Чем больше и медленнее отклоняется стрелка, тем больше ёмкость конденсатора. Если омметр показывает ноль, то конденсатор закорочен, а если бесконечность, то вероятен обрыв. Если по мере возврата стрелки в исходное положение она останавливается, на каком либо положении, не возвращясь в исходное, то конденсатор также неисправен.

Чтобы приблизительно определить емкость конденсатора можно сравнить поведение стрелки прибора при подключении заведомо исправного конденсатора такой же ёмкости и проверяемого. Чтобы не повредить прибор необходимо разрядить конденсатор, закоротив его выводы. Иногда состояние конденсатора можно определить омметром не выпаивая его, если он не шунтируется другими элементами схемы, но для качественной проверки все же лучше его отпаять. Отпаивать и припаивать конденсаторы можно любым паяльником не очень большой мощности (до 65 ватт) с применением канифоли или другого паяльного флюса. После отпайки конденсаторов нужно очистить от припоя отверстия. Я делаю это с помощью обычной швейной иглы, прикладывая остриё иглы к отверстию со стороны расположения корпусов конденсаторов и одновременно жало паяльника с другой стороны.

Ёмкость конденсаторов не обязательно подбирать точно, можно с отклонением в любую сторону до 30% и даже более. Если ёмкость имеющихся конденсаторов значительно меньше, то можно добавить еще один, в фильтрах стабилизаторов процессоров они соединены параллельно и есть свободные, резервные места. Номинал напряжения конденсаторов ни в коем случае не стоит выбирать меньше чем прежде. Следует обратить внимание на температурный номинал, он должен быть 105 0 C. Обязательно нужно соблюдать полярность. Если отпаяв конденсаторы, Вы не запомнили, как они стояли, то посмотрите внимательно, как расположены другие и впаяйте также. Подбирая конденсаторы для замены тех, которые расположены около процессора, необходимо учитывать радиатор кулера, чтобы они не помешали установить его на место. Если вы не имеете возможности или желания заменять конденсаторы, то обратитесь к специалистам, которые смогут это сделать качественно и без проблем. Обычно стоимость такого ремонта не превышает 50% стоимости материнской платы. Хотя, гарантию Вам в этом случае, скорее всего никто не даст. Решать Вам, ремонтировать или менять?

Одна из самых частых причин неполадок материнских плат — вышедшие из строя конденсаторы. Сегодня мы расскажем вам, как правильно их заменить.

Первое, что нужно отметить — процедура замены конденсаторов представляет собой очень тонкую, почти хирургическую манипуляцию, для которой понадобятся соответствующие навык и опыт. Если вы не уверены в своих силах, то лучше доверить замену специалисту.

В случае если нужный опыт имеется, убедитесь, что помимо него у вас есть соответствующий инвентарь.

Конденсаторы на замену
Самый важный элемент. Эти компоненты отличаются между собой по двум ключевым параметрам: вольтажу и ёмкости. Вольтаж представляет собой рабочее напряжение элемента, ёмкость — количество заряда, которое может содержать конденсатор. Поэтому, выбирая новые компоненты, убедитесь, что их вольтаж равен или чуть больше старых (но ни в коем случае не меньше!), а ёмкость точно соответствует вышедшим из строя.

Паяльник
Данная процедура требует наличия паяльника мощностью до 40 Вт с тонким жалом. Можно использовать паяльную станцию с возможностью регулировки мощности. Кроме того, обязательно приобретите подходящий паяльнику флюс.

Стальная игла или кусок проволоки
Швейная игла или кусок тонкой стальной проволоки понадобится для зачистки и расширения отверстия в плате под ножки конденсаторов. Использовать тонкие предметы из других металлов нежелательно, поскольку они могут схватиться припоем, что создаст дополнительные трудности.

Убедившись, что инвентарь соответствует требованиям, можно переходить непосредственно к процедуре замены.

Замена неисправных конденсаторов

Предупреждение! Дальнейшие действия вы совершаете на свой страх и риск! Мы не несем никакой ответственности за возможные повреждения платы!

Данная процедура происходит в три этапа: выпаивание старых конденсаторов, подготовка места, установка новых элементов. Рассмотрим каждый по порядку.

Этап 1: Выпаивание

Во избежание сбоев перед началом манипуляций рекомендуется . Процедура происходит так.


Если конденсаторов несколько, повторите вышеописанную процедуру для каждого. Вытащив их, переходите к следующему этапу.

Этап 2: Подготовка посадочного места

Это — самая важная часть процедуры: от грамотных действий зависит, получится ли установить новый конденсатор, поэтому будьте предельно внимательны. В большинстве случаев при вынимании элементов припой попадает в отверстие для ножки и забивает его. Чтобы прочистить место, используйте иглу или кусочек проволоки следующим образом.


Убедившись, что плата подготовлена, можно переходить к последней стадии.

Этап 3: Установка новых конденсаторов

Как показывает практика, большинство ошибок совершается именно на этом шаге. Поэтому, если предыдущие этапы вас утомили, рекомендуем сделать паузу, и только потом приступать к завершающей части процедуры.


После окончания процедуры дайте припою остыть и проверяйте результаты своей работы. Если вы в точности следовали вышеописанной инструкции, никаких проблем быть не должно.

Альтернативный вариант замены

В некоторых случаях во избежание лишнего нагрева платы можно обойтись без выпаивания неисправного конденсатора. Этот метод более грубый, зато подойдет для пользователей, которые не уверены в своих силах.


На этом все. Напоследок еще раз хотим напомнить вам — если вы считаете, что не справитесь с процедурой, лучше доверьте её мастеру!

Вздутые конденсаторы на материнской плате

Компьютерная материнская плата состоит из многих встроенных компонентов, отвечающих за работоспособность всего компьютера. На ней находится и несколько конденсаторов, которые тоже являются важными звеньями в этой цепи. Сегодня мы бы хотели рассказать о причинах и последствиях вздутия этих элементов, а также наглядно продемонстрировать процедуру их замены без помощи специалистов.

Читайте также: Из чего состоит материнская плата

Роль конденсаторов в материнской плате

Электрический конденсатор во всех приборах работает по одному и тому же принципу, однако выполняет разную роль. В системной плате он отвечает за подавление и сглаживание различных электрических помех, возникающих достаточно часто, а также выравнивает напряжение, обеспечивая стабильную работу сети. Конденсатор имеет определенную емкость, которая и определяет максимальное количество накапливаемой в нем энергии. Она сохраняется длительное время и отдается только при необходимости, как раз и обеспечивая нужную функцию, например, создание крупного электрического импульса в пределах используемой системы.

Читайте также: Роль материнской платы в компьютере

Причины вздутия конденсаторов

Каждое устройство имеет свой срок работы, а конденсатор — элемент несложный, состоящий всего из нескольких компонентов, поэтому его срок службы достаточно большой. Почти все неполадки возникают именно из-за плохого качества, но иногда влияют и внешние раздражители. Самая распространенная причина — выкипание или испарение электролита, что происходит из-за нескольких факторов:

  • Плохая герметичность конденсатора. Никто не исключал брак на производстве, из-за чего некоторые элементы имеют плохую герметичность, что провоцирует быстрое испарение или протекание электролита. Вытекание можно заметить невооруженным глазом, обратив внимание, что на плате скапливается жидкость в крошечных количествах. После достижения критического минимума вещества и происходит вздутие.
  • Высокие температуры внешней среды. Как известно, при работе компьютера выделяется достаточно большое количество тепла, идет оно от всех подключенных комплектующих, но в разных количествах. При повышении температуры выше 45 градусов начинается испарение жидкого вещества, а также может плавиться и сам конденсатор, что в скором времени вызовет его взрыв или вздутие.
  • Высокие температуры внутренней среды. В других случаях проблема возникает именно из-за высоких температур внутри элемента. Чаще всего она возникает из-за несоблюдения полярности (плюса и минуса), некачественной сборки или постоянных перепадах энергии в самой цепи, например, из-за плохого либо недостаточно мощного блока питания.
  • Произвольное вытекание электролита. Плохая сборка конденсатора грозит и произвольным вытеканием электролита через нижнюю или верхнюю его часть. Тогда на плате образуется жидкость коричневого или желтого цвета, а на самом элементе появляется ржавчина. Обычно при такой неполадке не происходит вздутия, но прибор уже считается нерабочим и подлежит замене.

Следствия вздутия конденсаторов

Любая поломка электрической цепи нуждается в срочной замене, ведь даже незначительный компонент может привести к полному отказу функционирования или более серьезным проблемам. В случае с конденсаторами материнская плата может продолжать стабильно работать некоторое время, если только не вздулись все присутствующие элементы. Однако часто возникает непроизвольное отключение компьютера, неполадки с запуском или другие сбои. Если вовремя не исправить поломку, из-за перепада энергии из строя может выйти не только системная плата, но и все подключенные к ней комплектующие.

Самостоятельная замена конденсаторов на материнской плате

Самостоятельную замену рассматриваемых деталей рекомендуется проводить только тем пользователям, кто ранее уже имел дело с паяльником и хорошо владеет им. Ведь задача стоит очень трудная и неправильное выполнение действий может привести к более серьезным последствиям. Если вы уверены в своих силах, рекомендуем ознакомиться с отдельным нашим материалом по осуществлению этой операции, где автор наглядно описал весь процесс, учитывая каждую деталь. В противном случае лучше немедленно обратиться в сервисный центр, чтобы заменой занялись профессионалы.

Подробнее: Инструкция по замене конденсаторов на материнской плате

Предотвращение вздутия конденсаторов

Существует несколько правил, придерживаясь которых, можно избежать появления вздутия элементов. Конечно, они окажутся неэффективными при использовании некачественных конденсаторов, однако все же на них стоит обратить внимание:

  1. При замене конденсаторов подбирайте только подходящие по емкости и напряжению модели, учитывая при монтаже полярность.
  2. Следите за температурой внутри корпуса: сам конденсатор не должен нагреваться более 45 градусов, а это значит, что другие комплектующие тоже должны оставаться более-менее теплыми.
  3. Читайте также: Измеряем температуру компьютера

  4. Если наблюдаются перебои электросети, используйте бесперебойные источники питания, обеспечив стабильность системы.
  5. Читайте также: Выбираем источник бесперебойного питания для компьютера

  6. Приобретайте только качественные блоки питания, которые не вызывают резких электрических импульсов.
  7. Читайте также: Как выбрать блок питания для компьютера

Выше вы были ознакомлены с основной информацией о конденсаторах на материнской плате и причинах их вздутия. Очень важно вовремя обнаружить эту проблему и не оставлять ее решение на потом. Оперативное исправление поломок электрической цепи позволяет избежать возникновения более серьезных проблем, которые уже никак не решить собственными силами.

Читайте также:
Основные неисправности материнской платы
Руководство по диагностике материнской платы компьютера

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.
Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.
Помогла ли вам эта статья?
ДА НЕТ

Почему взрываются конденсаторы, пути решения проблемы.

Частый вопрос — почему взрываются электролитические конденсаторы на материнской плате, видеокарте, блоке питания? Какие причины взрывов и пути решения проблемы, чтобы это не повторялось. Этому посвящена статья.

Теория

Очень часто при ремонте компьютеров и  компьютерной техники — в блоках питания, материнской плате компьютера, видеокарте, мониторах, принтерах и других устройствах — можно обнаружить испорченные вздутые конденсаторы, в которых вытек электролит, а  их корпус разрушен.

Конденсаторы — это рулоны (или стопки) фольги, разделенные диэлектриком. В электролитических конденсаторах одним электродом (анодом) является фольга, а другим (катодом)- электролит. В качестве диэлектрика выступает тонкая оксидная пленка, нанесенная на анод. Чтобы разобраться с причиной, по которой конденсаторы выходят из строя, составим примерную эквивалентную схему конденсатора.

Таким образом, у конденсатора есть и активное сопротивление r (эквивалентное последовательное сопротивление или по-научному ESR), и сопротивление утечки R, и индуктивность L из-за свернутого спиралью сэндвича. Условность схемы в том, что на самом деле схема представляет собой «длинную линию», расчет которой чрезвычайно сложен.

Почему возникает взрыв конденсатора

Дело в том, что эти конденсаторы стоят в цепи импульсной схемы питания и служат для сглаживания пульсаций частотой в десятки килогерц. В принципе, уже из-за пульсаций через конденсаторы течет переменный ток, который немного нагревает внутреннее сопротивление. На малой частоте этот нагрев мал и конденсатор холодный. Закипание возникает тогда, когда выделяемая мощность больше мощности рассеивания. Так почему же происходит нагрев из-за которого электролит закипает и происходит взрыв и какую роль в нагревании играет индуктивность?

В импульсных схемах, если посмотреть осциллографом, то можно увидеть, что в момент переключения транзисторов возникает затухающий колебательный процесс, причем амплитуда перерегулирования очень значительная, а частота колебательного процесса высокая. Высокочастотная составляющая хорошо пропускается емкостью, она же и является основной причиной нагрева конденсатора. Причем же здесь индуктивность? А индуктивность и является причиной колебаний, т.к. она является частью колебательного контура LC. Поэтому, чем больше паразитная индуктивность конденсатора, тем больше энергия высокочастотной колебательной составляющей выделяется внутри конденсатора. Во избежание взрыва на корпусе конденсатора наносятся насечки, позволяющие выпустить пар кипящего электролита.

Как выбирать конденсаторы для замены

Что же делать? Чем заменить неисправный?

1. Нужно брать качественные изделия с малым ESR и индуктивностью. Они дороже, но греются меньше и взрываются значительно реже. К тому же, есть понятие «реактивная мощность конденсатора» — мощность, которую конденсатор способен выдержать, пропустив через себя, и которая зависит тангенса потерь диэлектрика и размеров конденсатора. Т.е., чем больше размер конденсатора, тем больше рассеивание и выше реактивная мощность.

2. Можно параллельно электролитическим конденсаторам поставить керамические небольшой емкости.

3. Если выбросы напряжения заходят в отрицательную область, то поможет обратный диод, который не даст обратному току «спалить» полярный конденсатор при приложении обратного напряжения.

Срок жизни электролитических конденсаторов ограничен из-за химических изменений в диэлектрике и зависит от того, как близко выбрано рабочее напряжение к максимальному. Другими словами, чем выше мы выберем максимальное напряжение конденсатора, тем дольше он будет служить.

Перепайка конденсаторов на материнской плате в нашем компьютерном центре обычно стоит 1000 руб вместе с работой по разборке и сборке компьютера.

 Правда о конденсаторах

Однако самой правдоподобной версией массового выхода из строя электролитических конденсаторов является другая — технологическая. В пользу этой версии говорит тот факт, что взрываются в основном конденсаторы, произведенные конкретными китайскими фирмами.

История вопроса. Некоторые китайские фирмы не захотели покупать патенты на производство электролитических конденсаторов и разработали свою технологию, в частности, формулу электролита. Однако, формула оказалась нестабильной. Через несколько лет их электролит под воздействием рабочих факторов (одни из важнейших — повышенная рабочая температура и напряжение) изменяет свои электрические параметры, в частности, сопротивление. В результате через несколько лет конденсаторы вспучивались из-за вскипания электролита.

Поэтому самое главное при замене конденсаторов — это заменять их на качественные конденсаторы, произведенные надежной фирмой.

Что такое полярность конденсатора и как ее определить?


Для чего нужен конденсатор?

У этого прибора есть множество применений. Мы не будем перечислять их все, отметим лишь некоторые.

1) Фильтрация пульсаций в цепях питания. Конденсаторы часто ставят на входе и выходе преобразователей напряжения, на входе питания микросхем. В этом случае конденсаторы служат своего рода амортизаторами, которые могут сгладить неровности напряжения, подобно амортизаторам автомобиля, сглаживающим неровности дороги.

2) Времязадающие электрические цепи. Конденсаторы разной ёмкости заряжаются и разряжаются за разное время. Эту особенность используют в устройствах, где необходимо отсчитывать определенные промежутки времени. Например, с помощью резистора и конденсатора задается период и скважность импульса в микросхеме таймера 555 (урок про таймер 555).

3) Датчики прикосновения. В роли одной из обкладок конденсатора может выступить человек. Эту особенность нашего тела используют в своей работе сенсорные кнопки, тачскрины и тачпады некоторых видов.

4) Хранение данных. Конденсаторы применяются для хранения данных в оперативной памяти — ОЗУ (SRAM). Каждый модуль такой памяти содержит миллиарды отдельных конденсаторов, которые могут быть заряжены или разряжены, что интерпретируется как единица или ноль.

И это далеко не все варианты применения этого незаменимого прибора. Попробуем разобраться, как устройство конденсатора позволяет ему выполнять столько полезных функций!


Как определить полярность электролитического конденсатора?

Существует ряд способов, как проверить расположение плюса и минуса на корпусе устройства. Полярность конденсатора определяется следующим образом:

  • по маркировке, т.е. по нанесенным на его корпус надписям и рисункам;
  • по внешнему виду;
  • с помощью универсального измерительного прибора – мультиметра.

Важно правильно определить положительные и отрицательные контакты, чтобы после монтажа при подаче напряжения схема не вышла из строя.

Способы определения полярности конденсатора

По маркировке

У большинства конденсаторов-электролитов отечественных, а также ряда государств бывшего соцлагеря, обозначается лишь положительный вывод. Соответственно, второй – это минус. Но вот символика может быть разной. Она зависит от страны-изготовителя и года выпуска радиодетали. Последнее объясняется тем, что с течением времени изменяются нормативные документы, вступают в силу новые стандарты.

Примеры обозначения плюса конденсатора

  • Символ «+» на корпусе около одной из ножек. В некоторых сериях она проходит через его центр. Это относится к конденсаторам цилиндрической формы (бочкообразным), с «дном» из пластмассы. Например, К50-16.
  • У конденсаторов типа ЭТО полярность иногда не обозначается. Но определить ее визуально можно, если посмотреть на форму детали. Вывод «+» расположен со стороны, имеющий больший диаметр (на рисунке плюс вверху).

  • Если конденсатор (так называемая коаксиальная конструкция) предназначен для монтажа способом присоединения корпуса к «шасси» прибора (являющимся минусом любой схемы), то центральный контакт – плюс, без всякого сомнения.

Обозначение минуса

Это относится к конденсаторам импортного производства. Рядом с ножкой «–», на корпусе, имеется своеобразный штрих-код, представляющий собой прерывистую полосу или вертикальный ряд из черточек. Как вариант – длинная полоска вдоль осевой линии цилиндра, один конец которой указывает на минус. Она выделяется на общем фоне своим оттенком.

По геометрии

Если у конденсатора одна ножка длиннее другой, то это – плюс. В основном подобным образом также маркируются изделия импортные.

С помощью мультиметра

Такой способ определения полярности конденсатора практикуется, если его маркировка трудночитаема или полностью стерта. Для проверки необходимо собрать схему. Понадобится или мультиметр с внутренним сопротивлением порядка 100 кОм (режим – измерение I=, предел – микроамперы)

или источник постоянного тока + милливольтметр + нагрузка

Что сделать

  • Полностью разрядить конденсатор. Для этого достаточно его ножки замкнуть накоротко (жалом отвертки, пинцетом).
  • Подключить емкость в разрыв цепи.
  • После окончания процесса заряда зафиксировать значение тока (он будет постепенно уменьшаться).
  • Разрядить.
  • Снова включить в схему.
  • Считать показания прибора.

Рекомендация. Определение полярности прибором целесообразно делать в любом случае. Это позволит одновременно произвести и диагностику детали. Если электролит, имеющий большой номинал, заряжается сравнительно быстро от источника 9±3 В, то это свидетельство того, что он «подсох». То есть утратил часть своей емкости. Его лучше в схему не ставить, так как ее работа может быть некорректной, и придется заниматься дополнительными настройками.

Сравнение рабочего и пускового конденсатора

Сравнительная таблица применения конденсаторов для асинхронных двигателей, включенных на напряжение 220 В.

РАБОЧИЙПУСКОВОЙ
Где применяетсяВ цепи рабочих обмоток асинхронного двигателяВ пусковой цепи
Выполняемые функцииСоздание вращающегося электромагнитного поля для работы электромотораСдвиг фаз между пусковой и рабочей обмоткой, запуск двигателя под нагрузкой
Время работыОт включения до окончания работыВо время запуска до выхода на нужный режим.
Тип конденсатораМБГО, МБГЧ и подобные нужного номинала и напряжения 1,15 выше питающегоМБГО, МБГЧ и подобные нужного номинала и на рабочее напряжение в 2-3 раза превышающее напряжение питания

В связи с тем, что указанные типы конденсаторов имеют относительно большие габариты и стоимость, в качестве рабочего и пускового конденсатора можно использовать полярные (оксидные) конденсаторы.

Они обладают следующим достоинством: при малых габаритах они имеют намного большую емкость, чем бумажные.

Наряду с этим существует весомый недостаток: включать в сеть переменного тока напрямую их нельзя. Для использования совместно с двигателем, нужно применить полупроводниковые диоды. Схема включения несложная, но в ней есть недостаток: диоды должны быть подобраны в соответствии с токами нагрузки. При больших токах диоды необходимо устанавливать на радиаторы. Если расчет будет неверным, или теплоотвод меньшей площади, чем требуется, диод может выйти из строя и пропустит в цепь переменное напряжение. Полярные конденсаторы рассчитаны на постоянное напряжение и при попадании на них напряжения переменного они перегреваются, электролит внутри них закипает и они выходят из строя, что может принести вред не только электромотору, но и человеку, обслуживающему данное устройство.

Напряжение 220 В – является напряжением опасным для жизни. В целях соблюдения правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителей, сохранения жизни и здоровья лиц, эксплуатирующих данные устройства, применение данных схем включения должен проводить специалист.

Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие

Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?

Будет интересно➡ Чем отличаются параллельное и последовательное соединение конденсаторов

В этом и попробуем сейчас разобраться. Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора. Отрицательная обкладка (катод) – просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.


Полярные и неполярные конденсаторы.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов. Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.


Полярность конденсатора.

А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.

Будет интересно➡ Формула расчёта сопротивления конденсатора

На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.


Полярный и неполярный конденсатор

Что такое полярность в химии

Полярность

– свойство, показывающее изменение распределения электронной плотности около ядер, если сравнивать с изначальным ее распределением в образующих данную связь нейтральных частицах.

Поляризуемость

— способность поляризоваться под воздействием электрического поля.

Мерой полярности

называется электрический момент диполя. В нейтральных соединениях он равен нулю. Его значение зависит от разности электроотрицательностей элементов.

Длина диполя

— расстояние между его полюсами. Данная характеристика также влияет на степень полярности.

Любое соединение состоит из ядра (положительные частицы) и электронов (отрицательные частицы). И положительные, и отрицательные частицы имеют свой электрический центр тяжести.

Если центры тяжести частиц совпадают, то соединение считается неполярным. Если же полюса не накладываются друг на друга, то в этом случае речь идет о дипольной связи.

Для чего используют конденсатор?

Промышленная отрасль производит самые разнообразные конденсаторы, которые затем используются во многих областях. Они требуются в следующих отраслях:

  • автомобилестроении;
  • радиотехнике;
  • электронике;
  • электробытовой технике;
  • приборостроении.

Конденсаторы можно назвать «сосудами» для хранения энергии. Они отдают энергию при коротких сбоях в питании. Кроме вышеперечисленного, специальный вид данных компонентов отделяет нужные сигналы, определяет частоту устройств, которые формируют сигналы. Конденсатор имеет быстрый период зарядки-разрядки.

Справка! Данный электрический элемент (конденсатор) располагает в своём составе парой проводников — это токопроводящие обкладки. При пропускании постоянного тока цепью его запрещено включать, так как это будет равносильно разрыву цепи.

В электроцепи переменного тока обкладки конденсатора попеременно заряжаются с частотой проходящего тока. Это можно объяснить следующим: зажимы данного источника тока время от времени подвергаются смене напряжения. Далее в цепи появляется ток переменного характера.

Подобно катушке, а также резистору, конденсатор оказывает переменному току сопротивление. Следует учесть, для токов различных частот оно будет разным. Например, проявляя хорошую пропускную способность для токов высокочастотных, он будет оказывать изолирующие свойства для токов низкочастотных.

Сопротивление электрического компонента взаимосвязанно с частотой, а также ёмкостью тока.

Устройство простейшего конденсатора

Конденсатор состоит их двух металлических пластин — электродов, называемых также обкладками, между которыми находится тонкий слой диэлектрика.

Собственно, все конденсаторы устроены именно таким (или почти таким) образом, разве что меняется материал обкладок и диэлектрика.

Чтобы увеличить ёмкость конденсатора, не увеличивая его размеры, применяют разные хитрости. Например, если мы возьмем две обкладки в виде длинных полосок фольги, проложим между ними хотя бы тот же полиэтилен и свернем все это как рулет, то получится очень компактный прибор с большой ёмкостью. Именно так устроены плёночные конденсаторы.

Если вместо полиэтилена взять бумагу и пропитать её электролитом, то на поверхности фольги образуется тонкий слой оксида, который не проводит ток. Такой конденсатор будет называться электролитическим.

Существует много разных видов конденсаторов: бумажные, плёночные, оксидные алюминиевые и танталовые, вакуумные и т.п. В нашем уроке мы будем использовать оксидные электролитические конденсаторы из-за их большой ёмкости и доступности.

Виды

Классификация конденсаторов может происходить по различным критериям.

По постоянству ёмкости:

  • Постоянные.
  • Переменные. Их ёмкость может изменяться либо вручную оператором (пользователем) устройства, либо под воздействием напряжения (как в варикапах и варикондах).

Советуем изучить Как устроить освещение участка

По полярности прикладываемого напряжения:

  • Неполярные – могут работать в цепях переменного тока.
  • Полярные – при подключении напряжения неправильной полярности выходят из строя.

В зависимости от того, где используются эти компоненты, различают разные варианты по материалу:

  • Бумажные и металлобумажные – это привычные многим, распространённые в советское время конденсаторы в виде прямоугольных кирпичиков с маркировкой наподобие «МБГЧ». Внешний вид этого вида конденсаторов вы видите ниже. Они неполярные.
  • Керамические – ими часто фильтруют высокочастотные помехи, а относительная диэлектрическая проницаемость позволяет делать многослойные компоненты с ёмкостью сопоставимой электролитам (дорого), не чувствительны к полярности.
  • Плёночные – распространены в виде коричневых подушечек, недорогие, используются повсеместно. Характерны малым током утечки, небольшой ёмкостью, высоким рабочим напряжением и нечувствительностью к полярности приложенного напряжения.
  • С воздушным диэлектриком. Лучший пример такого элемента – подстроечный конденсатор резонансного контура из радиоприёмника, ёмкость таких элементов невелика, но удобно реализовать её изменение.
  • Электролитические – это элементы в виде бочонков, их устанавливают чаще всего в качестве фильтра сетевых пульсаций в БП. Конструкция и принцип действия позволяют получить большую ёмкость при небольших размерах, но со временем могут высыхать, терять ёмкость или вздуваться. Как выглядят в исправном состоянии эти изделия вы видите ниже. В качестве диэлектрика используют тонкий слой оксида металла. Если в БП используют конденсаторы с диэлектриком из AL2O3 – т.н. «алюминиевые электролиты», то для работы в высокочастотных цепях – используют танталовые (Ta25 — они также относятся к электролитам) конденсаторы, потому что у них меньший ток утечки, большая устойчивость к внешним воздействиям в отличие от предыдущих, алюминиевых.
  • Полимерные – способны выдерживать большие импульсные токи, работать при низких температурах

Где используются конденсаторы

Конденсаторы применяются практически во всех современных устройствах: сабвуферах, электродвигателях, автомобилях, насосах, электроинструменте, кондиционерах, холодильниках, мобильных телефонах и т. п.

В зависимости от выполняемых функций их разделяют на общего назначения и узкоспециальные.

К конденсаторам общего назначения относятся низковольтные накопители, которые используются в большинстве видов электроаппаратуры.

К узкоспециализированным относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические ипусковые конденсаторы.

Техническое исполнение конденсаторов

Классифицировать конденсаторы можно по нескольким группам. Так, в зависимости от возможности регулировать емкость их разделяют на постоянные, переменные и подстроечные. По своей форме они могут быть цилиндрическими, сферическими и плоскими. Можно делить их по назначению. Но самой распространенной классификацией является таковая по типу диэлектрика.

Бумажные конденсаторы

В качестве диэлектрика используется бумага, очень часто — промасленная. Как правило, такие конденсаторы отличает большой размер, но были варианты и в небольшом исполнении, без промасливания. Используются в качестве стабилизирующих и накопительных устройств, а из бытовой электроники постепенно вытесняются более современными пленочными моделями.

При отсутствии промасливания имеют существенный недостаток — реагируют на влажность воздуха даже при герметичной упаковке. Промокшая бумага увеличивает энергопотери.

Диэлектрик в виде органических пленок

Пленки могут быть выполнены из органических полимеров, таких как:

  • полиэтилентерифталат;
  • полиамид;
  • поликарбонат;
  • полисульфон;
  • полипропилен;
  • полистирол;
  • фторопласт (политетрафторэтилен).

По сравнению с предыдущими, такие конденсаторы имеют более компактные размеры, не увеличивают диэлектрические потери при увеличении влажности, но многие из них подвергаются риску выхода из строя при перегреве, а те, что этого недостатка лишены, отличаются более высокой стоимостью.

Советуем изучить Элегазовые выключатели

Твердый неорганический диэлектрик

Это может быть слюда, стекло и керамика.

Преимуществом этих конденсаторов считается их стабильность и линейность зависимости емкости от температуры, приложенного напряжения, а у некоторых — даже от радиации. Но иногда сама такая зависимость становится проблемой, и чем она менее выражена, тем дороже изделие.

Оксидный диэлектрик

С ним выпускаются алюминиевые, твердотельные и танталовые конденсаторы. Они имеют полярность, поэтому выходят из строя при неправильном подключении и превышении номинала напряжения. Но при этом они обладают хорошей емкостью, компактны и стабильны в работе. При правильной эксплуатации могут работать около 50 тыс. часов.

Вакуум

Такие устройства представляют собой стеклянную или керамическую колбу с двумя электродами, откуда выкачан воздух. В них практически отсутствуют потери, но малая емкость и хрупкость ограничивают сферу их применения радиостанциями, где величина емкости не так важна, а вот устойчивость к нагреву имеет принципиальное значение.

Двойной электрический слой

Если посмотреть, для чего нужен конденсатор, то можно понять, что этот тип — не совсем он. Скорее, это дополнительный или резервный источник питания, в качестве чего они и используются. Одни категория таких устройств — ионисторы — содержат в себе активированный уголь и слой электролита, другие работают на ионах лития. Емкость этих приборов может составлять до сотен фарад. К их недостаткам можно отнести высокую стоимость и активное сопротивление с токами утечки.

Неполярные электролитические конденсаторы

Во время работы над разделом о конденсаторах я подумал, что было бы полезно объяснить, почему один тип конденсаторов может быть заменен другим. Это важный вопрос, так как существует множество факторов температурные характеристики, тип корпуса и так далее , которые делают тот или иной тип конденсаторов электролитический, керамический и пр. В статье будут рассмотрены популярные типы конденсаторов, их достоинства и особенности, а также области применения. В каждом разделе помещены ссылки на результаты поисковых запросов для некоторых серий наиболее популярных конденсаторов из каталога компании Терраэлектроника. Конденсаторы Рис.

Регистрация Вход.

С помощью мультиметра

Перед проведением экспериментов важно собрать схему так, чтобы испытательное напряжение источника постоянного тока (ИП) не превышало 70-75% от номинала, указанного на корпусе накопителя или в справочнике. Например, если электролит рассчитан на 16 В, то ИП должен выдавать не более 12 В. Если номинал электролита неизвестен, начинать эксперимент следует с малых значений в диапазоне 5-6 В, и затем постепенно повышать напряжение на выходе ИП.

Конденсатор должен быть полностью разряжен – для этого нужно соединить его ножки или выводы накоротко на несколько секунд металлической отверткой или пинцетом. Можно подключить к ним лампу накаливания от карманного фонарика, пока она не потухнет или резистор. Затем следует внимательно осмотреть изделие – на нем не должно быть повреждений и вздутий корпуса, особенно защитного клапана.

Потребуются следующие устройства и компоненты:

  • ИП – батарея, аккумулятор, блок питания компьютера или специализированное устройство с регулируемым выходным напряжением;
  • мультиметр;
  • резистор;
  • монтажные принадлежности: паяльник с припоем и канифолью, бокорезы, пинцет, отвертка;
  • маркер для нанесения знаков полярности на корпус проверяемого электролита.

Затем следует собрать электрическую схему:

  • параллельно резистору с помощью “крокодилов” (т.е. щупов с зажимами) присоединить мультиметр, настроенный на измерение постоянного тока;
  • плюсовую клемму ИП соединить с выводом резистора;
  • другой вывод резистора соединить с контактом емкости, а ее 2 контакт присоединить к минусовой клемме ИП.

Если полярность подключения электролита правильная, мультиметр ток не зафиксирует. Т.о., контакт, соединенный с резистором, будет плюсовым. В противном случае мультиметр покажет наличие тока. В этом случае с минусовой клеммой ИП был соединен плюсовой контакт электролита.

Другой способ проверки отличается тем, что мультиметр, параллельно подключенный к сопротивлению, переводится в режим измерения постоянного напряжения. В этом случае при правильном подключении емкости прибор покажет напряжение, величина которого затем будет стремиться к нулю. При неправильном подключении напряжение сначала будет падать, но потом зафиксируется на ненулевой величине.

Согласно 3 способу прибор, измеряющий постоянное напряжение, присоединяется параллельно не сопротивлению, а проверяемой емкости. При правильном подключении полюсов емкости напряжение на ней достигнет величины, выставленной на ИП. Если же минус ИП будет соединен с плюсом емкости, т.е. неправильно, напряжение на конденсаторе поднимется до значения, равного половине величины, выдаваемой ИП. Например, если на клеммах ИП 12 В, то на емкости будет 6 В.

С помощью чего измеряют полярность у конденсатора

Как узнать где на конденсаторе плюс, если стерта маркировка? К сожалению, в подавляющем большинстве случаев, при удаленной маркировке определить правильную полярность не представляется возможным. Для некоторых типов радиодеталей, при наличии соответствующего опыта, можно определять полярность при помощи тестера. Порядок действий следующий:

  • Переключатель прибора ставят в положение измерения сопротивления.
  • Прикасаются щупами к выводам элемента. В этот момент стрелка делает бросок, показывая низкое сопротивление (это происходит из-за процесса зарядки). Затем показания прибора изменяются в сторону увеличения сопротивления.
  • Меняют полярность щупов. Стрелка совершает еще больший скачок и снова возвращается в положение высокого сопротивления. Происходит разряд и последующий заряд с противоположной полярностью.
  • Засекают значения максимального сопротивления при различной полярности подключения щупов прибора. Меньшее значение говорит о наличии токов утечки, а значит полярность подключения щупов не соответствует назначению выводов. То есть, если обнаружено некоторое сопротивление, то положительный щуп устройства подключен к отрицательному выводу конденсатора. При правильной полярности у исправного элемента токи утечки ничтожны, и сопротивление приближается к бесконечности.

Вам это будет интересно Особенности полупроводников

Все вышесказанное справедливо только для некоторых типов электролитических конденсаторов, обладающими сравнительно большой ёмкостью. В остальных случаях достоверно определить назначение выводов достаточно проблематично.

Соблюдение полярности при подключении конденсаторов к цепям схемы важно не только для правильного функционирования устройства. Не менее важна безопасность, так как несоблюдение требований может привести к разрушению корпуса и повреждению других элементов конструкции.

Что будет если перепутать полярность

Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя! Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток. Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут корпус. Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе. Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.

Будет интересно➡ Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего?

При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу. Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме. Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.

Присутствует разъем для измерения емкости

Дальнейшая методика проверки зависит от функциональности самого мультиметра: обладает ли он специальными разъемами и функцией измерения емкости (обозначается Cx) или нет. Если да, то все предельно просто:

  • выпаяйте деталь из платы;
  • зачистите ножки от окислов и остатков припоя;
  • установите на приборе режим измерения емкости с пределом измерения, близким или равным к номиналу конденсатора, который на нем указан;
  • установите элемент в специальное парное гнездо на мультиметре, либо коснитесь ножками металлических пластин, его заменяющих.

Чтобы проверить электролитический конденсатор, необходимо соблюдать полярность — плюс к плюсу, минус к минусу. Если на гнездах прибора обозначены плюс и минус, то устанавливать его нужно только так. Если не обозначены — не имеет значения.

Электролитический конденсатор — это мини-аккумулятор, в нем содержится электролит, и подключается он только с соблюдением полярности.

Плюс на нем не отмечается, но минус промаркирован галочкой на золотистом фоне, кроме того, «минусовая» ножка иногда бывает длиннее. Неправильное подключение полярного элемента приведет к однозначному выходу его из строя.

После установки детали в гнезда мультиметр начнет заряжать его постоянным током. На дисплее появится число, которое будет постепенно увеличиваться.

Когда показания перестанут меняться — элемент максимально заряжен. Если показатель заряда аналогичен или хотя бы близок номиналу — элемент работоспособен.

А как проверить керамический конденсатор? Точно так же. Керамические элементы этого вида всегда неполярны, поэтому можно не опасаться неправильного подключения.

Работа электродвигателя без конденсатора

Термоваккумная обработка увеличивает срок службы конденсатора, исключая возможность внутренней коррозии элементов. Чистая комната, с контролем влажности и температуры воздуха, высокопроизводительное швейцарское оборудование. Мы готовы к выпуску до 20 шт. Там, где на других завода работают люди, у нас автоматизированные станки. Быстрее, качественнее, надежней. Наличие собственных тестовых лабораторий на все типы выпускаемой продукции позволяют дать дополнительную гарантию клиентам в качестве продукции.

Наиболее распространённые в России модели

Чаще всего можно встретить в продаже следующие марки:

  • Конденсаторы марки СВВ-60 с исполнением в металлизированном полипропиленовом варианте. Они отличаются сравнительно высокой ценой.
  • Плёночные марки HTC обладают достаточно высоким уровнем качества, но стоят немного меньше, чем СВВ-60.
  • Э92 представляют собой бюджетный вариант пусковых конденсаторов. Они имеют относительно невысокую цену, но в качестве и надёжности уступают предыдущим двум вариантам.

Существует также ряд других моделей, но они распространены в меньшей степени.

Процедура подключения конденсаторов Источник uk-parkovaya.ru

Можно ли ставить конденсаторы большего напряжения. Как заменить конденсатор в электронной аппаратуре. Основные параметры конденсаторов

Самая распространённая поломка современной электроники — это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор — радиоэлектронный компонент, основная цель которого — это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора — это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Автор : elremont от 26-01-2014

Это был один из тех дней, когда кошка пожевала ваш модуль? Или, может быть у вас есть старый усилитель, где из конденсаторов потекла эта противная ядовитая слизь? Если вы когда-либо были в этой ситуации, то вы могли бы отремонтировать модуль, заменив конденсаторы. Давайте рассмотрим пример, где я заменю этот конденсатор на печатной плате. Сначала немного теории. Что такое конденсатор? Конденсатор это устройство для хранения энергии, которое может быть использовано для сглаживания напряжения. Каждый конденсатор имеет два важных параметра: емкость и напряжение. Емкость говорит нам о том, сколько энергии может накопить конденсатор при заданном напряжении. Емкость обычно измеряется в микрофарадах (uF). В девяносто девяти процентах случаев, при замене конденсатора, надо использовать такое же значение емкости или очень близкое. Здесь применен конденсатор 470uF. Если я хочу заменить его, то в идеале я должен взять другой конденсатор на 470uF. Другой важный параметр это номинальное напряжение. Номинальное напряжение это максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать не взрываясь. Еще раз отметим, что напряжение написанное на конденсаторе означает, что это максимальное напряжение, которое может подаваться на конденсатор. Это не значит, что на конденсаторе, обязательно будет это напряжение. Например, это конденсатор на 16 вольт. Это не означает, что он заряжен на 16 вольт, как батарейка. Это означает, что если его заряжать до 5 вольт, то он будет прекрасно работать. Если я заряжу его до 10 вольт, все будет хорошо. Если заряжу его до 16 вольт, то он справиться и с этим. Но если я заряжу его до 25 вольт, он взорвется. Возвращаясь к нашему примеру конденсатора я вижу, что он рассчитан на 16 вольт. При замене я должен использовать конденсатор на 16V или выше. Теперь выясняется, что все конденсаторы на 470 uF, которые у меня есть рассчитаны 25 вольт. Но это не проблема. Если в оригинальной схеме требуется конденсатор на 16V, то я могу использовать конденсатор на 25V, это просто означает, что у меня будет больший запас прочности. Теперь давайте поговорим о полярности. На минусовой стороне электролитического конденсатора всегда будет нанесен маленький символ минуса. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что полярность совпадает с прежним конденсатором. Если перепутать полярность, то вот что происходит. Так что теперь, зная полярность, я заменю конденсатор и припаяю его на место. Напоследок, небольшое предупреждение по безопасности. Если вы когда-нибудь видели эти большин конденсаторы на напряжения более 200 вольт, то вы должны быть осторожны с ними, чтобы не задеть их, если они заряжены. Помните, что конденсатор, заряженный на 200V, может убить вас.
Удачной замены конденсаторов!
_

Приняв решение о замене конденсатора на печатной плате, первым делом следует подобрать конденсатор на замену. Как правило, речь идет об электролитическом конденсаторе, который по причине исчерпания своего рабочего ресурса начал создавать нештатный режим вашему электронному устройству, либо конденсатор лопнул из-за перегрева, а может быть вы просто решили поставить поновее или получше.

Выбираем подходящий конденсатор на замену

Параметры конденсатора на замену непременно должны подходить: его номинальное напряжение ни в коем случае не должно быть ниже, чем у заменяемого конденсатора, а емкость — никак не ниже, или может быть процентов на 5-10 выше (если это допустимо в соответствии с известной вам схемой данного устройства), чем была изначально.

Наконец, убедитесь, что новый конденсатор подойдет по размеру на то место, которое покинет его предшественник. Если он окажется чуть-чуть поменьше диаметром и высотой — не страшно, но если диаметр или высота больше — могут помешать компоненты, расположенные на этой же плате поблизости или он будет упираться в элементы корпуса. Эти нюансы важно учесть. Итак, конденсатор на замену выбран, он вам подходит, теперь можно приступать к демонтажу старого конденсатора.

Готовимся к процессу

Сейчас необходимо будет устранить с платы неисправный конденсатор, и подготовить место для установки сюда же нового. Для этого вам потребуется, конечно, а также удобно к данному действу подготовить кусок медной оплетки для снятия припоя. Как правило, мощности паяльника в пределах 40 Вт будет вполне достаточно даже если на плате был изначально применен тугоплавкий припой.

Что же касается медной оплетки для устранения припоя, то если у вас такой нет, ее весьма несложно изготовить самостоятельно: возьмите кусок не очень толстого медного провода, состоящего из тонких медных жилок, снимите с него изоляцию, слегка (можно простой сосновой канифолью), — теперь эти пропитанные флюсом жилки легко, словно губка, вберут в себя припой с ножек выпаиваемого конденсатора.

Выпаиваем старый конденсатор

Сначала посмотрите, какова полярность выпаиваемого конденсатора на плате: в какую сторону минусом он стоит, чтобы когда будете впаивать новый — не допустить ошибки с полярностью. Обычно минусовая ножка отмечена полосой. Итак, когда оплетка для удаления припоя приготовлена, а паяльник уже достаточно разогрет, сначала прислоните оплетку к основанию той из ножек конденсатора, которую вы решили освободить от припоя первой.

Аккуратно расплавьте припой на ножке прямо через оплетку, чтобы оплетка тоже разогрелась и быстро втянула в себя припой с платы. Если припоя на ножке многовато, двигайте оплетку по мере того как она будет заполняться припоем, собирая на нее весь припой с ножки, чтобы ножка в итоге осталась свободной от припоя. Проделайте это же самое со второй ножкой конденсатора. Теперь конденсатор можно легко выдернуть рукой или пинцетом.

Впаиваем новый конденсатор

Новый конденсатор необходимо установить с соблюдением полярности, то есть минусовой ножкой туда же, где была минусовая ножка выпаянного. Обычно минус обозначен полоской, а плюсовая ножка длиннее минусовой. Обработайте ножки конденсатора флюсом.

Вставьте конденсатор в отверстия. Не нужно заранее укорачивать ножки. Разогните ножки немного в разные стороны, чтобы конденсатор хорошо держался на месте и не выпадал.

Теперь, прогревая ножку возле самой платы кончиком жала паяльника, поднесите тычком припой к ножке, чтобы ножка окуталась, смочилась, окружилась припоем. То же самое проделайте со второй ножкой. Когда припой остынет, вам останется укоротить ножки конденсатора кусачками (до той длины, что и у соседних деталей на вашей плате).

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки — между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора -характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В — 10000 часов
  • 450 В — 5000 часов
  • 500 В — 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором — менее одной секунды, вторым — более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс «+» и минус «-» и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения — термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов . Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

С общ =С 1 +С 2 +…С п

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65 .

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60 , CBB61 .

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место — электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит — это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке — дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов — это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж: 16V (16 вольт). Ёмкость: 220µF (220 микрофарад). Вот эти номиналы очень важны при замене. Вольтаж можно выбирать равный или с большим номиналом. А вот ёмкость влияет на время зарядки/разрядки конденсатора и в ряде случаев может иметь важное значение для участка цепи.

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата — это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже — насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате — это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) .

Что будет если установить конденсатор меньшей емкости. Как заменить конденсатор в электронной аппаратуре. Полярность подключения электролитических конденсаторов

Автор : elremont от 26-01-2014

Это был один из тех дней, когда кошка пожевала ваш модуль? Или, может быть у вас есть старый усилитель, где из конденсаторов потекла эта противная ядовитая слизь? Если вы когда-либо были в этой ситуации, то вы могли бы отремонтировать модуль, заменив конденсаторы. Давайте рассмотрим пример, где я заменю этот конденсатор на печатной плате. Сначала немного теории. Что такое конденсатор? Конденсатор это устройство для хранения энергии, которое может быть использовано для сглаживания напряжения. Каждый конденсатор имеет два важных параметра: емкость и напряжение. Емкость говорит нам о том, сколько энергии может накопить конденсатор при заданном напряжении. Емкость обычно измеряется в микрофарадах (uF). В девяносто девяти процентах случаев, при замене конденсатора, надо использовать такое же значение емкости или очень близкое. Здесь применен конденсатор 470uF. Если я хочу заменить его, то в идеале я должен взять другой конденсатор на 470uF. Другой важный параметр это номинальное напряжение. Номинальное напряжение это максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать не взрываясь. Еще раз отметим, что напряжение написанное на конденсаторе означает, что это максимальное напряжение, которое может подаваться на конденсатор. Это не значит, что на конденсаторе, обязательно будет это напряжение. Например, это конденсатор на 16 вольт. Это не означает, что он заряжен на 16 вольт, как батарейка. Это означает, что если его заряжать до 5 вольт, то он будет прекрасно работать. Если я заряжу его до 10 вольт, все будет хорошо. Если заряжу его до 16 вольт, то он справиться и с этим. Но если я заряжу его до 25 вольт, он взорвется. Возвращаясь к нашему примеру конденсатора я вижу, что он рассчитан на 16 вольт. При замене я должен использовать конденсатор на 16V или выше. Теперь выясняется, что все конденсаторы на 470 uF, которые у меня есть рассчитаны 25 вольт. Но это не проблема. Если в оригинальной схеме требуется конденсатор на 16V, то я могу использовать конденсатор на 25V, это просто означает, что у меня будет больший запас прочности. Теперь давайте поговорим о полярности. На минусовой стороне электролитического конденсатора всегда будет нанесен маленький символ минуса. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что полярность совпадает с прежним конденсатором. Если перепутать полярность, то вот что происходит. Так что теперь, зная полярность, я заменю конденсатор и припаяю его на место. Напоследок, небольшое предупреждение по безопасности. Если вы когда-нибудь видели эти большин конденсаторы на напряжения более 200 вольт, то вы должны быть осторожны с ними, чтобы не задеть их, если они заряжены. Помните, что конденсатор, заряженный на 200V, может убить вас.
Удачной замены конденсаторов!
_

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки — между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора -характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В — 10000 часов
  • 450 В — 5000 часов
  • 500 В — 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором — менее одной секунды, вторым — более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс «+» и минус «-» и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения — термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов . Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

С общ =С 1 +С 2 +…С п

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65 .

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60 , CBB61 .

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

Приняв решение о замене конденсатора на печатной плате, первым делом следует подобрать конденсатор на замену. Как правило, речь идет об электролитическом конденсаторе, который по причине исчерпания своего рабочего ресурса начал создавать нештатный режим вашему электронному устройству, либо конденсатор лопнул из-за перегрева, а может быть вы просто решили поставить поновее или получше.

Выбираем подходящий конденсатор на замену

Параметры конденсатора на замену непременно должны подходить: его номинальное напряжение ни в коем случае не должно быть ниже, чем у заменяемого конденсатора, а емкость — никак не ниже, или может быть процентов на 5-10 выше (если это допустимо в соответствии с известной вам схемой данного устройства), чем была изначально.

Наконец, убедитесь, что новый конденсатор подойдет по размеру на то место, которое покинет его предшественник. Если он окажется чуть-чуть поменьше диаметром и высотой — не страшно, но если диаметр или высота больше — могут помешать компоненты, расположенные на этой же плате поблизости или он будет упираться в элементы корпуса. Эти нюансы важно учесть. Итак, конденсатор на замену выбран, он вам подходит, теперь можно приступать к демонтажу старого конденсатора.

Готовимся к процессу

Сейчас необходимо будет устранить с платы неисправный конденсатор, и подготовить место для установки сюда же нового. Для этого вам потребуется, конечно, а также удобно к данному действу подготовить кусок медной оплетки для снятия припоя. Как правило, мощности паяльника в пределах 40 Вт будет вполне достаточно даже если на плате был изначально применен тугоплавкий припой.

Что же касается медной оплетки для устранения припоя, то если у вас такой нет, ее весьма несложно изготовить самостоятельно: возьмите кусок не очень толстого медного провода, состоящего из тонких медных жилок, снимите с него изоляцию, слегка (можно простой сосновой канифолью), — теперь эти пропитанные флюсом жилки легко, словно губка, вберут в себя припой с ножек выпаиваемого конденсатора.

Выпаиваем старый конденсатор

Сначала посмотрите, какова полярность выпаиваемого конденсатора на плате: в какую сторону минусом он стоит, чтобы когда будете впаивать новый — не допустить ошибки с полярностью. Обычно минусовая ножка отмечена полосой. Итак, когда оплетка для удаления припоя приготовлена, а паяльник уже достаточно разогрет, сначала прислоните оплетку к основанию той из ножек конденсатора, которую вы решили освободить от припоя первой.

Аккуратно расплавьте припой на ножке прямо через оплетку, чтобы оплетка тоже разогрелась и быстро втянула в себя припой с платы. Если припоя на ножке многовато, двигайте оплетку по мере того как она будет заполняться припоем, собирая на нее весь припой с ножки, чтобы ножка в итоге осталась свободной от припоя. Проделайте это же самое со второй ножкой конденсатора. Теперь конденсатор можно легко выдернуть рукой или пинцетом.

Впаиваем новый конденсатор

Новый конденсатор необходимо установить с соблюдением полярности, то есть минусовой ножкой туда же, где была минусовая ножка выпаянного. Обычно минус обозначен полоской, а плюсовая ножка длиннее минусовой. Обработайте ножки конденсатора флюсом.

Вставьте конденсатор в отверстия. Не нужно заранее укорачивать ножки. Разогните ножки немного в разные стороны, чтобы конденсатор хорошо держался на месте и не выпадал.

Теперь, прогревая ножку возле самой платы кончиком жала паяльника, поднесите тычком припой к ножке, чтобы ножка окуталась, смочилась, окружилась припоем. То же самое проделайте со второй ножкой. Когда припой остынет, вам останется укоротить ножки конденсатора кусачками (до той длины, что и у соседних деталей на вашей плате).

Самая распространённая поломка современной электроники — это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор — радиоэлектронный компонент, основная цель которого — это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора — это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место — электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит — это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке — дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов — это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж: 16V (16 вольт). Ёмкость: 220µF (220 микрофарад). Вот эти номиналы очень важны при замене. Вольтаж можно выбирать равный или с большим номиналом. А вот ёмкость влияет на время зарядки/разрядки конденсатора и в ряде случаев может иметь важное значение для участка цепи.

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата — это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже — насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате — это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) .

Танталовые конденсаторы маркировка полярности: их обозначение, размеры

В настоящее время при производстве элементов электротехнической продукции применяются различные инновации, позволяющие выпустить основные детали меньшего размера, чем несколько десятков лет назад. Кроме того, ассортимент продукции также растёт, а маркировке отводится особое внимание, поскольку она помогает сделать правильный выбор при необходимости покупки оборудования. Ускорение рабочих операций по монтажу электрической цепи также зависит от того, насколько грамотно будущий владелец подошёл к выбору базовых элементов.

Что такое танталовые конденсаторы?

Танталовые конденсаторы – устройства для аккумулирования заряда, на поверхности которых формируется слой оксида. Такие изделия пользуются широким спросом. Накопительная ёмкость конденсатора во многом зависит от исходных характеристик этого слоя.

Танталовые конденсаторы

При обработке тантала на производстве достаточно просто контролировать основные параметры:

  • Толщину.
  • Проводимость.
  • Равномерность структуры.
Производство танталовых конденсаторов

Основные компоненты в таких конструкциях описываются следующим образом:

  • Анодный вывод для пайки.
  • Маркировочная линия.
  • Анод из гранулированного тантала, к которому добавляют слой пентаоксида.
  • Оксид, обладающий электролитическими характеристиками.
  • Комбинированное покрытие, с серебром и графитом.
  • Адгезивный серебряный слой.
  • Вывод для монтажа пайкой, с участием печатной платы.
  • Компаунд, за счёт которого формируется корпус.
Танталовые конденсаторы – что это

Увеличенное сопротивление обеспечивается за счёт аморфности оксидного слоя. Серебро и графит, наоборот, улучшают проводимость. Диэлектрик пробивается, если его прогрев будет чрезмерно высоким.

Внимание! Самостоятельное восстановление конденсатора допустимо только при небольших повреждениях и дефектах, и особенности, исключающие пригодность к ремонту также надо учитывать.

Характеристики (размеры)

На примере типовой модели разберём основные характеристики устройства:

  • Мощность рассеивания при 25 градусах – от 0,075 Вт до 0,165 Вт.
  • Напряжение от 4 до 75 В.
  • Ёмкость в мкФ – в пределах между 0,1 и 1000.
Характеристики устройств

Импеданс, или полное сопротивление, определяются частотой конденсатора.

Изделия этой категории также выпускаются с определёнными типоразмерами, чтобы упростить производство. Самые крупные габариты: 7,3 х 4,3 х 4,1 мм. Однако для размещения длинных надписей размера таких площадок будет недостаточно, из-за чего применяется индивидуальная система обозначений именно для маркировки конденсаторов.

Структура изделия

Маркировка SMD конденсаторов

Показатель номинального напряжения при увеличении окружающей среды – самый важный параметр при выборе конденсаторов. Это обеспечивает высокую надёжность, создавая определённый запас. Но реальное рабочее напряжение лучше создавать на уровне 0,5 – 0,6 номинального для того, чтобы прибор не испытывал предельные нагрузки, что значительно ограничит его ресурс.

Как обозначаются танталовые конденсаторы?

Главное отличие от остальных видов устройств – использование знака µ для ёмкости. Латинскую букву v добавляют после соответствующего числа, чтобы быстро понять, какое напряжение у прибора. Имеются также дополнительные коды, используемые для следующих параметров:

  • Завод-изготовитель.
  • Дата выпуска.
  • Вариант исполнения.
Маркировка

Изучение инструкции и описания на официальном сайте производителя поможет получить дополнительную информацию, связанную с той или иной конкретной моделью конденсатора. Особенно тщательно следует изучить пошаговое руководство по монтажу изделия. Например, при установке на печатную плату, в большинстве случаев пользуются обычной ручной пайкой, либо инфракрасным нагревом со специальной камерой.

Важно! Чтобы предотвратить разрушения оксидного слоя и возникновение прочих дефектов, рекомендуется придерживаться допустимого температурного диапазона, указанного производителем.

Какая полярность танталовых конденсаторов?

Маркировка полярности на танталовых конденсаторах зависит от нескольких показателей, приведённых ниже:

  • Страна изготовления.
  • Компания-производитель.
  • Стандарты, со временем способные меняться.

На старых отечественных приборах для обозначения положительного заряда использовался только один значок в форме «плюса». Иногда для этой части применяют понятие «анода», так как здесь не только пассивно накапливается заряд, но также фильтруется переменный ток. На современной печатной плате тоже может стоять знак «плюс».

Что такое полярность конденсатора

Некоторые изделия содержат маркировку под нижней частью пластикового или алюминиевого корпуса.

Важно! Маркировка на конденсатор танталовый SMD наносится немного не по тем же правилам, что для других изделий. У плоских моделей корпус чёрного или коричневого цвета, и они выглядят как маленькие прямоугольные пластины. У положительного вывода часть конструкции закрашена серебряной краской, там же стоит знак «плюса».

Что касается «минуса», то с этой стороны корпус оставляют неокрашенным. Сохраняется только естественный серебристый цвет. Интенсивным чёрным окрашивают сегмент круглого верхнего торца, и при оформлении используются синий и красный цвета. Даже после монтажа на печатную плату элемент с соответствующим оформлением легко увидеть на применяемой схеме. По сравнению с другими деталями, высота корпуса у минуса больше.

Как определить полярность конденсатора

На поверхность корпуса наносят маркировку, обозначающую соответствующую полярность. Обычно её выполняют в форме окружности с заштрихованными белыми линиями. Изображение легко найти в месте крепления отрицательного элемента. Но некоторые фирмы-производители предпочитают использовать белый цвет для оформления.

Можно применять и специальные приборы мультимеры для того, чтобы понять, какая полярность характерна для того или иного устройства.

Важно! В собранной схеме напряжение источника постоянного тока не должно превышать 70–75% от того значения, которое указано в инструкции или в соответствующих справочниках.

Современные SMD танталовые конденсаторы по внешнему виду мало чем отличаются от других миниатюрных устройств из той же сферы применения. Разница состоит лишь в количестве выводов на устройстве. На схемах дополнительно применяют обозначения, соответствующие российским и зарубежным стандартам электротехники. Порядковый номер детали и номинал ёмкости легко узнать, внимательно рассмотрев корпус, однако новичкам лучше обратиться к профессионалу, чтобы получить дополнительную консультацию. Только в таком случае исключается риск ошибки, и приобретённый конденсатор будет соответствовать целям покупателя.

Конденсаторы | Тубелаб

Содержание

  1. Начало работы
  2. Резисторы
  3. Головки для труб
  4. Конденсаторы

  5. Полупроводники
  6. Разъемы
  7. Схема подключения
  8. Касса
  9. Корпуса

Конденсаторы

На этой странице есть два набора инструкций по сборке.Сначала следуют обычные (сборка с верхней стороны) инструкции по сборке, перевернутые (с нижней стороны). От вашего выбора корпуса для печатной платы будет зависеть, какой метод вы будете использовать. Выберите один метод сборки платы и следуйте тому же методу для оставшейся части сборки платы.

На вашей плате уже должны быть установлены трубные патроны перед установкой конденсаторов. После установки конденсаторов установка патрубков для трубок затруднена, поскольку плату нельзя больше класть лицевой стороной вниз на плоскую поверхность для обеспечения выравнивания.

Электролитические конденсаторы имеют полярность и ДОЛЖНЫ быть установлены в правильном направлении.

На плате шелкотрафаретной печати рядом с плюсовым контактом каждой электролитической крышки имеется знак «+». Маркируются все электролитические конденсаторы, но, к сожалению, они не всегда одинаковы. На большинстве токовых конденсаторов ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод отмечен полосой, которая обычно содержит знак минус. Большинство также имеют более длинный вывод для ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ клеммы. Некоторые из них будут иметь маркировку для одной или обеих клемм на пластике рядом с самой клеммой.Перед установкой обязательно убедитесь, что вы идентифицировали клеммы на конденсаторах.

Если электролитик установлен наоборот, он НЕ МОЖЕТ. Отказ часто бывает мгновенным и обычно является взрывом, часто сильным, что может привести к серьезным травмам. Химические вещества, содержащиеся внутри этих колпачков, едкие. Они вредны для людей и со временем съедят покрытие на печатной плате. Это наиболее частая причина того, что многие усилители не работают с первого раза.

Как и резисторы, конденсаторы пронумерованы по функциям.C1, C2 и C3 являются частью блока питания. C10, C11 и C12 являются частью схемы усилителя правого канала, а C20, C21 и C23 являются частью схемы усилителя левого канала. В этой конструкции нет C4 – C9 и C13 – C19.

Соберите все конденсаторы, контрольный список, некоторые инструменты и приступайте к делу.

Установка конденсатора (верхняя сборка)

Я установил конденсаторы в эту плату без патронов для ламп. Я сделал это для того, чтобы было легче сфотографировать конденсаторы, показывающие полярность.Оказывается, мне этого не нужно было (я ведь не снимал с близкого расстояния). Это также подтвердило мою точку зрения о порядке сборки. Нельзя класть плату трубными патронами на рабочую поверхность, если в плате уже есть высокие конденсаторы. На вашей плате уже должны быть розетки.

Как и в случае с резисторами, он помогает идентифицировать все детали перед началом сборки и расположить их для облегчения идентификации. На этой плате используется девять конденсаторов.Шесть конденсаторов являются электролитическими, и их НЕОБХОДИМО вставлять в правильной ориентации. Это те, что в заднем ряду. Каждый из них имеет положительную клемму и отрицательную клемму. Убедитесь, что вы можете идентифицировать клеммы на этих конденсаторах, прежде чем начинать сборку на этой плате. На этой фотографии отрицательная клемма всех электролитов обращена вперед. Конденсаторы Panasonic (Matsushita, National), обычно используемые в усилителях звука, маркируют ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод полосой со знаком минус.У свинцовых также более длинный вывод на ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ клемме. Другие производители маркируют свои конденсаторы по-разному, но они маркируются.

Вставьте C1, как показано. Это электролитический конденсатор, имеющий полярность, что означает, что он ДОЛЖЕН быть вставлен в плату с правильной ориентацией. В любом случае он подойдет физически. Убедитесь, что вы можете определить отрицательную или положительную клемму на колпачке, и установите ее так, чтобы положительная сторона была ближе всего к V2, а отрицательная сторона — к C2.

C1 обрабатывает полную мощность силового трансформатора. Если он установлен неправильно, он может взорваться.

Если вы уверены, что он правильно сориентирован, припаивайте его.

То же самое нужно сказать и о C2. Отрицательная сторона идет рядом с C1, а положительная сторона идет к краю платы.

C1 и C2 в установленном виде выглядят так. Полоса обозначает ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод на конденсаторах Panasonic, используемых здесь. Они должны быть лицом друг к другу.

Шелкография для C3 испорчена. Трое провалились в дыру. C3 — небольшой конденсатор рядом с R3 (и электрически параллельно ему).

Вставка и припой C3.

Затем установите C10. Это электролитический конденсатор, который необходимо устанавливать с соблюдением полярности. Отрицательный вывод находится ближе всего к краю платы.

Другой вид C10.

C11 — крышка муфты правого канала. Я оставил на печатной плате достаточно места для размещения конденсаторов разных размеров.Для разумного конденсатора высокого класса я использую AuriCaps. Эти вещи поставляются с многожильными проводами, длина которых достаточно велика, чтобы добраться до следующей страны, поэтому их необходимо обрезать.

Проще всего это сделать с помощью таких приспособлений для зачистки проводов. Отрежьте и оголите провода, чтобы они соответствовали отверстиям на доске. При этом важно НЕ подвергать конденсатор нагрузке. Не удерживайте конденсатор при зачистке провода, удерживайте провод между колпачком и приспособлениями для зачистки. Это фото из другого дизайна, поэтому расширение.Ёмкость 68 мкФ.

Вот конденсатор после обрезки выводов. Я нанёс НЕБОЛЬШОЕ количество припоя на выводы. Если положить слишком много, провода не войдут в отверстия. Это может быть проще пропустить, поскольку отверстия подходят только для проводов AuriCap.

Вот установлен AuriCap. Технически эти конденсаторы не имеют полярности, но компания Auricap покрасила провода, поэтому я поместил их в соответствии с их цветовым кодом. Красный провод подключается к R19, а черный — к R15.

Здесь для C11 используется стандартный конденсатор (Мэллори).

Вставка и припой C12. Опять же, это электролит, и необходимо соблюдать полярность. Отрицательный конец идет к задней части платы. Положительный конец подключается к R17.

C12, вид спереди.

Затем установите C20. Это электролитический конденсатор, который необходимо устанавливать с соблюдением полярности. Отрицательный вывод находится ближе всего к краю платы.

C21 — крышка муфты левого канала. Устанавливается аналогично C11.

Вставка и припой C22.Опять же, это электролит, и необходимо соблюдать полярность. Отрицательный конец идет к задней части платы. Положительный конец подключается к R27.

Это вид C12 и C22 с задней стороны платы.

Теперь все крышки должны быть установлены, а конденсаторы должны быть отмечены в вашем списке запчастей.

Плата, вид спереди со всеми установленными заглушками.

Вид платы сверху со всеми установленными заглушками.

Есть еще несколько элементов, которые необходимо установить на самой печатной плате.Если вы довольны своей платой, перейдите на страницу «Полупроводники и теплоотводы».

Конденсаторная установка (обратная сборка)

Перед запуском ознакомьтесь с описанной выше обычной процедурой установки, поскольку она содержит информацию, которую здесь нельзя повторять.

Как и в случае с резисторами, он помогает идентифицировать все детали перед началом сборки и расположить их для облегчения идентификации. На этой плате используется девять конденсаторов. Шесть конденсаторов являются электролитическими, и их НЕОБХОДИМО вставлять в правильной ориентации.Это те, что в заднем ряду. Каждый из них имеет положительную клемму и отрицательную клемму. Убедитесь, что вы можете идентифицировать клеммы на этих конденсаторах, прежде чем начинать сборку на этой плате. На этой фотографии отрицательная клемма всех электролитов обращена вперед. Конденсаторы Panasonic (Matsushita, National), обычно используемые в усилителях звука, маркируют ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод полосой со знаком минус. У свинцовых также более длинный вывод на ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ клемме.Другие производители маркируют свои конденсаторы по-разному, но они маркируются.

Вы собираетесь установить конденсаторы (а позже и другие компоненты) на задней стороне печатной платы. На обратной стороне платы нет шелкографии. Чтобы избежать возможности установки конденсатора обратной стороной, я помечаю плату условным обозначением (C1, C2 и т. Д.) И полярностью. Если вы будете осторожны и используете маркер с тонким наконечником, вы можете нанести маркировку так, чтобы она была закрыта конденсатором при его установке.

Вставьте C1 в отмеченные отверстия, соблюдая полярность.

Когда вы АБСОЛЮТНО уверены, что C1 вставлен правильно, припаяйте его на место.

Вставьте C2 в отмеченные отверстия, соблюдая полярность.

Другой вид C1 и C2.

Припой C2 на место.

Шелкография для C3 испорчена. Трое провалились в дыру. C3 — небольшой конденсатор рядом с R3 (и электрически параллельно ему). Он будет установлен на тыльной стороне платы.

Вставка и припой C3.

Другой вид C3.

Следуя процедуре, используемой для C1 и C2, вставьте C10.

На многих электролитических конденсаторах положительный провод длиннее отрицательного. Убедитесь, что из отверстия торчит самый длинный провод со знаком + рядом с ним. Припаяйте и закрепите выводы C10.

Установите C11. Обратите внимание на отмеченные отверстия для других электролитических крышек.

Установите C12.

Установите C20.

Установите C21.

Установите C22.

Убедитесь, что ваша доска выглядит как на фотографиях выше.

Вид на верхнюю часть платы после установки всех заглушек на нижнюю.

Есть еще несколько элементов, которые необходимо установить на самой печатной плате. Если вы довольны своей платой, перейдите на страницу «Полупроводники и теплоотводы».

Учебный курс Фрэнка

Конденсаторы

Конденсатор — это пассивный электронный компонент, который в основном состоит из двух параллельных металлических слоев, разделенных изолятор.Типы конденсаторов названы в честь этого диэлектрика. Мы используем конденсаторы с диэлектриками из керамика, слюда, полиэстер, тантал и др.
Конденсаторы используются для блокировки или хранения напряжений и фильтрации сигналов.
Конденсаторы всегда имеют два контакта. Некоторые биполярные, другие монополярные.
Монополярные конденсаторы имеют два разных ведет, один положительный и один отрицательный.

Конденсаторы разных форм и размеров.

Монополярные конденсаторы обычно цилиндрические, а биполярные. имеют дисковую или прямоугольную форму.

Единицы, значения и символы
Буква в формуле конденсаторов C.
. Обозначения конденсаторов на принципиальных схемах показаны ниже. Специально для электролитических конденсаторов несколько существуют разные символы.

Неполярный конденсатор (слева) и три монополярных конденсатора.

Конденсатор характеризуется емкостью, которая измеряется в фарадах (Ф).
На практике это Ф, нФ, пФ.

1000 пФ = 1 нФ
1000 нФ = 1 Ф

Неполяризованные конденсаторы
Конденсаторы этого типа не имеют положительной и отрицательной клемм и могут устанавливаться в электронном виде двумя способами. доска.
Обычные неполяризованные конденсаторы изготавливаются из керамики, слюды или полипропилена. Керамические конденсаторы маленькие, дешевые и используются для высокочастотных приложений.
Основная характеристика неполяризованных конденсаторов заключается в том, что они блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток.Они также могут хранить напряжения на короткое время.
Конденсаторы в электронике в основном используются в приложениях переменного тока, таких как фильтры сигналов и схемы синхронизации.
В отличие от диэлектрика в поляризованных конденсаторах, диэлектрик в неполяризованных конденсаторах представляет собой твердый материал. что делает устройство прочным и надежным. Отказы такого типа случаются редко.

Конденсаторы неполярные разные. Маленькие диски представляют собой керамические конденсаторы.

Помимо конденсаторов постоянной емкости, существуют также конденсаторы переменной емкости.Но в больничном оборудовании они есть необычно.
Поляризованные конденсаторы
Некоторые конденсаторы, такие как электролитические и танталовые, поляризованы. У них есть два разных вывода, плюс (+) и минус (-). Это означает, что они должны быть правильно подключены. Отведения всегда четко обозначены.
Поляризованные конденсаторы — это в основном электролитические конденсаторы. Конструкция цилиндрическая с присоединительным кабелем. оба конца (осевые) для горизонтального монтажа или только с одной стороны (радиальные) для стоячего монтажного положения.
Для меньших напряжений и емкостей часто используются поляризованные конденсаторы из тантала. Они меньше и Выглядит иначе. Они имеют каплевидную форму.

Электролитические конденсаторы обладают очень высокой емкостью. Значение электролитических конденсаторов всегда составляет F.
Электролитические конденсаторы всегда имеют маркировку с указанием их максимального рабочего напряжения. Напряжение на выводах никогда не должен превышать это значение.

В отличие от неполяризованных конденсаторов электролит представляет собой жидкость. На практике этот факт является источником многих проблем.


Всегда упоминается поляризация. Часто отмечается отрицательный (-) вывод. Конденсаторы

доступны для вертикального и горизонтального монтажа.
Вертикальный (или стоячий) монтаж еще называют радиальным.
Горизонтальный (или прокладочный) монтаж еще называют осевым.

Стандартные значения
Подобно резисторам, доступные номиналы конденсаторов стандартизированы в серии E.Самая распространенная серия is E-12:

10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82

Пример: доступные конденсаторы: 33 пФ, 220 нФ, 0,68 Ф

Электролитические конденсаторы имеют более высокий допуск. Они доступны только в градации E-6 или даже E-3.

Пример: 10 F, 220 F, 4.700 F

Напряжение
Вторая важная характеристика конденсатора — это испытательное напряжение. Это максимальное напряжение конденсатора. может быть использован. Особенно это касается электролитических конденсаторов.

Биполярные конденсаторы для электронных целей (низкое напряжение) часто не показывают испытательного напряжения, потому что напряжения для электронных плат намного меньше испытательного напряжения конденсаторов. Только для сетевого применения (например, 230 В) необходимо учитывать контрольное напряжение.


Конденсатор сетевой. Здесь очень важно испытательное напряжение (275 В переменного тока).
Допуск
В дополнение к емкости и испытательному напряжению, допустимое значение указано на корпусе прибора. конденсатор.Допуск обозначается одной буквой:

Дж 5% K 10% M 20%

Пример: конденсатор, на котором имеется следующий текст. корпус: 105 K 330 V
имеет следующую спецификацию:
1 F (объяснение в следующей главе), допуск 10%, максимум напряжение 330 В.

Обычно допуск электролитических конденсаторов выше, чем допуск неполярных конденсаторов. Допуски электролитических конденсаторов не важны, поэтому они не упоминаются на конденсаторах.Обычно допускаются 20% и более.

Чтение конденсатора
Если вам повезет, на конденсаторе четко обозначены емкость и максимальное рабочее напряжение.

47 означает 0,47 F или 470 нФ
J означает допуск 5%
63 — максимальное рабочее напряжение в В

Часто чтение значений не очень четкое. Слишком много цифр и букв может сбить вас с толку. Всегда ищите числа из стандартных значений.

Только цифра 10n наверху конденсатора указывает емкость: 10 нФ
K означает допуск 10%, а 100, вероятно, означает испытательное напряжение.
1829 или 93 или 30 не являются числами стандартных значений. Они могут означать все, но не ценность.

Считывание значения часто бывает непростым, потому что блоки, специально предназначенные для биполярных конденсаторов, не работают. часто отсутствует. В принципе, тогда значение означает F.

Значение 0,33 означает 0,33 Ф или 330 нФ

Различаются только керамические (дисковые) конденсаторы. Поскольку их значение всегда очень мало, теперь это значение означает пФ.

Керамический конденсатор без блока. 27 в данном случае означает 27 пФ.

Чтобы сделать его более запутанным, иногда значение выражается в виде трехзначного числового кода, особенно на керамических изделиях. конденсаторы.Первые две цифры являются основанием значения, а третье число указывает множитель или проще говоря, количество нулей.

Еще один керамический конденсатор без блока. Опять же, единица измерения должна быть пФ.
47 выражает часть стоимости (серия E) а 3 — количество нулей значения.
Этот конденсатор имеет емкость 47 000 пФ или 47 нФ.


683 K означает
68 (3x 0) = 68 -000- пФ или 68 нФ
с допуском 10%

Пример: 102 = 10 00 = 1000 пФ или 1 нФ
224 = 22 0000 = 220 000 пФ или 220 нФ или 0.22 F
471 = 47 0 = 470 пФ

Упражнение: Каковы следующие характеристики конденсаторы имеются ввиду?
(Чтобы увидеть ответ, просто пространство за значениями)

104 K 50V 0,1F, 10%, 50 В
473 M 100 В 47 нФ, 20%, 100 В
68 К 50 В 68pF, 10%, 50V

Для электролитических конденсаторов нагляднее. Значение всегда F, и это также всегда упоминается.
Поляризация также всегда четко указана.


Емкость и напряжение четко указаны на электролитических конденсаторах.

1000 F
25 V
(-) штифт опущен

Комбинации
Подобно резисторам, несколько конденсаторов могут быть подключены параллельно или последовательно. Но в отличие от резисторов мощность последовательно уменьшается, а мощность параллельна больше.

Последовательные конденсаторы.Емкость становится меньше, но испытательное напряжение становится больше.

Наиболее распространенная комбинация: конденсаторы, включенные параллельно. Емкость можно просто добавить. Емкость получает больше. Контрольное напряжение остается прежним.

На практике иногда бывает полезна параллельная комбинация: необходимого вам конденсатора нет, кроме двух меньшая емкость. Емкости просто складываются.Испытательное напряжение каждого конденсатора должно быть таким же высоким (или выше), как и оригинал.

Пример: требуется конденсатор 1000 Ф / 25 В, но его нет в наличии. Но есть два конденсатора по
470 Ф / 50В. Параллельно значение будет 940 F, что примерно на 6% на
меньше оригинала. Поскольку допуски 20% обычно можно использовать эту комбинацию
. Это решение даже лучше чем оригинал, из-за более высокого испытательного напряжения
.

Приложения
Две основные характеристики конденсаторов — это хранение напряжений и фильтрация.
DC-Applications: хранилище
Хранение напряжения — типичное применение постоянного тока. В конденсаторе некоторое время сохраняется постоянное напряжение. Время Хранение зависит от емкости и может составлять миллисекунды или несколько секунд. Типичное применение — источники питания. где конденсаторы буферизируют постоянное напряжение, чтобы поддерживать его стабильность, и схемы таймера, где конденсаторы определяют переключение время.

Для накопителей напряжения конденсатор заземлен (всегда вертикально). После при выключении постоянное напряжение медленно падает.

Время хранения зависит от емкости. Чем больше емкость, тем дольше время. Для хранения или буферизации используются поляризованные электролитические конденсаторы большой емкости.

После выключения светодиод медленно гаснет.Чем больше емкость, тем медленнее время.

В источниках питания для буферизации и сглаживания напряжения используются электролиты с высокой емкостью. Конденсаторы очищают постоянное напряжение от колебаний и неровностей.

Это часть источника питания пульсоксиметра.
Устройство в центре — микросхема стабилизатора напряжения. Входное и выходное напряжение фильтруются конденсаторы.
Применение переменного тока: фильтрация
Конденсатор развязки — это конденсатор, используемый для отделения одной части электронного каскада от другой.То есть Это важно, потому что разные (аналоговые) ступени работают от разных напряжений постоянного тока. Ступени должны быть разделены по постоянному току. Постоянный ток должен быть заблокирован, но сигнал переменного тока должен пройти. Конденсатор отфильтровывает переменную часть сигнала.
На схемах развязывающие конденсаторы обычно рисуются горизонтально. Направление сигнала слева направо. (слева = вход, справа = выход).

Конденсатор блокирует прохождение постоянного тока.
Напряжение постоянного тока на одной стороне, поскольку на другой стороне конденсатора постоянное напряжение не действует.


Переменный ток может проходить через конденсатор. Потери (сопротивление переменному току) зависят от емкости и частоты. AC-сигнала.

В электронике сигналы переменного тока (звуки, удары сердца, видеоизображения …) очень часто должны быть усилены или преобразованы. Электронным ступеням нужна мощность питание (постоянный ток) для работы. Во время процесса сигнал переменного тока и напряжение постоянного тока накладываются друг на друга.Конденсаторы нужны для разделить каскады по постоянному току и подключить каскады по переменному току.

Это небольшой предварительный усилитель.
Микрофону необходимо определенное напряжение постоянного тока, а также транзистор. Напряжения постоянного тока должны быть развязаны, но микрофонный сигнал (AC) должен пройти. C1 выполняет эту работу. Также конденсатор C2 подводит выходной сигнал к следующий этап без постоянного напряжения. Ступени связаны по переменному току и изолированы по постоянному току.
Тестирование
Измеритель емкости — это электронное испытательное оборудование, используемое для измерения конденсаторов.Элитный цифровой мультиметр часто содержат функцию измерения емкости. Но на практике функция измерения емкости не работает. действительно необходимо, потому что дефекты на конденсаторах обычно видны.
При измерении электролитических конденсаторов имейте в виду, что они имеют плохие допуски.
Допуски 20% являются общими.

Если у вас нет измерителя емкости, работу электролитических конденсаторов можно проверить, подключив и отключение напряжения и измерение накопленного напряжения с помощью вольтметра.В зависимости от емкости напряжение упадет более-менее быстро.
С помощью какого-нибудь мультиметра вы можете включить диапазон Ω для зарядки конденсатора (с помощью внутренней батареи), а затем переключитесь в диапазон V, чтобы увидеть падение напряжения.

Поиск и устранение неисправностей
Большинство проблем с конденсаторами доставляют электролитические конденсаторы. Биполярные конденсаторы в электронике доски обычно служат вечно.

Причины неисправности электролитических конденсаторов — утечки, нагрев и низкое качество изготовления.Очень часто самое дешевое качество используется с испытательными напряжениями, очень близкими к рабочему напряжению. Через некоторое время работы над ограничить конденсаторы становятся поврежденными. Электролитические конденсаторы могут протечь, треснуть или даже взорваться. В большинстве случаев дефект виден. Необычно то, что электролитические конденсаторы теряют емкость без каких-либо признаков повреждения.

Эту потерю емкости часто бывает трудно обнаружить. Ток не становится больше, предохранители не срабатывают и ничего не греется.Оборудование вроде как-то работает, но не корректно. Напряжения не буферизуются, сигналы — нет. могут появиться отфильтрованные и другие странные эффекты.

Причина неисправности — электролит внутри конденсатора. Часто конденсатор не герметичен. и конденсатор протекает. Диэлектрическая жидкость также может испаряться при высокой температуре, может создавать давление. на корпусе конденсатора и заставляет конденсатор разбухать или даже взорваться.

Утечка электролита может также вызвать коррозию печатной платы, на которой установлен конденсатор.Искать коррозии, очистите плату и замените места пайки.


Обычно видимые дефекты электролитических конденсаторов. Здесь тело лопается и диэлектрик выходит наружу.


Для предотвращения взрыва электролитические конденсаторы имеют перфорацию для выхода газов или диэлектрика. жидкость при выходе из строя.

При замене конденсатора имейте в виду следующее:

Убедитесь, что полярность правильная.
Электролитические конденсаторы сохраняют напряжение в течение длительного времени. Разрядите электролитические конденсаторы.
, коротко закоротив два клеммных провода. Конденсаторы высокого напряжения следует укоротить на резистор
Ом (например, 1 кОм). Проверьте напряжение с помощью мультиметра.
Выбирайте конденсаторы с максимально высоким испытательным напряжением. или лучше выше оригинала.

Цены
Дефекты неполяризованных конденсаторов встречаются редко. Нет необходимости иметь их на складе. Но немного электролитического конденсаторы должны быть в наличии в каждой мастерской.
Вот типичные цены на конденсаторы в Европе:
Керамика 0,10 €
МКС 630В 0,20 €
Конденсатор SMD 0,30 €
Тантал 10 F / 25V 0,30 €
Электролитический 10 F / 40 В 0,20 €
Электролитический 1000 F / 40 В 0.80 €
Электролитический 4700 F / 63 В 4.00 €
Источники и дополнительная информация
Конденсаторы: http://en.wikipedia.org/wiki/Конденсаторы
Типы: http://en.wikipedia.org/wiki/Types_of_capacitor
Электролитические конденсаторы: http://en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor
Приложения: http://en.wikipedia.org/wiki/Applications_of_capacitors
Дефекты: http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_plague

Тесты подтверждения производительности — United Chemi-Con

Полярность
В приложениях постоянного тока проверьте полярность.Если полярность поменять, срок службы цепи сократится или конденсатор может быть поврежден. Обычно допускается прерывистое обратное напряжение в 1 вольт постоянного тока. Конденсаторы, используемые в цепях, полярность которых иногда меняется или полярность неизвестна, требуют использования биполярного конденсатора. Также обратите внимание, что алюминиевый электролитический конденсатор нельзя использовать для переменного тока.

Изоляционная оболочка
Алюминиевые электролитические конденсаторы общего назначения закрыты оболочкой из поливинилхлорида или аналогичного материала.В дополнение к изоляционным свойствам, рукав также используется для маркировки.

Изоляция от алюминиевой банки
Алюминиевая банка не изолирована от катода, и когда внутренний элемент должен быть электрически

, изолированные от банки, следует использовать конденсаторы, специально разработанные для этих требований к изоляции. Кроме того, фиктивный вывод не изолирован от катода и не должен быть электрически соединен с анодом или катодом.

Рабочая температура
Выберите конденсатор, максимальная заданная температура которого превышает рабочую температуру приложения.Это увеличит срок службы конденсатора. Однако, если номинальная температура конденсатора меньше, чем температура применения, срок службы конденсатора значительно сократится или конденсатор может выйти из строя катастрофически.

Как правило, на каждые 10 градусов снижения рабочей температуры срок службы конденсатора удваивается и, наоборот, он будет уменьшаться вдвое на каждые 10 градусов повышения температуры, как определено следующей формулой ожидаемого срока службы.

Где:
L X = Срок службы при фактической рабочей температуре T X
L O = Срок службы при максимальной номинальной рабочей температуре
T O = Максимальная номинальная рабочая температура (° C)
T X = Фактическая рабочая температура (° C)

Ток пульсаций / Срок службы нагрузки
Ожидаемый срок службы алюминиевого конденсатора определяется не только температурой окружающей среды, но и током пульсаций, а температура окружающей среды плюс повышение температуры из-за пульсаций тока равняется рабочей температуре.

Не применяйте пульсирующий ток, превышающий номинальный максимальный пульсирующий ток, допустимый для конденсаторов, так как это приведет к сокращению срока службы конденсатора и может привести к отказу конденсатора или к катастрофическому выходу из строя.

Во многих случаях нагрев конденсатора из-за пульсаций тока более серьезен, чем температурная нагрузка окружающей среды, и достигается скорость ускорения приблизительно 2 на каждые 5-10 ° C повышения температуры. Ниже приводится формула, используемая для определения продолжительности жизни.

Где:
L X = Срок службы при фактической температуре окружающей среды и фактическом токе пульсаций
L O = Срок службы при максимальной номинальной рабочей температуре и номинальном постоянном напряжении без пульсаций
T O = Максимальная номинальная рабочая температура (° C )
T X = Фактическая температура окружающей среды (° C)
T = Повышение внутренней температуры (° C) из-за фактического тока пульсаций
K = Коэффициент ускорения, варьируется от 5 до 10 с помощью продукта и условий

Номинальное напряжение
Если приложенное напряжение превышает номинальное напряжение конденсатора, конденсатор может быть поврежден из-за увеличения тока утечки.При использовании конденсатора с переменным напряжением, накладываемым на постоянное напряжение, необходимо проявлять осторожность, чтобы пиковое значение переменного напряжения плюс постоянное напряжение не превышало номинальное напряжение.

Когда конденсаторы подключены последовательно, распределение напряжения в серии может быть неоднородным. Это связано с нормальным распределением утечки постоянного тока и должно быть учтено в процессе проектирования с использованием конденсатора с более высоким номинальным напряжением и / или использования балансировочных резисторов параллельно с каждым последовательным конденсатором.

Импульсное напряжение
Номинальное импульсное напряжение — это максимальное перенапряжение, включая постоянное, пиковое переменное напряжение и переходные процессы, которым конденсатор может подвергаться в течение коротких периодов времени (не более 30 секунд каждые 5 минут). Согласно JIS C5141, испытание должно проводиться в течение 1000 циклов при комнатной температуре в условиях испытания W согласно JIS C5141 или при максимальной рабочей температуре при условиях испытания B и C согласно JIS C5141. При испытании на конденсатор должно подаваться напряжение через токоограничивающий резистор 1000 Ом без разряда.После испытания электрические характеристики конденсатора указаны в JIS C5141. Если не указано иное, номинальные перенапряжения следующие:

Номинальное напряжение (В) 6,3 10 16 25 35 50 63 80 100 160
Номинальное импульсное напряжение (В) 8 13 20 32 44 63 79 100 125 200
Номинальное напряжение (В) 200 250 315 350 400 450 500
Номинальное импульсное напряжение (В) 250 300 365 400 450 500 550

Сверхмощные приложения для зарядки / разрядки
Стандартный алюминиевый электролитический конденсатор не подходит для цепей, в которых есть частые циклы зарядки и разрядки.Если стандартный конденсатор используется в цепях, в которых циклы заряда и разряда часто повторяются, значение емкости может упасть, а конденсатор может выйти из строя. Пожалуйста, обратитесь в наш технический отдел за помощью в этих приложениях.

Вентиляционное отверстие
Для правильной работы предохранительного клапана необходимо достаточное пространство. Рекомендуется оставлять минимальный зазор над вентиляционным отверстием 2 мм для банок диаметром 16 мм и меньше, 3 мм для банок диаметром 18-35 мм и 5 мм для банок диаметром 40 мм и больше.

Клей и покрывающие материалы
Когда клей используется на резиновом уплотнении конденсатора для закрепления его на печатной монтажной плате, клей не должен содержать галогенированных углеводородов или каких-либо химических веществ, которые могут повредить резиновое уплотнение или втулку из ПВХ.

Кроме того, после очистки растворителем и перед нанесением клея или покрывающего материала на конденсатор испарите остатки растворителя с резинового уплотнения конденсатора в течение не менее 10 минут при 50-85 ° C с помощью принудительной подачи воздуха.

Механическое напряжение на выводных проводах и клеммах
Если к выводным проводам и клеммам приложить чрезмерное усилие, они могут быть сломаны или могут быть нарушены их соединения с внутренним элементом. (Прочность клемм см. В JIS C5102, C5141 и C5142.) Расстояние между отверстиями для клемм на печатной плате должно быть таким же, как расстояние между подводящими проводами или клеммами на конденсаторе.

1. Осевые и радиальные типы выводов
Неправильная установка выводных проводов в печатные платы может вызвать утечку электролита, обрыв выводных проводов или нарушить соединения выводных проводов с внутренним элементом.Если расстояние между двумя отверстиями для клемм на печатной плате не может быть таким же, как расстояние между подводящими проводами, рекомендуется использовать сформированные выводы конденсатора.

2. Защелкивающийся тип

Неправильная установка клемм в печатные платы может привести к поломке клемм или нарушению их электрических соединений с внутренними элементами. Пустая клемма многополюсного конденсатора должна иметь тот же потенциал, что и электролит или катод, и поэтому должна быть изолирована от цепи.

3. Винтовая клемма Тип
Слишком большой крутящий момент, прилагаемый при затягивании винтов в клемме, приведет к зачистке резьбы и, возможно, увеличению контактного сопротивления. С другой стороны, если винты недостаточно затянуты, высокое контактное сопротивление вызовет локальный нагрев клемм, что приведет к преждевременному выходу из строя.

Пайка
Неправильная пайка может привести к сжатию или повреждению оплетки конденсатора. Пожалуйста, внимательно прочтите следующую информацию перед пайкой.

  1. Если паяльник соприкасается с корпусом конденсатора во время подключения, повреждение поливиниловой гильзы и / или корпуса может привести к повреждению изоляции или ненадлежащей защите элемента конденсатора.
  2. При пайке печатной платы необходимо следить за тем, чтобы температура пайки не была слишком высокой, а время волны или время пайки не было слишком большим. В противном случае это может отрицательно повлиять на электрические характеристики и изоляционную оболочку алюминиевых электролитических конденсаторов.В случае миниатюрных алюминиевых электролитических конденсаторов ничего ненормального не произойдет, если процесс пайки будет выполняться при температуре ниже 260 ° C в течение менее 10 секунд.
  3. При пайке гильза может расплавиться или сломаться, если она соприкоснется со следами на печатной плате. Чтобы избежать этой проблемы, не размещайте следы печатной платы под корпусом конденсатора.
  4. Гильза может быть оплавлена ​​припоем, который перемещается вверх через отверстия для выводов на печатной плате. Чтобы избежать этой проблемы, рекомендуется то же приложение, что указано в пункте 3.
  5. При пайке соседних компонентов к конденсатору предварительно нагретые подводящие провода или клеммы могут порвать гильзу конденсатора, если эти клеммы соприкасаются с гильзой конденсатора. Поэтому аккуратно устанавливайте конденсаторы, чтобы клеммы соседних компонентов или подводящие провода не соприкасались с гильзой, особенно при установке на монтажных платах со сквозными отверстиями.

Для конденсаторов для поверхностного монтажа условия пайки оплавлением указаны в разделе «Монтаж на поверхность» каталога H7 United Chemi-Con.

Очистка
Алюминий может агрессивно разрушаться галогенид-ионами, особенно хлорид-ионами. Даже небольшое количество хлорид-ионов внутри конденсатора вызовет коррозию, которая способствует быстрому падению емкости и вентиляции. Таким образом, предотвращение загрязнения хлоридами является наиболее важным этапом контроля качества производства.

Конденсаторы, стойкие к растворителям, требуются, когда для очистки используются хлорированные углеводороды. Если на печатной плате присутствуют алюминиевые электролитические конденсаторы без конструкции, устойчивой к действию растворителей, для очистки рекомендуется использовать спиртосодержащие растворители.

Механизм коррозии алюминиевых электролитических конденсаторов ионами хлора можно объяснить следующим образом:

Хлорированные растворители абсорбируются и диффундируют через полимерное уплотнение на входе в конденсатор. В зависимости от конкретного растворителя и электролита могут происходить различные химические реакции, но конечным результатом является высвобождение ионов хлора.

Хлорид-ионы могут проникать через дефекты и микротрещины в диэлектрическом слое оксида алюминия, достигая нижележащего металлического алюминия.В этих точках металлический алюминий подвергается воздействию растворимого хлорида, как показано в следующей анодной реакции полуячейки:

Al + 3Cl -> AlCl 3 + 3e …… .. (8)

В электролите всегда содержится не менее 1-2% воды, и этого достаточно для гидролиза AlCl 3 :

AlCl 3 + 3H 2 O -> Al (OH) 3 + 3H + + 3Cl …. (9)

В результате этой реакции высвобождаются ионы хлора, которые атакуют алюминий.Ион водорода увеличивает местную кислотность, что приводит к растворению оксидного диэлектрика. Таким образом, локализованная коррозия происходит с повышенной скоростью при воздействии как металла, так и диэлектрика.

Поэтому рекомендуемые чистящие растворители не содержат галогенов. Когда необходимо использовать галогенированные растворители, рекомендуются устойчивые к растворителям конденсаторы, конструкции уплотнения которых специально разработаны для этого применения. Растворитель на терпеновой или нефтяной основе набухает и повреждает резиновое уплотнение конденсатора.Щелочное омыляющее средство может повредить металлический алюминий и маркировку. К нашим продуктам совместимы следующие чистящие растворители:

Очистка негалогенированным растворителем

Растворители Высшая спиртовая основа:
Pine Aplah ST-100S
Clean Through 750H, 750K, 750L и 710M
Technocard FRW-14-17
Условия очистки 60 ° C макс. в течение 10 минут
Погружение (с ультразвуком или без него)
Примечания
  1. Процессы стирки, ополаскивания и сушки должны быть организованы таким образом, чтобы другие компоненты и печатные платы не стирали маркировку конденсатора.Мойка под душем может повлиять на маркировку.
  2. Для ополаскивания водой контролируйте условия, чтобы избежать усадки рукава.
  3. Для щелочных растворителей, таких как Clean Through 750H и т. Д., Не оставляйте остаточную щелочь на конденсаторе после процесса очистки.

Очистка растворителем HCFC
Следующая очистка растворителем HCFC совместима с конденсаторами стойкого к растворителям типа.

Растворители ГХФУ (AK225AES)
Условия очистки 5 минут макс.(Максимум 3 минуты для SREC и KRF; максимум 2 минуты для KRE) с одним погружением, ультразвуковой или паровой очисткой. Погружение (с ультразвуком или без него).
Применимая серия (только стойкие к растворителям продукты) Крепление на поверхность МФ, МФК, МВ, МВК, МФ-БП, МФК-БП, МВ-БП, МВК-БП
Низкопрофильный КРЭ, СРАК, КМА, СРГ, КРГ
Радиальный вывод SMEG (~ 250V), KMG, SME (~ 250V), KME (~ 250V), SME-BP, KME-BP, SXE, LXF, KMF (~ 100V), EX, LX, LXA, GXC, LLA, KRF , TXG
Осевой вывод SME, KME (250 В и менее, диаметр 18 мм и менее)
Примечания Если конденсатор устанавливается на печатную плату без зазоров между его торцевым уплотнением и печатной платой, там может остаться растворитель.Остаточный растворитель должен быть в достаточной степени испарен путем принудительной сушки на воздухе в течение не менее 10 минут при 50-85 ° C сразу после очистки растворителем.

Неочищенный флюс: И ионный галоген, и неионогенный галоген повреждают конденсатор, когда они проникают внутрь конденсатора через резиновое уплотнение. Часть флюса, называемого негалогенированным флюсом, содержит менее ионный активатор галогена с добавлением большого количества неионного галогена.

Некоторые клеи, гидроизоляционные и пылезащитные средства также содержат галогениды и должны использоваться с осторожностью.

Электролитная и разделительная бумага
В алюминиевом электролитическом конденсаторе используется горючая разделительная бумага во внутреннем элементе, пропитанном горючим электропроводящим электролитом. Если электролит вытечет на печатную плату, он может замкнуть или стереть медные следы и может загореться при подаче напряжения. Будьте осторожны с расположением вентиляционного отверстия, медной площадки и медной дорожки при проектировании печатной платы. Если используется печатная плата со сквозным отверстием, никакие медные дорожки и земля не должны находиться под конденсатором.Если это так, оставьте пространство над следом не менее 1-2 мм.

Хранение
Электрические характеристики алюминиевых электролитических конденсаторов зависят от температуры; чем выше температура окружающей среды, тем быстрее ухудшаются электрические характеристики (т. е. увеличивается ток утечки, увеличивается tan d, падает емкость и т. д.). Если алюминиевый электролитический конденсатор подвергается воздействию высоких температур, таких как прямой солнечный свет, нагревательные элементы и т. Д., Срок службы конденсатора может ухудшиться.Когда конденсаторы хранятся во влажных условиях в течение длительного времени, влажность вызывает окисление выводных проводов / клемм и, таким образом, ухудшение паяемости. Поэтому алюминиевые электролитические конденсаторы следует хранить при комнатной температуре, в сухом месте и вдали от прямых солнечных лучей.

Процесс обработки / преобразования напряжения в электролитических конденсаторах может потребоваться после того, как конденсатор хранился более 2 или 3 лет. Если алюминиевые электролитические конденсаторы хранятся при температуре выше комнатной в течение длительного времени, анодная фольга может вступить в реакцию с электролитом, увеличивая ток утечки.После хранения приложение даже нормального напряжения к этим конденсаторам может привести к более высоким, чем обычно, токам утечки.
В большинстве случаев ток утечки возвращается к нормальному уровню
за короткий период времени. Однако в крайних случаях количество выделяемого газа может привести к открытию предохранительного клапана.

Конденсаторы

, которые хранятся в течение длительного времени, следует подвергнуть процессу обработки / преобразования напряжения (Примечание 1), который приведет к преобразованию диэлектрика и возврату тока утечки к исходному уровню.Увеличение тока утечки во время хранения будет зависеть от рабочего напряжения конденсаторов, обычно в следующем порядке:

Конденсаторы низкого напряжения <Конденсаторы среднего напряжения <Конденсаторы высокого напряжения.

Примечание 1: В процессе преобразования приложенное напряжение постепенно увеличивается до номинального напряжения без превышения начального заданного тока утечки конденсатора. После достижения номинального напряжения продолжайте подавать это напряжение в течение 30–60 минут.

Рисунок 28.Влияние времени и температуры хранения

Как проверить, вставлен ли конденсатор наоборот

Вставлен ли конденсатор в обратном направлении, можно определить с помощью распознавания изображений или ICT

Для конденсаторов с полярностью, таких как электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и т. Д., Категорически запрещено вставлять их в обратном порядке. Если их подключить задним ходом, они выйдут из строя или даже лопнут. При производстве печатных плат очень важно определить, вставлен ли конденсатор в обратном направлении.Особенно в производственной линии ручного введения вероятность неправильного или обратного введения очень высока. Производственные линии нижнего уровня обычно проходят ручной осмотр; производственные линии с более высокой степенью автоматизации или более высокими требованиями будут использовать распознавание изображений или ИКТ для определения того, подключен ли конденсатор.

Распознавание изображения определяет, вставлен ли конденсатор в обратном направлении

После того, как печатная плата выходит из печи, она отправляется на станцию ​​контроля.Камера высокого разрешения делает снимок печатной платы и сравнивает его с правильной фотографией стандартной модели. Если конденсатор вставлен неправильно или неправильно, он будет помечен как неисправный и исправен. Передача на следующую станцию.

ICT определяет, вставлен ли конденсатор в обратном направлении

ICT называется автоматическим онлайн-тестером. Это необходимое испытательное оборудование для современных производственных цехов печатных плат. ICT может обнаруживать обрыв и короткое замыкание, а также определять, правильно ли установлены различные электронные компоненты.Точность измерения ICT очень высока, что может значительно повысить эффективность производства линии по производству печатных плат. Чтобы использовать ICT для тестирования, на печатной плате необходимо зарезервировать точки тестирования в каждой сети, которая должна быть протестирована. В процессе тестирования тестовые контакты будут подключены к тестовым точкам печатной платы. ИКТ похожи на «мультиметр», который может обнаруживать цепи и компоненты на печатной плате.

Это особый метод определения того, вставлен ли конденсатор задом наперед.Два контакта, напрямую подключенные к конденсатору, не могут быть обнаружены. Вам необходимо добавить к корпусу конденсатора дополнительный тестовый вывод. Судить о том, перевернута ли вилка, необходимо по разнице между сопротивлением положительного электрода корпусу и сопротивлением отрицательного электрода корпусу.

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, используемых в цепях питания, на MLCC.

Переход на MLCC дает 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

Краткое руководство по замене электролитических конденсаторов на MLCC

Почему электролитические конденсаторы сейчас заменяются на MLCC?

Замена электролитического конденсатора возможна сегодня из-за большой емкости в MLCC

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

Наряду с растущей высокой степенью интеграции основных компонентов LSI и IC в электронных устройствах, наблюдается тенденция к снижению напряжения 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, трудность 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 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?

MLCC

Конденсатор электролитический танталовый

Алюминиевый
электролитический конденсатор

Основные характеристики
  • Миниатюрный, низкопрофильный
  • Высокая надежность, длительный срок службы
  • Низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)
  • Без полярности
  • Большая емкость
  • Превосходные характеристики смещения постоянного тока
  • Большая емкость
  • Недорого
Меры предосторожности при использовании
  • Большое изменение емкости из-за температуры и смещения постоянного тока (приложен постоянный ток)
  • Низкое ESR является преимуществом, но также может вызывать аномальные колебания в цепях питания
  • Сравнительно высокое ESR, значительное самонагревание из-за пульсаций тока
  • Низкое номинальное напряжение
  • Большой форм-фактор
  • Короткий срок службы в высокотемпературных средах
  • Высокое ESR, значительное самонагревание из-за пульсаций тока
Электролитические конденсаторы большой емкости, которые имеют тенденцию к короткому сроку службы из-за значительного самонагрева

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

ESR конденсатора изменяется в зависимости от частоты.
Если ESR конденсатора установлен на определенной частоте как «R», а ток пульсации установлен как «I», «RI 2 » становится потерей мощности, и конденсатор самонагревается.

Хотя 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 будет уменьшаться, когда использование превысит допустимый ток пульсаций.

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 есть 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 необходимо соблюдать осторожность из-за их ограниченного срока службы. 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 напряжения пульсаций не превышает номинальное напряжение (выдерживаемое напряжение), когда напряжение пульсаций 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 пульсаций тока является преобладающей проблемой в выходных конденсаторах цепей питания.
На рисунке 7 показана основная 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 для замены электролитических конденсаторов на MLCC в преобразователях постоянного тока в постоянный как решение 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 принципиальная 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, следует по аналогичной схеме. Функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор использует проводящий полимер в качестве электролита и является типом, разработанным для низкого ESR. По сравнению с типичным 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: Зависимость между ESR и пульсирующим напряжением (частота переключения 340 кГц)

Достоинства замены электролитического конденсатора в преобразователе постоянного тока на MLCC

Замена электролитического конденсатора на MLCC дает 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 большой 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

С другой стороны, у MLCC

нет такой проблемы из-за низкого ESR в широкой полосе частот, что обеспечивает эффективное управление пульсациями 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 в постоянный?

Низкое ESR — это особенность 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, увеличивает 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 катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) сглаживающей цепи. 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 если 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)

Раньше 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 шум пульсации 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 на самом деле 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 покрыть 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 в зависимости от их 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 проявляются 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 имеется 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 проницаемость)

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 рекомендуемые 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 цепей источника питания.

Какой тип конденсатора следует использовать? | Блоги

Марк Харрис

| & nbsp Создано: 7 октября 2020 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 27 января 2021 г.

Конденсаторы

Конденсаторы

являются одними из основных компонентов всех электронных устройств и жизненно важны для их работы.В современной электронике чаще всего встречаются керамические конденсаторы, разделяющие источники питания почти для каждой интегральной схемы (ИС) на печатной плате, или алюминиевые электролитические конденсаторы в качестве объемной емкости для регулятора напряжения. Однако конденсаторы используются в гораздо большем количестве применений, чем просто для обхода шума, и существует гораздо больше типов конденсаторов, чем только керамические и алюминиевые электролитические.

Конденсаторы используются для:

  • Муфта
  • Развязка
  • Фильтры
  • Накопление / поставка энергии
  • Согласование импеданса
  • Демпферы
  • и многие другие приложения

В этой статье мы рассмотрим все типы конденсаторов и их области применения.Хотя мы можем думать о конденсаторах как о стабильной технологии, которая не менялась десятилетиями, реальность такова, что конденсаторы сегодня сильно отличаются от конденсаторов десятилетней давности, не говоря уже о 20-летней давности. Области применения, для которых вы никогда не могли бы представить использование конденсаторов определенного типа в прошлом, сегодня вполне разумны, учитывая достижения в конденсаторной технологии. Напротив, хотя некоторые конденсаторы сегодня могут считаться устаревшими и не имеющими практического применения по сравнению с другими типами конденсаторов, у них все еще есть свои нишевые приложения, в которых они преуспевают.

Хотя все конденсаторы имеют емкость — не все они равны. Емкость — не единственный критический параметр при выборе конденсатора, и каждый тип конденсатора используется в разных приложениях, поэтому иногда сделать правильный выбор — непростая задача. Было бы лучше, если бы вы рассмотрели емкость, максимальное напряжение, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), эквивалентную последовательную индуктивность (ESL), долговечность, размер, цену, доступность, параметры, которые меняются с температурой, и так далее.Например, при выборе байпасного конденсатора важны параметры ESR и ESL. С другой стороны, при выборе конденсатора для хранения энергии или внезапного изменения нагрузки утечка тока может быть более критичной.

Типы конденсаторов, их номинальное напряжение и емкость

Выбор конденсатора в первую очередь зависит от вашего приложения и бюджетных ограничений. Цена конденсаторов может варьироваться от менее цента до более 100 долларов.

Давайте посмотрим на типы конденсаторов, где они используются и когда один подходит больше, чем другой.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы — один из самых популярных и распространенных типов конденсаторов. Раньше керамические конденсаторы имели очень низкую емкость, но в настоящее время это не так. Многослойные керамические конденсаторы (MLCC) широко используются в схемах; их номинальная емкость может достигать сотен микрофарад (мкФ). Современные керамические конденсаторы могут использоваться вместо конденсаторов других типов для устаревшего оборудования / конструкций, таких как электролитические или танталовые, и предлагают более высокие характеристики при более низкой стоимости.

Базовые сборки керамических конденсаторов SMT
Image Source

MLCC имеют керамический диэлектрический корпус, который представляет собой смесь тонко измельченных гранул параэлектрических или сегнетоэлектрических материалов и других компонентов для достижения желаемых параметров. У них есть несколько слоев электродов, которые создают емкость. Керамика спекается при высоких температурах, образуя электрическую и механическую основу конденсатора.

Керамические слои обычно очень тонкие; однако это зависит от номинального напряжения компонента.Чем выше напряжение, тем больше толщина и размер конденсатора при той же емкости. Конденсатор обычно защищен от влаги и других загрязнений тонким покрытием.

Хотя, как и всегда, существуют версии керамических конденсаторов со сквозными отверстиями / выводами, по-настоящему сияют именно конденсаторы для поверхностного монтажа. Интересно, что если сегодня вы разобьете много керамических конденсаторов со сквозными отверстиями, вы можете обнаружить конденсатор для поверхностного монтажа, прикрепленный к выводам под бусинкой! Объем производства и экономия на масштабе, которую обеспечивает объем для конденсаторов для поверхностного монтажа, удешевляют производителям простую переупаковку компонента для поверхностного монтажа в корпус со сквозными отверстиями.Керамические конденсаторы для поверхностного монтажа могут предложить весьма конкурентоспособные номинальные значения емкости для своего небольшого размера. MLCC — это самые маленькие конденсаторы на рынке, с упаковками до 08004 (0201 метрическая система). Без конденсаторов этих крошечных размеров высокопроизводительные платы с высокой плотностью размещения не были бы жизнеспособными.

MLCC

популярны не только потому, что они компактны с относительно высокой емкостью, но и потому, что они критически важны для многих приложений, где электролитический тип был бы совершенно непригоден.Керамические конденсаторы, как часто упускается из виду, обычно не загораются и не взрываются, если с ними неправильно обращаться. Они не имеют полярности и могут иметь напряжения, значительно превышающие их номинальные значения, без повреждения самого конденсатора. Напротив, алюминиевые электролитические и особенно танталовые конденсаторы имеют тенденцию превращаться в маленькие ракетные двигатели или взрываться, если к ним приложено даже незначительное обратное напряжение или их номинальные характеристики даже немного превышены.

Другие преимущества:

  • Широкий диапазон емкости и напряжения
  • Высокая надежность
  • Лента и катушка для поверхностного монтажа
  • Низкое СОЭ
  • High Q на высоких частотах
Многослойный керамический конденсатор
Image Source

Несмотря на свои общие преимущества и преимущества, не все керамические конденсаторы одинаковы, и некоторые из них чрезвычайно дешевы, а другие дороги. Параметры конденсатора также зависят от нескольких факторов, например, от типа используемого керамического диэлектрика.Чаще всего используются диэлектрики C0G, NP0, X7R, Y5V и Z5U.

Есть два основных класса керамических конденсаторов:
Класс 1: обеспечивает высокую стабильность и низкие потери для резонансных схем (NP0, P100, N33, N75 и т. Д.).
Класс 2: обеспечивает высокую объемную эффективность для приложений буфера, байпаса и соединения (X7R, X5R, Y5V, Z5U и т. Д.).

Керамические конденсаторы класса 1

Керамические конденсаторы

класса 1 обеспечивают высочайшую стабильность и самые низкие потери.Они обладают высокой толерантностью и точностью и более стабильны при изменении напряжения и температуры. Конденсаторы класса 1 подходят для использования в качестве генераторов, фильтров и требовательных аудиоприложений.

Коды допусков для керамических конденсаторов класса 1 приведены ниже:

Первый символ Второй символ Третий символ
Письмо Sig. Фигуры Цифра Множитель (10х) Письмо Допуск
С 0.0 0 -1 G +/- 30
B 0,3 1 -10 H +/- 60
л 0,8 2 -100 Дж +/- 120
А 0,9 3 -1000 К +/- 250
M 1.0 4 +1 л +/- 500
-п. 1,5 6 +10 M +/- 1000
R 2,2 7 +100 N +/- 2500
S 3,3 8 +1000
Т 4.7
В 5,6
U 7,5

Первый символ — это буква, обозначающая значащую цифру изменения емкости в зависимости от температуры в ppm / ° C.Второй символ числовой и обозначает множитель для первого символа. Третий символ — это буква, обозначающая максимальную ошибку в ppm // ° C.

Например, керамика : C0G предлагает один из самых стабильных диэлектриков конденсаторов на рынке. Изменение емкости в зависимости от температуры составляет 0 +/- 30 ppm / ° C, что составляет менее +/- 0,3% от номинальной емкости в диапазоне от -55 ° C до + 125 ° C. Дрейфом емкости или гистерезисом для керамики C0G можно пренебречь и составляет менее ± 0,05% по сравнению с ± 2% для пленочных конденсаторов.

Керамический диэлектрик C0G (NP0) обычно имеет «Q», превышающее 1000, и показывает небольшие изменения емкости или «Q» с частотой. В дополнение к этому, диэлектрическое поглощение обычно составляет менее 0,6%; это похоже на слюду, которая известна своим очень низким поглощением. Это делает керамические конденсаторы превосходными для ВЧ-приложений, и обычно вы можете найти керамические конденсаторы, специально разработанные для ВЧ-цепей.

Керамические конденсаторы класса 2

Керамические конденсаторы

класса 2 имеют гораздо более высокий уровень диэлектрической проницаемости, чем конденсаторы класса 1.Это дает им гораздо более высокий уровень емкости на единицу объема. Однако в качестве компромисса для этой более высокой плотности они имеют более низкую общую точность и стабильность. В дополнение к более низкой точности и стабильности керамические конденсаторы класса 2 также демонстрируют нелинейный температурный коэффициент и емкость, которая в небольшой степени зависит от приложенного напряжения.

Такие конденсаторы идеально подходят для развязки и развязки, где точное значение емкости не критично, но где пространство может быть проблемой.Они также идеально подходят для измерения объемной емкости в цепях, которые имеют быстро меняющиеся нагрузки, но при этом должны иметь компактную площадь основания, например, ИС РЧ передатчика / приемопередатчика.

Коды символов для допусков керамических конденсаторов класса 2:

Первый символ Второй символ Третий символ
Письмо Низкая температура Цифра High Temp Письмо Изменение
X -55 ° C (-67 ° F) 2 + 45 ° С (+ 113 ° F) D +/- 3.3%
Y -30 ° C (-22 ° F) 4 + 65 ° С (+ 149 ° F) E +/- 4,7%
Z + 10 ° C (+ 50 ° F) 5 + 85 ° C (+ 185 ° F) F +/- 7,5%
6 + 105 ° С (+ 221 ° F) -п. +/- 10%
7 + 125 ° C (257 ° F) R +/- 15%
S +/- 22%
Т + 22% / -33%
U + 22% / -56%
В + 22% / -82%

Первый символ — это буква, обозначающая нижнюю границу диапазона рабочих температур.Второй номер — это верхний предел рабочей температуры. Третий символ — это буква, обозначающая изменение емкости во всем диапазоне рабочих температур.

Одним из наиболее распространенных и популярных керамических диэлектриков класса 2 является X7R, который имеет диапазон температур от -55 ° C до + 125 ° C и изменение емкости ± 15%, что является относительно невысокой стоимостью, но все же имеет относительно хорошие допуски. Конденсаторы Y5V также очень распространены, поскольку емкость или напряжение начинает достигать верхнего края данного корпуса.Он имеет температурный диапазон от -30 до + 85 ° C и допуск в диапазоне + 22 / -82%, что по-прежнему подходит для многих требований к развязке или объемной емкости, которые должны быть компактными и экономичными.

Керамические конденсаторы класса 3

Исторически существуют также керамические конденсаторы класса 3, которые обеспечивают высокую емкость на единицу объема. Эти диэлектрики сложно найти все еще в производстве, поскольку современная многослойная керамика класса 2 может предлагать аналогичные или более высокие емкости в сочетании с лучшими характеристиками в более компактном корпусе.

Конденсаторы танталовые

Тантал — это тип электролитического конденсатора, в котором в качестве анода используется металлический тантал, покрытый тонким слоем оксида, который действует как диэлектрик. Тантал предлагает очень тонкий диэлектрический слой, что приводит к более высоким значениям емкости на единицу объема.

Танталовые конденсаторы SMT
Image Source

Танталовые конденсаторы поляризованы, что означает, что они могут использоваться только с источником постоянного тока и размещены только в правильной ориентации.Танталовый конденсатор, используемый за пределами его номинального напряжения / температуры или с неправильной полярностью, быстро приведет к тепловому выходу из строя, вызывая пожары и даже небольшие взрывы. Их можно смягчить, используя в конструкции элементы безопасности, такие как ограничители тока или плавкие предохранители. Тем не менее, об этом следует помнить при использовании танталовых конденсаторов, близких к их номинальным характеристикам.

По сравнению с керамическими конденсаторами эквивалентное последовательное сопротивление танталового конденсатора относительно велико, обычно на несколько порядков выше.Это делает танталовые конденсаторы плохим выбором для высокочастотных приложений.

Танталовые конденсаторы, как правило, значительно дороже, чем MLCC, поэтому использование танталовых крышек для общих приложений становится все более редким. У них действительно есть некоторые выдающиеся особенности, которые делают их идеальными для определенных приложений, несмотря на их дополнительную стоимость.

Линейное изменение емкости с температурой

Танталовые конденсаторы демонстрируют линейное изменение емкости в зависимости от температуры.Это линейное изменение упрощает расчет емкости в критических условиях. В дополнение к линейному изменению емкость танталовых конденсаторов увеличивается с температурой, что дает преимущества, например, для накопления энергии или стабильности при изменении нагрузки импульсного источника питания. Если танталовый конденсатор находится рядом с импульсным блоком питания, его емкость немного возрастет, поскольку блок питания подвергается большой нагрузке и нагревается.

Зависимость емкости MLCC и танталового конденсатора от температуры
Источник изображения

Ограниченные микрофонные / пьезоэлектрические эффекты

Благодаря пьезоэлектрическому эффекту керамические конденсаторы являются микрофонными, поскольку они вибрируют, генерируя напряжение, как пьезо микрофон.Этот эффект может вызвать дополнительный шум в цепи, что не идеально для плат в условиях высокой вибрации с чувствительными / низковольтными аналоговыми сигналами. Этот шум не является достаточно значительным, чтобы повлиять на цифровые или усиленные аналоговые сигналы, однако неусиленные аналоговые сигналы от преобразователей или другие очень чувствительные сигналы могут быть затронуты. Это одна из причин, по которой многие компоненты, связанные со звуком, не рекомендуют керамические конденсаторы. Танталовые конденсаторы обычно не обладают пьезоэлектрическими / микрофонными характеристиками, что делает их идеальными для аудиоприложений или приложений, которые испытывают сильную вибрацию.

Керамический конденсатор и танталовый конденсатор Акустические эффекты
Источник изображения

Характеристики емкости в зависимости от напряжения

Танталовые конденсаторы очень стабильны при различных условиях постоянного напряжения, если эти условия не выходят за пределы номинальных значений конденсатора. Емкость многослойных керамических конденсаторов значительно изменяется с увеличением напряжения, уменьшаясь по мере увеличения напряжения. Это может быть жизненно важным для приложений с переменным напряжением, а также может сделать танталовый конденсатор сопоставимым по цене с MLCC в определенных приложениях.Танталовый конденсатор обычно дает полную заявленную емкость без каких-либо допусков. Для источников питания с низким уровнем шума и критических систем развязки, где керамический конденсатор может работать при напряжении, близком к максимальному, вам потребуется 1/3 емкости от танталового конденсатора, как от керамического конденсатора. В качестве альтернативы вам понадобится 1/3 от количества параллельных конденсаторов, чтобы иметь такую ​​же реальную емкость, что может обеспечить значительную экономию места.

Емкость как функция смещения постоянного тока для танталового конденсатора (TC) и MLCC
Источник изображения

Стабильность во времени

Диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов из-за деградации со временем поляризованных доменов в сегнетоэлектрических диэлектриках. Хотя это может звучать как техническая болтовня из научно-фантастического сериала, реальный эффект заключается в уменьшении емкости с течением времени. С другой стороны, танталовые конденсаторы, как правило, остаются стабильными в течение всего срока службы.Танталовые конденсаторы также не высыхают и не разрушаются, как алюминиевые электролитические конденсаторы, что делает танталовые конденсаторы идеальными для приложений с длительным сроком службы, особенно в сценариях, где обслуживание дорого или невозможно, или где устройство критически важно.

Старение MLCC проявляется в уменьшении емкости с течением времени
Image Source

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы являются культовыми. Если вы будете искать изображения конденсаторов, вы, скорее всего, получите изображение алюминиевого электролитического конденсатора.В современной электронике алюминиевые конденсаторы в основном используются для емкостей большой емкости, где требуется значительная емкость из-за их большого размера, высокого ESR и утечки тока. Хотя они были заменены во многих приложениях, они по-прежнему очень популярны из-за их огромных значений емкости, высоких значений максимального напряжения и низкой стоимости.

Основные алюминиевые электролитические конденсаторы
Источник изображения

Алюминиевый электролитический конденсатор состоит из жидкого электролита.Электролит представляет собой жидкость или гель, содержащий высокую концентрацию ионов. Как и танталовые конденсаторы, которые также являются электролитическими, алюминиевые электролитические конденсаторы поляризованы. Это означает, что положительный вывод должен иметь более высокий потенциал, чем отрицательный. В отличие от научно-фантастических шоу, где капитан призывает «перевернуть полярность», чтобы что-то заработало, если вы сделаете это с алюминиевым конденсатором, он быстро выйдет из строя, лопнет и потенциально загорится.

Структура алюминиевого электролитического конденсатора
Image Source

Алюминиевые конденсаторы во многих приложениях были заменены более дешевыми многослойными керамическими конденсаторами, алюминиево-полимерными конденсаторами с низким ESR или танталовыми конденсаторами из-за большого количества недостатков алюминиевых электролитических конденсаторов.Алюминиевые конденсаторы имеют очень высокое эквивалентное последовательное сопротивление, что заставляет их рассеивать большую мощность, когда на конденсатор подаются сигналы с высокой частотой или большой амплитудой. Срок службы алюминиевого конденсатора сильно ограничен электролитом, который может высохнуть — срок службы значительно сокращается при высоких температурах эксплуатации. Ток утечки алюминиевого конденсатора значительно выше, чем у конденсаторов большинства других типов, что делает их менее идеальными для применения в соединительных устройствах.

Из-за недостатков эти конденсаторы непригодны для использования во многих современных приложениях. Тем не менее, алюминиевые конденсаторы никуда не денутся, поскольку у них есть несколько преимуществ, не в последнюю очередь из-за их мизерной стоимости при сопоставимой емкости / напряжении. Алюминиевые конденсаторы также предлагают значения емкости до нескольких фарад и гораздо более высокие напряжения, чем многие другие типы конденсаторов, по крайней мере, с учетом емкости. Несмотря на свой размер, они могут иметь меньшую площадь основания, чем эквивалентная емкость в нескольких других конденсаторах другого типа, подключенных параллельно, поскольку для алюминиевых конденсаторов характерно высокое соотношение диаметра к высоте.Если вертикальный зазор не является проблемой, алюминиевый конденсатор может иметь исключительную емкость для его площади основания.

По сравнению с танталовыми конденсаторами, алюминиевые конденсаторы, как правило, меньше повреждают цепь при выходе из строя. Когда срок службы алюминиевого конденсатора подходит к концу, его емкость постепенно уменьшается. Если он выходит из строя из-за перенапряжения или другого неправильного обращения, он обычно лопнет или разбухнет, не повредив при этом кусок вашей печатной платы, или вызовет пожар.

В то время как полимерные версии алюминиевых конденсаторов имеют много преимуществ, простой алюминиевый конденсатор значительно дешевле, а также обеспечивает более высокое максимальное номинальное напряжение.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

могут быть заменены во многих приложениях, поскольку они не соответствуют строгим требованиям современной схемотехники, они по-прежнему непревзойденны в приложениях, где большие значения емкости требуются при ограниченном бюджете. Они используются во многих импульсных источниках питания для уменьшения пульсаций напряжения, аудио или других фильтров нижних частот, сглаживания или измерения объемной емкости.Хотя они могут быть не идеальным выбором, иногда они — единственный выбор или единственный способ добиться стабильной схемы в рамках бюджета.

Конденсаторы полимерные

Полимерные конденсаторы — это относительно новая технология, которая быстро становится распространенным типом электролитических конденсаторов. Они являются отличной альтернативой основным алюминиевым и танталовым конденсаторам, а в некоторых случаях даже многослойным керамическим конденсаторам. В этих конденсаторах в качестве электролита используются проводящие твердые полимеры, а не жидкие или гелевые электролиты, которые встречаются в традиционных электролитических конденсаторах.Поскольку как алюминиево-полимерные, так и тантал-полимерные конденсаторы предлагаются в тех же корпусах, что и их родительские жидкие электролиты, можно легко модернизировать существующую конструкцию до полимерных конденсаторов и воспользоваться преимуществами.

Полимерные конденсаторы
Image Source

Благодаря использованию твердых электролитов, полимерные конденсаторы позволяют избежать высыхания жидкого электролита, что серьезно ограничивает срок службы классических электролитических конденсаторов.

Полимерные конденсаторы

могут использоваться в качестве замены танталовых электролитических конденсаторов в большинстве ситуаций, если они не превышают максимальное номинальное напряжение, которое, как правило, ниже, чем у классических электролитических конденсаторов.Чаще всего встречаются полимерные конденсаторы с номинальным напряжением до 35 В постоянного тока, но все еще существует множество вариантов примерно до 63 В постоянного тока. Существует ограниченное количество конденсаторов, рассчитанных на 250 В постоянного тока для алюминиевого полимера или 125 В постоянного тока для танталового полимера.

Другая причина, по которой существующие конструкции, как правило, не заменяют большинство танталовых или алюминиевых электролитических конденсаторов полимерными, заключается в том, что они относительно дороги. При этом есть несколько преимуществ использования полимерных конденсаторов в конструкциях, особенно в источниках питания.В нескольких моих статьях по проекту с открытым исходным кодом я указывал алюминиево-полимерные конденсаторы, поскольку их производительность на доллар была непревзойденной для этих конкретных приложений.

Характеристики емкости от напряжения

Подобно танталовым электролитическим конденсаторам, которые мы рассматривали ранее, полимерные конденсаторы имеют практически идентичные свойства, когда дело доходит до зависимости емкости от напряжения — емкость увеличивается линейно с увеличением температуры.

Зависимость емкости MLCC и полимерного конденсатора от времени и температуры
Источник изображения

Очень низкое ESR

Существенным недостатком традиционных танталовых и алюминиевых конденсаторов является их высокое эквивалентное последовательное сопротивление.При использовании для фильтрации приложений в импульсном источнике питания трудно получить мелкие пульсации напряжения или уменьшить кондуктивные электромагнитные помехи. ESR полимерных конденсаторов аналогичен многим керамическим конденсаторам, что делает их идеальными для применения в фильтрах, поскольку они предлагают значительно более высокие значения емкости, чем керамические конденсаторы. Хотя полимерные конденсаторы значительно дороже, чем их аналоги с жидким электролитом, они все же намного дешевле, чем эквивалентное количество параллельных керамических конденсаторов.Низкое ESR полимерных конденсаторов делает их идеальными для любых приложений с сильноточной пульсацией, где требуется большая емкость.

Высокая емкость

Алюминиевые полимерные конденсаторы в основном имеют очень высокую плотность емкости для занимаемой ими печатной платы. Танталовые полимерные конденсаторы обычно не выпускаются в высоких корпусах, как алюминиевые. Высокие цилиндрические алюминиевые конденсаторы позволяют обеспечить исключительно высокую емкость за счет использования компонентов с высоким соотношением сторон, которые очень высоки по сравнению с занимаемой площадью — если позволяют зазоры.

Нет утечки

Алюминиевые конденсаторы известны своим выходом из строя из-за высыхания или утечки электролита. Протекающий конденсатор может повредить печатную плату, которую в противном случае можно было бы отремонтировать, просто заменив конденсатор. Благодаря твердому полимерному электролиту утечка невозможна.

Без пьезоэффекта

Как и их неполимерные аналоги, как обсуждалось ранее, полимерные варианты не имеют пьезоэлектрических / микрофонных проблем, что делает их идеальными для аудио и других чувствительных аналоговых приложений с малым сигналом.

Стабильность частоты

Как упоминалось ранее, полимерные конденсаторы отлично подходят для высокочастотных приложений по сравнению с их аналогами с жидким электролитом. Хотя они не так хороши, как керамический конденсатор, они очень близки и могут предложить высокую емкость по той же цене и занимаемой плате, по сравнению с вариантом керамического конденсатора.

Параметр емкости полимерных, MLCC и танталовых конденсаторов в зависимости от частоты
Источник изображения

Это делает полимерные конденсаторы превосходными для источников питания и аудиоприложений.Хотя полимерный конденсатор обычно дороже, чем другие альтернативы, он может предложить экономию по сравнению с керамическими конденсаторами из-за уменьшения емкости при напряжении в керамике, что требует меньшего количества полимерных конденсаторов для выполнения той же работы.

В качестве примера можно взять простой DC-DC понижающий блок питания:

Преобразователь постоянного тока в качестве примера замены MLCC полимерными конденсаторами
Источник изображения

Для вышеуказанного приложения требуется емкость 250 мкФ на входе и емкость 450 мкФ на выходе.После рассмотрения ухудшения емкости керамического конденсатора, перенапряжения, старения и температуры, нам необходимо снизить характеристики керамического конденсатора примерно на 70%. Это снижение означает, что емкость должна быть около 833 мкФ на входе и 1500 мкФ на выходе. Для этого потребуется восемнадцать керамических конденсаторов по 47 мкФ на входе и пятнадцать керамических конденсаторов по 100 мкФ на выходе. Используя полимерные конденсаторы, мы могли бы вместо этого использовать два полимерных конденсатора по 150 мкФ на входе и один полимерный конденсатор емкостью 470 мкФ на выходе.Поскольку полимерные конденсаторы не нуждаются в снижении номинальных характеристик, они обеспечивают 30% -ную экономию затрат и 50% -ную экономию площади печатной платы.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы, как следует из названия, используют в качестве диэлектрика тонкую пластиковую пленку. Эти конденсаторы дешевы, очень стабильны во времени, имеют очень низкую самоиндукцию и эквивалентные параметры последовательного сопротивления. Некоторые пленочные конденсаторы могут выдерживать очень большие скачки реактивной мощности.

Пленочные конденсаторы переменного тока
Image Source

В процессе вытяжки изготавливается очень тонкая пленка, которую затем можно металлизировать или оставить без обработки в зависимости от свойств, требуемых для конденсатора.Затем добавляются электроды, и сборка устанавливается в корпус, защищающий конденсатор от окружающей среды.

Относительно плохой диэлектрик делает этот тип конденсатора очень большим по сравнению с другими типами, что придает ему очень низкую емкость на единицу объема, что позволяет использовать его в значительно различных приложениях по сравнению с другими вариантами, которые мы рассмотрели. Пленочные конденсаторы используются во многих приложениях, где требуются стабильность, низкая индуктивность и низкая стоимость.

Интересным аспектом металлизированных пленочных конденсаторов является их самовосстановление.Самовосстановление происходит, когда дефекты вызывают скачки внешнего напряжения. Любая дуга внутри конденсатора испаряет тонкую металлизацию пленки вокруг места повреждения. Это приводит к тому, что участок, который не смог потерять металлизированное покрытие — без проводящего материала больше не будет короткого замыкания, поэтому конденсатор перестает находиться в режиме отказа.

Полиэфирная пленка

Полиэфирные пленочные конденсаторы — это недорогие пленочные конденсаторы общего назначения с основным преимуществом, заключающимся в отличной стабильности при более высоких температурах (до 125 ° C).

Основные характеристики:

  • Корпуса с выводами и для поверхностного монтажа
  • Может работать при 125 ° C с понижением напряжения
  • Высокий допуск
  • Высокая диэлектрическая прочность для относительно небольших высоковольтных конденсаторов
  • Низкое СОЭ
  • High dV / dt — может использоваться в приложениях, где присутствуют резкие и быстрые всплески времени нарастания

Обычно они используются для:

  • Цепи, в которых конденсатор должен выдерживать высокие пиковые уровни тока.
  • Фильтрация, где не требуются высокие уровни допуска.
  • Общие приложения связи и развязки, а также блокировка по постоянному току.
  • Источники питания, в которых не нужны электролитические конденсаторы очень высокого уровня емкости.
  • Аудиоприложения.
Конденсатор из полиэфирной пленки
Источник изображения

Полипропиленовая (ПП) пленка

Конденсаторы с полипропиленовой пленкой широко доступны и используются в широком диапазоне приложений.

Ключевые особенности

  • Чрезвычайно жесткий допуск (до 1%).
  • Очень стабильны, так как они претерпевают очень низкие изменения емкости с течением времени и приложенного напряжения, а их температурный коэффициент довольно низкий, отрицательный и линейный.
  • Большинство конденсаторов из полипропилена имеют очень низкое последовательное последовательное сопротивление (ESR) и низкую самоиндукцию.
  • Конденсаторы
  • PP могут работать с экстремальными напряжениями (от u до 1 кВ).
  • Довольно высокотемпературный диапазон до 100 ° C и выше.
  • Доступен только как компонент с выводами.
  • Доступно только для очень низкого диапазона емкости (от 100 пФ до 10 нФ).
Конденсаторы

PP используются во многих приложениях:

  • Приложения для цепей высокой мощности / высокого напряжения переменного тока.
  • Цепи с высокими уровнями пикового тока.
  • Высокочастотные резонансные контуры.
  • Прецизионные схемы синхронизации.
  • Системы балластного освещения.
  • Импульсные источники питания.
  • Цепи выборки и хранения.
  • Аудиоприложения премиум-класса, которые, по мнению многих энтузиастов, обеспечивают лучшую производительность и, следовательно, лучшее качество звука.
  • Цепи высокочастотного импульсного разряда.
Конденсатор из полипропиленовой пленки
Источник изображения


ПТФЭ / тефлоновая пленка

Пленочные конденсаторы из ПТФЭ могут быть как металлизированные, так и пленочные / фольговые. Эти конденсаторы выдерживают экстремальные температуры и обеспечивают стабильную работу. Однако эти конденсаторы относительно дороги и, как правило, используются для узкоспециализированных приложений.

Основные характеристики:

  • Может работать при температуре до 200 ° C
Пленочный конденсатор из ПТФЭ
Источник изображения

Пленка из полистирола

Пленка из полистирола традиционно известна как дешевые конденсаторы общего назначения с высокой стабильностью, низким рассеиванием и утечкой.

Основные характеристики:

  • Высокая изоляция
  • Низкая утечка
  • Низкое диэлектрическое поглощение
  • Низкие искажения (из-за этого они нравятся аудиоэнтузиастам)
  • Хорошая температурная стабильность
Пленочный конденсатор из полистирола
Источник изображения
Сравнение популярных пленочных конденсаторов
Источник изображения

Слюдяные конденсаторы

Слюдяные или серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется слюда.Слюда — очень электрически, химически и механически стабильный материал. Несмотря на то, что он имеет отличные характеристики, хорошие электрические свойства и устойчивость к высоким температурам, он имеет высокую стоимость сырья. Слюда также устойчива к большинству кислот, воды, масел и растворителей. Эти конденсаторы изготавливаются путем прослоения листов слюды с металлом с обеих сторон. Серебряные слюдяные конденсаторы встречаются редко, но все еще используются, когда требуются стабильные и надежные конденсаторы с очень низкими номиналами. У них очень низкие потери, их можно использовать для высоких частот, и их значения невероятно стабильно меняются с течением времени.

Серебряные слюдяные конденсаторы
Источник изображения

Основные характеристики слюдяных конденсаторов:

  • Высокая точность — до 1% от номинального значения емкости.
  • Высокая стабильность — эти конденсаторы очень стабильны, практически не разрушаются со временем, а сборка защищена эпоксидной смолой.
  • Высокая устойчивость к температуре.
  • Высокая устойчивость к напряжению (до 1кВ).
  • Высокая устойчивость к частоте.
  • High Q, низкий ESR / ESL
  • Конденсаторы слюдяные
  • громоздкие и довольно дорогие.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в:

  • Фильтры — высокий уровень допуска и стабильность позволяет точно рассчитывать фильтры и быстро прогнозировать их работу.
  • Генераторы
  • RF и другие RF схемы — в этих приложениях их низкий уровень потерь позволяет улучшить добротность настроенной схемы.
  • ВЧ передатчики большой мощности.
  • Приложения высокого напряжения.

Кремниевые конденсаторы

Кремниевые конденсаторы, по крайней мере, в качестве дискретных компонентов, являются относительно новым типом конденсаторов.Интересно отметить, что наиболее распространенным типом конденсаторов в мире по объему являются силиконовые конденсаторы, используемые в интегральных схемах, таких как RAM и flash. Этот тип дискретных конденсаторов основан на таких диэлектриках, как диоксид кремния и нитрид кремния, которые используются для изготовления конденсаторов высокой плотности. Такие конденсаторы весьма применимы в ситуациях, когда требуется высокая стабильность, надежность и устойчивость к высоким температурам.

Кремниевые конденсаторы для поверхностного монтажа
Источник изображения

Кремниевые конденсаторы имеют следующие преимущества:

  • Высокая стабильность при высоких температурах — кремниевые конденсаторы выдерживают температуру до 250 ° C.
  • Емкость не снижается из-за напряжения смещения постоянного тока.
  • Чрезвычайно высокий потенциал миниатюризации.
  • Очень низкий ток утечки и низкий коэффициент потерь.
  • Низкая частота отказов.
  • Минимальная СОЭ и ESL.

Ограничения кремниевых конденсаторов:

  • Низкие значения емкости (до 5 мкФ).
  • Утечка заряда.
  • Чрезвычайно дорогой (от 5 до 5000 раз дороже, чем MLCC с тем же значением и номинальным напряжением).

Стоимость кремниевых конденсаторов гарантирует, что они используются только в очень специфических приложениях. Вы найдете их в абсолютно критически важных и, как правило, дорогих устройствах, где производительность и надежность являются наивысшим приоритетом, а стоимость второстепенна. Это означает, что вы найдете кремниевые конденсаторы в медицинских, военных и аэрокосмических приложениях, а также в высокопроизводительных ВЧ-устройствах.

Если приложение требует чрезвычайно жестких допусков при очень высокой производительности, нет другого типа конденсатора, который мог бы сравниться с кремниевыми конденсаторами.

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы — это еще один тип конденсаторов, который нельзя сравнивать с другими. Этот тип конденсатора используется для совершенно иной цели, чем описанные выше. Суперконденсаторы, по крайней мере, в применении, больше похожи на батареи, чем другие типы конденсаторов, которые мы обсуждали. Основное назначение этих конденсаторов — аккумулирование энергии с помощью сильноточного источника питания или приложений резервного копирования памяти, таких как RAM или GPS.

В настоящее время вкладываются значительные средства в исследования и разработки суперконденсаторов в качестве альтернативы батареям для работы электромобилей.Следующее десятилетие будет очень интересным с быстрым развитием этой технологии.

Интересные плоские суперконденсаторы от Murata
Image Source

Диапазон емкости суперконденсаторов начинается от мФ до нескольких килофарад, что является значительным количеством энергии. Их емкость в тысячи или миллионы раз выше, чем у типичного конденсатора, который вы можете использовать в схемотехнике.

Суперконденсаторы
Image Source

Хотя суперконденсаторы часто сравнивают с литий-ионными батареями, они имеют существенно другие свойства.Их не следует путать с «литиевыми конденсаторами», которые представляют собой литий-ионную или полимерную батарею в корпусе конденсатора.

Функция Суперконденсатор Литий-ионный аккумулятор
Время зарядки 1-10 секунд 10–60+ минут
Срок службы 1 миллион циклов / 30 000 часов 500+
Напряжение элемента 2.От 3 до 2,75 В 3,6 В номинал
Удельная энергия 5 Втч / кг (номинал) от 120 до 240 Втч / кг
Удельная мощность До 10 000 Вт / кг от 1000 до 3000 Вт / кг
Стоимость кВтч 10 000 долларов (номинал) оптом 250–1000 долл. США
Срок службы (промышленный) 10-15 лет 5-10 лет
Температура заряда от -40 до 65 ° C (от -40 до 149F) от 0 до 45 ° C (от 32 до 113 ° F)
Температура нагнетания от -40 до 65 ° C (от -40 до 149F) от -20 до 60 ° C (от -4 до 140 ° F)

Достоинства суперконденсаторов:

  • Очень большое количество циклов зарядки / разрядки.
  • Колоссальная удельная мощность, позволяющая подавать очень большой ток.
  • Длительный срок службы.
  • Широкий диапазон рабочих температур.

Однако у этих конденсаторов есть и недостатки, например:

  • Очень высокая стоимость.
  • Очень низкие напряжения (от 1,5 В до 5 В максимум).
  • Умеренно высокий ток утечки, что и делает их. Не подходит для длительного хранения энергии.
  • Низкая плотность энергии по сравнению с батареями.
  • Сравнительно большой размер.

Заключение

В заключение, каждый тип конденсатора имеет свое место, даже если оно меняется со временем, поскольку новые технологии и улучшения других типов конденсаторов меняют рынок. Некоторые типы конденсаторов могут превосходить другие. Однако, как мы видели, по-прежнему существует множество применений, в которых один тип конденсатора не может быть заменен для его идеального применения. Конденсаторы, как и любой другой тип компонентов в электронике, все еще развиваются и развиваются, движимые требованиями все более совершенных технологий.Мы часто думаем о конденсаторах как о решенной технологии, но многие конденсаторы, которые мы используем сегодня, значительно отличаются от тех, что были доступны в недавней истории.

Приложения

MLCC быстро растут. Это самые популярные конденсаторы и не зря. Они дешевы, компактны, в целом имеют хорошие характеристики. Они предлагают идеальный компромисс между характеристиками и стоимостью для большинства основных приложений развязки, фильтрации и обхода.

Танталовые конденсаторы обладают более высокой стабильностью при изменении температуры, смещения постоянного тока и времени.Кроме того, они не подвержены пьезоэлектрическому эффекту и более устойчивы к нагрузкам. К сожалению, они имеют высокое СОЭ, высокую цену и имеют тенденцию взорваться или превратиться в небольшой огненный шар при незначительном обращении.

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают очень высокой емкостью и могут иметь высокое максимальное номинальное напряжение. Они также намного дешевле по тем же характеристикам, что и полимерные конденсаторы. Но они большие, имеют высокое СОЭ и со временем сохнут.

Алюминиевые полимерные и танталовые конденсаторы

— это превосходная и захватывающая новая технология.Они обладают почти всеми преимуществами традиционных конденсаторов, за исключением низкого ESR. Однако в настоящее время они все еще относительно дороги и имеют довольно низкие значения максимального напряжения. Поскольку это относительно новая технология, я могу только вообразить улучшения в этих типах конденсаторов в ближайшие годы / десятилетия.

Существует много типов пленочных конденсаторов, каждый из которых предназначен для конкретного применения. Они большие и имеют низкую номинальную емкость, но стабильны и имеют ряд других преимуществ.

Слюдяные конденсаторы — самые необычные конденсаторы, которые мы когда-либо видели. Они обладают высокими допусками, стабильностью и точностью, но являются относительно редкими и дорогими.

Кремниевые конденсаторы

термостабильны и надежны, но очень дороги и имеют низкую номинальную емкость. Когда для вашей схемы подойдет только лучшее, вам нужны кремниевые конденсаторы.

Суперконденсаторы больше похожи на элементы накопления энергии, чем другие конденсаторы, указанные выше. Их чрезвычайно высокая емкость — это фантастика, но цена, высокая утечка и низкое максимальное напряжение резко ограничивают их применение.В будущем суперконденсаторы станут прекрасной альтернативой батареям для многих устройств, предлагая практически мгновенную зарядку и невероятную плотность энергии. Автомобильные компании вкладывают много денег в исследования суперконденсаторов, и это технология, которая может радикально изменить мир и окружающую среду в будущем.

У каждого конденсатора есть место, и выбор, который вы выберете, будет зависеть от вашего применения, дизайна, бюджета и других требований.

Есть еще вопросы? Вызовите специалиста Altium.

При пайке печатной платы обычно сначала помогает припаять компоненты меньшей высоты. Это предотвращает появление более высоких компонентов, мешающих нам работать, и позволяет удерживать компоненты на месте для пайки, переворачивая плату вверх дном на плоской поверхности и позволяя гравитации быть нашей третьей рукой!

Начнем с базовой PCB (печатной платы), как показано ниже.
Припаяем резистор R6. Это резистор номиналом 1 кОм с цветовым кодом коричнево-черный-красный.В вашем комплекте на ленте, на которой установлены резисторы 1 кОм, указано номинал резистора. Начните с отделения одного резистора от ленты и сгибания ножек, как показано на рисунке.

Пропустите ножки через отверстия в плате для резистора R6 (резисторы не имеют определенной полярности и могут быть припаяны «в обе стороны»).

Прижмите резистор к плате и слегка отогните ножки, чтобы удерживать его на месте, пока вы переворачиваете плату, чтобы припаять их.

Если вы новичок в пайке, пожалуйста, уделите несколько минут, чтобы проверить мои паяльные жала ЗДЕСЬ

Припаяйте ножки на место

Отрежьте ноги красиво и коротко

Теперь продолжим тем же способом припаять резисторы 1K с R7 по R21.

Завершите пайку остальных резисторов:

  • R1 — 220 Ом (КРАСНЫЙ-КРАСНЫЙ-КОРИЧНЕВЫЙ)
  • R2, R3 — 1,5 кОм (КОРИЧНЕВЫЙ-ЗЕЛЕНО-КРАСНЫЙ)
  • R4, R5 — 1К (КОРИЧНЕВЫЙ-ЧЕРНО-КРАСНЫЙ)

Теперь плата должна выглядеть так


Добавьте диод D1, припаивая его правильно, как показано (полоса также отображается на символе диода на плате). Не грейте диоды при пайке слишком долго — они более чувствительны к нагреву, чем резисторы

Добавьте диод D2, стараясь правильно его припаять.

Добавьте три небольших керамических конденсатора по 100 нФ C1, C2, C3. Они не поляризованы и могут быть припаяны любым способом.

Теперь припаяем светодиоды. Используйте два стандартных КРАСНЫХ светодиода для ACT и PWR. Используйте СИНИЕ светодиоды высокой яркости для светодиодов от LED1 до LED8. Каждый светодиод должен быть правильно припаян. Вы можете определить анод (+) и катод (-) по длине проводов, как показано ниже.

Символы на плате указывают, в какую сторону вставлять каждый светодиод.

Теперь плата должна выглядеть примерно так

Добавьте переключатель, убедившись, что он находится заподлицо с платой.

Теперь добавим гнезда для микросхем.На каждом гнезде вместе с обозначением его на печатной плате есть «выемка». Это говорит нам, как припаять гнезда и вставить в них микросхему.

Вставьте гнездо на место так, чтобы выемка совпала с выемкой на символе.

Припаяйте меньший электролитический конденсатор 4,7 мкФ, C5, убедившись, что вы припаяли его правильно. Как и у светодиода, более длинный вывод конденсатора является анодом (+). Катод (-) также обозначается белой полосой на банке.Символ на печатной плате четко указывает на отверстие в аноде.

Теперь добавим клеммные колодки. Эти «штабелируются», скрепляются друг с другом через маленькие выступы и канавки.

Будет проще соединить их вместе перед тем, как припаять к плате. Сложите восемь клеммных колодок в две полосы по четыре, как показано.

Припаяйте клеммные колодки, убедившись, что порт подключения обращен к внешней стороне платы.

Теперь добавьте конденсатор C4 большего размера (47 мкФ), снова проверив полярность.

Добавьте клеммную колодку питания и вставьте ИС в их гнезда. С микросхемами иногда может помочь прижать их боком к плоской поверхности, чтобы немного согнуть ряд ножек внутрь, облегчая их установку в розетку. Будьте осторожны с ними и вставляйте их правильно.

Добавьте MIDI-разъем, убедившись, что он ровно прилегает к плате.

Теперь нам нужно добавить стабилизатор напряжения и транзисторы. Они выглядят одинаково, поэтому убедитесь, что вы знаете, какие из них .Транзисторы имеют маркировку «TIP120», а регулятор напряжения — что-то вроде «7805» (в зависимости от конкретной модели могут быть дополнительные буквы). Устройства разных производителей могут выглядеть немного иначе, чем изображенные здесь, но важна этикетка на устройстве, а не его точная форма!

Регулятор напряжения (7805) подходит выступом к задней части платы.

Восемь транзисторов помещаются рядом с синими светодиодами.Обратите внимание, что все транзисторы на левой стороне имеют свои вкладки к задней части платы, а транзисторы справа — наоборот (у них есть вкладки на передней части платы).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *