Все фото виды конденсаторов: Конденсаторы виды, цена, фото, форма. ЧП Неликвид

Содержание

Конденсаторы виды, цена, фото, форма. ЧП Неликвид

Все радиотехнические, электронные устройства, кроме микросхем и транзисторов, обязательно имеют в своем составе конденсаторы. Без конденсаторов не бывает ни одной схемы. Конденсаторы выполняют самые различные задачи. Конденсаторы помогают в передаче сигнала между каскадами усилительными, создают фильтры для низкой и высокой частоты, задают интервалы времени, подбирают колебательную частотность в генераторах.

Конденсатор в переводе означает «уплотнение», «сгущение», является двухполюсником, имеющим определенное или переменное значение емкости, обладает малой проводимостью, устройством накапливающим заряд и энергию электрополя. Конденсаторы — пассивный электронный компонент. Самый простой вариант конденсатора – это два электрода в виде пластин-обкладок, которые разделены диэлектриком с очень малой толщиной по сравнению с обкладками. Деталь, которую применяют в различных электронных устройствах, имеет множество слоев диэлектрика, электроды, может быть также в виде лент, где чередуются диэлектрик и электрод, а затем свернутые в цилиндрическую форму или сложенные как параллелепипед.

Из истории создания

Прототипом конденсатора можно считать лейденскую банку, которую изобрели независимо друг от друга Эвальд Юрген фон Клейст из города Лейден (Германия) и Питер ван Мушенбрук физик из Голландии в 1745 году. Но самыми первым видом конденсаторов, которые состояли из пары проводников, разделенные диэлектриком, считается конденсатор или электрический лист Эпинуса, который применялся раньше, чем лейденская банка. Кстати, лейденская банка – это была реально обычная банка, но оклеенная снаружи и изнутри оловом листовым и закрытая крышкой из дерева. В крышку был воткнут металлический стержень. Данное изобретение помогло изучать электричество еще в те далекие времена.

Раньше, во времена Советского Союза, когда компьютеры (ЭВМ) имели малую мощность, но огромные размеры, использовались большие конденсаторы, которые имели большую емкость. На сегодняшний день большая емкость заключена в кондерах малых размеров.

Классификация

Конденсаторы классифицируются по нескольким параметрам: тип диэлектрика, сопротивление, изоляция, ёмкость, величина потерь.

По типу диэлектрика

  • Вакуумные (между пластинами вакуум).
  • Газообразный диэлектрик.
  • Жидкий диэлектрик.
  • Твердый неорганический диэлектрик (стеклянный, слюдяной, керамический, пленочный).
  • Твердый органический диэлектрик (бумажный, металлобумажный).
  • Электролитический, оксидно-полупроводниковый.
  • Твердотельный конденсатор.

По ёмкости

  • Постоянные.
  • Переменные.
  • Подстроечные.

Конденсаторы также могут иметь форму цилиндрическую, сферическую, плоскую и др.

На сегодняшний день широкое применение получили танталовые конденсаторы в электрических цепях постоянного тока, их используют в платах современных компьютеров, планшетников, сотовых телефонах, высокоскоростные портативные радиопередатчики также не работают без них.

Абсолютно новый вид конденсаторов – это ионистор, который является компонентом для долговременного сохранения заряда. Такие конденсаторы имеют значительно больший срок работы, бесчисленное количество циклов зарядки. Применяется для резервного питания схем памяти электроустройств.

Мы точно знаем, что многие из вас уже давно не пользуются старой советской техникой, у многих могут быть просто «залежи» ненужных конденсаторов, дома у частных лиц или у запасливых руководителей на складах. Вам они уже точно не пригодятся, так зачем хранить хлам. По фэн-шуй надо выбросить ненужное старое, чтобы в дом пришло нужное и новое. Но не стоит относить конденсаторы на свалку, не нужно портить экологию, лучше продайте их нам, и получите за них неплохие деньги. Мы купим у вас любое количество конденсаторов по приятным для вас ценам.

Конденсатор.Типы конденсаторов.

Типы конденсаторов

Конденсатор – один из самых распространённых радиоэлементов. Роль конденсатора в электронной схеме заключается в накоплении электрического заряда, разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и многое другое.

Конструктивно конденсатор состоит из двух проводящих обкладок, изолированных диэлектриком. В зависимости от конструкции и назначения конденсатора диэлектриком может служить воздух, бумага, керамика, слюда.

Основными параметрами конденсаторов являются:

  • Номинальная ёмкость. Ёмкость измеряют в Фарадах (Ф). Ёмкость в 1 Фараду очень велика. К примеру, земной шар имеет ёмкость менее 1 Ф, а точнее около 710 мкф. Правда, тут надо понимать, что физики любят аналогии. Говоря про электрическую ёмкость земного шара, они имеют ввиду, что в качестве примера взят металлический шар размером с планету Земля и являющийся уединённым проводником. Это всего лишь аналогия. В технике существует электронный компонент, который обладает ёмкостью более 1 Фарады – это ионистор.

    В основном, в электронике и радиотехнике используются конденсаторы с ёмкостью равной миллионной доле фарады – микрофарада (1мкФ = 0,000001 Ф). Также находят применение конденсаторы с ёмкостями исчисляемыми десятками – сотнями нанофарад (1нФ = 0,000000001 Ф) и пикофарад (1пФ = 0,000000000001 Ф). Номинальную ёмкость указывают на корпусе конденсатора.

    Чтобы не запутаться в сокращениях (мкФ, нФ, пФ), и научиться переводить микрофарады в пикофарады, а нанофарады в микрофарады необходимо знать о сокращённой записи численных величин.

  • Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором конденсатор выполняет свои функции. При превышении допустимого значения конденсатор будет пробит, то есть, превратится в обычный проводник. Диапазон допустимых значений рабочих напряжений конденсаторов лежит в пределах от нескольких вольт до единиц киловольт (

    1 киловольт – 1 000 вольт). Номинальное напряжение маркируют на корпусе конденсатора.

  • Допуск. Также как у резисторов и у конденсаторов есть допустимое отклонение величины его реальной ёмкости от той, что указана на его корпусе. Допуск обозначается в процентах. Допуск у конденсаторов может достигать 20 – 30%. В технике, где требуется особая точность номинальных значений ёмкости, применяются конденсаторы с малым допуском (1% и менее).

Три указанных параметра являются основными. Знание этих параметров достаточно, чтобы самостоятельно подбирать конденсаторы для изготовления самоделок и ремонта электроники.

Изображается конденсатор на принципиальных схемах так, как показано на рисунке.

Типы конденсаторов

Кроме обычных существуют ещё и электролитические конденсаторы. Емкость их намного больше, чем у обычных, следовательно, габариты также существенно больше.

Отличительная особенность электролитических конденсаторов – полярность. Если обычные конденсаторы можно впаивать в схему не беспокоясь о полярности прикладываемого к конденсатору напряжения, то электролитический конденсатор необходимо включать в схему строго в соответствии с полярностью напряжения. У электролитических конденсаторов один вывод плюсовой, другой минусовой.

Обозначение электролитического конденсатора на схемах.

Также широкое применение получили подстроечные конденсаторы. Подстроечные конденсаторы необходимы в тех случаях, когда требуется точная подстройка ёмкости в электронной схеме. В таких конденсаторах подстройку ёмкости производят один раз или очень редко.

Обозначается так.

Наряду с подстроечными конденсаторами существуют и конденсаторы

переменной ёмкости. В отличие от подстроечных, переменные конденсаторы служат для частой подстройки ёмкости. В простом (не цифровом) приёмнике настройка на радиостанцию как раз и осуществляется с помощью конденсатора переменной ёмкости.

Свойства конденсатора
  • Конденсатор не пропускает постоянный ток и является для него изолятором.

  • Для переменного тока конденсатор не является преградой. Сопротивление конденсатора (ёмкостное сопротивление) переменному току уменьшается с увеличением его ёмкости и частоты тока, и наоборот, увеличивается с уменьшением его ёмкости и частоты тока.

Свойство конденсатора оказывать разное сопротивление переменному току нашло широкое применение. Конденсаторы используют для фильтрации, отделения одних частот от других, отделения переменной составляющей от постоянной…

Вот так выглядят конденсаторы постоянной ёмкости.

Электролитический конденсатор. Длинный вывод – плюсовой, короткий – минусовой.

Планарный электролитический конденсатор. На корпусе указана номинальная ёмкость22 мкФ (22), номинальное напряжение16 Вольт (16V). Видно, что емкость обозначена только цифрами. Ёмкость электролитических конденсаторов указывается в микрофарадах.

Со стороны отрицательного вывода конденсатора на верхней части корпуса чёрный полукруг.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Типы конденсаторов в блоках питания: за что мы переплачиваем | Блоки питания компьютера | Блог

Все мы знаем, что блок питания — один из важных элементов компьютера. Некачественная модель может быстро выйти из строя, унеся за собой остальные компоненты. Давайте выясним, как применяемые в БП комплектующие влияют на надежность и стабильную работу ПК.

Надежность работы блока питания и качество формируемых напряжений напрямую зависит от компонентов, применяемых в конструкции. Самые распространенные радиоэлементы в БП — это, конечно, конденсаторы. В бюджетных моделях ставят алюминиевые электролитические. Их отличительные черты: невысокая стоимость, низкая надежность, малый срок службы и довольно средние эксплуатационные характеристики.

В более дорогих БП используются полимерные конденсаторы. Но не везде, а лишь в критически важных участках электрической схемы. У «полимеров» все гораздо лучше с надежностью, а эксплуатационные параметры значительно превосходят «электролиты».

Наступил момент, чтобы разобраться в устройстве конденсаторов более подробно. Давайте выясним, как их качество влияет на формирование питающих напряжений.

Устройство конденсаторов

Алюминиевый электролитический конденсатор обладает большой емкостью при относительно малых размерах. Себестоимость производства небольшая, поэтому такой тип недорог и очень популярен.

Конструктивно он состоит из двух лент алюминиевой фольги, между которыми размещена бумага, пропитанная электролитом. Вся конструкция свернута в плотный рулон и упакована в герметичный металлический корпус. Диэлектриком является окись алюминия на поверхности фольги, которая исполняет роль положительной обкладки (анода). Окись образовывается путем взаимодействия электролита с поверхностью при протекании электрического тока, поэтому ее толщина очень мала — за счет этого и достигается большая емкость конденсатора. Катодом является электролит, который имеет электрический контакт со всей поверхностью неоксидированной обкладки, соединенной с отрицательным выводом.

Кроме алюминиевых, существуют и другие виды электролитических конденсаторов — например, танталовые и ниобиевые. Диэлектрический слой в них образован окислом этих металлов, поэтому они дороже в производстве.

Конструкция полимерных конденсаторов аналогична алюминиевым электролитическим. Отличие состоит в том, что в качестве электролита в них применяются токопроводящие полимеры. Последние находятся в твердом состоянии: диэлектрический оксидный слой создается не на обкладке, а на поверхности токопроводящего полимерного слоя.

Жидкий электролит может сочетаться с твердыми токопроводящими полимерами — такие конденсаторы называются гибридными.

Сейчас выпускаются четыре вида полимерных конденсаторов, три из которых (SP-Cap, POSCAP, OS-CON) имеют в качестве электролита твердый токопроводящий полимер и отличаются друг от друга только материалом обкладок. Четвертый вид — гибридный (Hybrid).

Любой полимерный конденсатор по эксплуатационным характеристикам лучше, чем даже самый качественный электролитический. Более подробно поговорим об этом в следующем разделе.

Говоря о терминологии, стоит отметить, что неправильно отделять полимерные и гибридные конденсаторы от алюминиевых электролитических. По сути, все они относятся к одной группе — электролитических. Но в техническом жаргоне есть традиционное разделение на «электролиты» и «полимеры», им и будем пользоваться для удобства.

Рассмотрим основные параметры, по которым различаются конденсаторы.

Электрическая емкость — это способность обкладок конденсатора накапливать электрический заряд. Измеряется в Фарадах (Ф) или долях (мкФ, нФ, пФ). Величина обычно указывается на корпусе.

Номинальное напряжение — величина, при которой рабочие параметры конденсатора сохраняются на протяжении всего срока службы.

Максимально допустимая рабочая температура также обычно указывается на корпусе.

Повышение температуры конденсатора на каждые 10°С (свыше 40°С) уменьшает срок его службы вдвое, а то и в трое, в зависимости от типа:

ESR (Equivalen Series Resistance, в переводе «эквивалентное последовательное сопротивление») состоит из суммы активных сопротивлений обкладок, выводов, электролита и контактных соединений обкладок с выводами. Оно является паразитным, то есть — вредным. Наибольшее влияние на величину ESR оказывает электролит. Реальный конденсатор схематически можно представить как последовательное соединение паразитного сопротивления R и идеального конденсатора C:

Это сопротивление приводит к потерям как при заряде, так и разряде конденсатора. Таким образом, ухудшается качество сглаживания напряжений, формируемых БП. Помимо этого, при прохождении тока выделяется тепло, то есть происходит нагрев конденсатора. Делаем вывод: чем меньше ESR, тем лучше конденсатор.

ESI или ESL (Equivalen Series Inductance, в переводе «эквивалентная последовательная индуктивность») тоже является также паразитной. Она возникает из-за неидеальной конструкции конденсаторов и состоит из суммы индуктивностей обкладок и выводов.

Большое значение ESI (ESL) имеют конденсаторы со спиральной намоткой обкладок. При рассмотрении этого параметра реальный конденсатор представим как последовательное соединение паразитной индуктивности L и идеального конденсатора C:

При небольшой частоте импульсного тока, проходящего через конденсатор, индуктивное сопротивление будет очень мало и на работу не повлияет. Но при увеличении частоты, будет увеличиваться и индуктивное сопротивление. На частотах свыше нескольких сотен килогерц электролитический конденсатор и вовсе перестанет выполнять свои функции.

Таким образом, эквивалентная схема конденсатора с учетом всех физических несовершенств конструкции выглядит следующим образом:

Помимо вышеуказанных параметров, добавилось паразитное сопротивление R leakage. Оно характеризует ток утечки между обкладками конденсатора из-за несовершенства диэлектрического материала.

Описав эквивалентную схему суммой сопротивлений всех ее активных и реактивных элементов, получаем комплексное сопротивление Z, также называемое импедансом. Чем ниже импеданс конденсатора, тем он лучше.

Из графика видно, что импеданс в области низких частот определяется емкостным сопротивлением идеального конденсатора, в области средних частот ограничивается паразитным ESR, а по мере дальнейшего увеличения частоты, на импеданс все больше влияния начинает оказывать влияние индуктивное сопротивление паразитной ESL.

ТКЕ (температурный коэффициент емкости) характеризует относительное изменение емкости при изменении температуры. Это вредное явление, к нему особенно критичны частотозадающие цепи. При изменении температуры работающего устройства или окружающей среды, меняется и температура конденсатора, а частота начинает «плыть».

DC-bias (эффект смещения при постоянном напряжении) характеризует зависимость емкости от приложенного напряжения. Например, при увеличении напряжения на конденсаторе MLCC (см. график ниже) до максимального значения, емкость может снизиться на 65% от номинальной величины.

Каждый уважающий себя конденсатор должен поддерживать емкость неизменной. Как видим, полимерные справляются с этой задачей на отлично.

Преимущества полимерных конденсаторов

С устройством мы разобрались, теперь давайте выясним, что все это значит на практике.

Полимерные конденсаторы по сравнению с обычными электролитическими обладают более низким ESR, соответственно, и более низким импедансом. При использовании первых в сглаживающем фильтре БП заряд, накапливаемый от источника и отдаваемый в нагрузку, будет больше, сглаживание пульсаций выходного напряжения — лучше, а нагрев — гораздо меньше.

Надежность полимерных конденсаторов на порядок выше, чем алюминиевых электролитических. У последних частенько высыхает жидкий электролит, особенно, если они неправильно размещены в устройстве. Например, в непосредственной близости от горячих радиаторов охлаждения. Повышенная температура не только способствует ускоренному высыханию, но и уменьшает срок службы электролитов. Также она приводит к вздутию — нарушению герметичности корпуса путем разрыва предохранительных насечек.

Эффект высыхания приводит к уменьшению емкости конденсатора и увеличению ESR. Блок питания за это точно не скажет спасибо, зато отправить комплектующие на небеса — может запросто.

В полимерных конденсаторах высыхания быть не может — в них используется твердый токопроводящий слой. Но эксплуатация при повышенном напряжении также может привести к вздутию и разрыву корпуса.

«Полимеры» способны к самовосстановлению при локальном пробое оксидного слоя. При воздействии большого тока короткого замыкания, в локальной точке происходит сильный нагрев токопроводящего полимера. Молекулярная цепочка в зоне дефекта разрушается. В результате формируется диэлектрический слой, изолирующий место пробоя.

В алюминиевых электролитических конденсаторах подобный пробой будет лавинообразно разрастаться. Это приведет к разрыву корпуса и выходу из строя всего блока питания.

Подытоживая, давайте сравним эксплуатационные параметры рассматриваемых типов конденсаторов.

Выводы

Выбирайте блок питания так же тщательно, как и другие важные компоненты компьютера: процессор, видеокарту или материнскую плату. 

Перед покупкой изучите обзоры, по ним можно определить, какой тип конденсаторов применяется в конкретном блоке. Применение полимеров, пусть и частично, положительно сказывается на надежности и долговечности БП.

Повторяем в очередной раз — экономить на блоке питания не стоит. Как говорил барон Ротшильд: «Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи».

Характеристики конденсаторов и каких типов они бывают

В прошлой статье было рассмотрено то, как работают конденсаторы и для чего они нужны. Сейчас Мы рассмотрим очень важные вопросы по подбору конденсаторов- их характеристики и типы. Помните, что очень важно подбирать подходящего типа конденсатор для определенных условий, от этого зависят их эффективность работы, долговечность и целесообразность их применения в каждой конкретной ситуации.

Характеристики конденсаторов

Основные характеристики конденсаторов наносятся на его корпусе, кроме того там указывается тип конденсатора, название фирмы изготовителя и дата выпуска.

  • Номинальная емкость конденсатора- самый важный параметр. Согласно ГОСТ 2.702 номинальная емкость в пределах  от 0 до 9 999 пФ указывается на схемах без указания единицы измерения в пикофарадах , а в пределах от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с указанием единицы измерения буквами мк, а на самом конденсаторе- мкФ или uF.
  • После величины емкости указывается допускаемые отклонения от номинального значения.
  • Второй важный параметр- это величина номинального напряжения (5, 12, 50, 110, 220, 380, 660, 1 000 Вольт и т. п.). Рекомендую брать для работы в схеме всегда конденсатор с запасом по напряжению. И не в коем случае не берите с меньшим номинальным напряжением, а то произойдет пробой диэлектрика и выход из строя конденсатора.
  • Дополнительные характеристики не всегда наносятся. Это может быть рабочие температуры, рабочий ток переменный или постоянный и т. п.
  • Другие параметры. Конденсаторы могут быть однофазные и трехфазные, для внутренней  или наружной установки.

Основные характеристики Вы всегда найдете на корпусе конденсаторов.  На картинке сверху круглый конденсатор на 16мкф и 450 Вольт (АС означает переменное напряжение), а справа на 400 В и 10 uF =10 микрофарад.

Типы конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу используемого в нем диэлектрика, что определяет главные электротехнические характеристики конденсаторов: величину максимального напряжения, сопротивление изоляции, величину потерь, стабильность ёмкости и т. п.

Основные разновидности по виду диэлектрика:

  1. С жидким диэлектриком.
  2. Вакуумные, у которых обкладки  находятся в вакууме без диэлектрика.
  3. С газообразным диэлектриком.
  4. Электролитические и оксид-полупроводниковые конденсаторы. В качестве диэлектрика выступает оксидный слой металлического анода, а с другой электрод (катод)- это электролит, но в оксид-полупроводниковых- это полупроводниковый слой , нанесённый на оксидный слой с другой стороны. Данный тип конденсаторов обладает самой огромной удельной ёмкостью по сравнению с другими.
  5. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком— пленочные, бумажные, метало-бумажные, а так же комбинированные — бумажно-плёночные и т. п.
  6. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком— керамические,  стеклянные, слюдяные, из неорганических плёнок,  а так же комбинированные- стекло-керамические, стекло-эмалевые,  стекло-плёночные и др.

Различаются конденсаторы и по возможности изменения своей ёмкости:

  • Самые распространенные постоянные конденсаторы, обладающие постоянной емкостью на протяжении всего срока службы.
  • Переменные конденсаторы  применяются в радиоприемниках и не только. Они при работе аппаратуры обладают возможностью изменения ёмкости с использованием механического метода (реостат), либо изменения электрического напряжения (варикапы, вариконды) или температуры (термоконденсаторы).
  • Подстроечные конденсаторы используются для периодической или разовой подстройки или регулировки  ёмкостей  в  цепях схем, в которых необходимо незначительное изменение ёмкости для нормального функционирования устройств.

По назначению использования конденсаторы делятся на:

  • Низковольтные общего назначения, самый распространенный вид широко используемый в различных схемах.
  • Высоковольтные, используемые в цепях с высоким напряжением.
  • Пусковые, применяемые для запуска электродвигателей.
  • Импульсные, создающие импульс необходимый для работы фотовспышки, лазеров и т. п..
  • Помехоподавляющие и т. п.

Обозначение конденсаторов в схеме

  1. Обыкновенный самый распространенный  конденсатор обозначается на схеме как показано на рисунке под номером один.
  2. Электролитический обозначается как показано под № 2.
  3. Переменный изображен под номером 3.
  4. Подстроечный конденсатор- 4.

Как правильно подключить параллельно или последовательно конденсаторы Вы сможете прочитать в нашей следующей статье.

Виды конденсаторов, которые принимают пункты скупки

12 декабря 2020

Во время сдачи радиодеталей следует внимательно изучить все элементы и знать, какие из них скупка принимает, а какие вовсе не представляют ценности. Некоторые радиолюбители отправляют посылки почтой и теряют время впустую. Они ошибочно относят обычные конденсаторы к тем, которые подлежат приему. Чтобы разобраться, что можно отправлять, а на что не стоит обращать внимание, следует изучить вопрос более детально.

Можно перед отправкой внимательно просмотреть фото деталей и посмотреть их маркировку. Наиболее ценные виды конденсаторов, которые принимают пункты скупки, будут маркироваться серией КМ. Также, важно учитывать оболочку этих элементов и не пропустить стеклокерамические, маркированные буквой «К».

Какие виды конденсаторов можно продать в пункты скупки

На сегодняшний день используются конденсаторы не только импортного производства, но и те, которые остались со времен существования Советского Союза. Эти детали могут иметь разный внешний вид, отличаются формой, размером, цветом, материалом, из которого изготавливаются и прочими параметрами. Их можно найти на разных млатах и схемах. Данные элементы находятся практически у каждого человека дома, и многие даже не подозревают, что на этом можно заработать приличную сумму денег.

Одним из самых ценных видов конденсаторов, которые можно сдать в скупку, считается устройство с маркировкой КМ (3, 4, 5, 6, 10 и прочие). В них имеется значительная доля платины и палладия. Конденсаторы с буквой «К» тоже содержат драгметалл. В них получится обнаружить не только палладий и платину, но и золото, серебро, в некоторых – тантал. Чтобы это узнать, можно посмотреть паспорт, где указана полная маркировка и количество драгоценного металла в конкретном изделии.

При сдаче радиодеталей в пункты скупки часто получается так, что количество золота, серебра или другого содержимого может отличаться. В паспорте указано одно количество, но по факту в детали содержится драгметалла немного меньше. Специалисты в скупке могут проконсультировать каждого клиента перед продажей и заранее оговорить все нюансы. Наличие золота или другого металла определяется при помощи профессионального оборудования или путем проведения химического анализа в лабораторных условиях.

Ценными видами конденсаторов также считаются детали, маркированные буквой К, КП, КСГ, ЭТО, СГО, МБП, КОМП, ФТ, КИВ, КВК, КВИ. Если дома имеются ненужные устройства с данной маркировкой, их также можно сдать в скупку и получить неплохое денежное вознаграждение. Важно учитывать, что перед отправкой посылки следует внимательно пересмотреть все детали и исключить те, которые не подлежат продаже. Эту информацию можно получить у специалиста или посмотреть таблицу содержания драгметаллов в конденсаторах.

Где применяются конденсаторы

Эти устройства имеют большое количество разновидностей, встретить их можно в самой разнообразной аппаратуре и технике. Конденсаторы с драгметаллами могут иметь разный внешний вид и наружную оболочку. Она изготавливается из синтетических материалов, стеклокерамики, стекла или керамики. Также бывают слюдяные конденсаторы, оксидно-полупроводниковые, керамические низко- и высоковольтные, электролитические фольговые, оксидно-металлические, лакопленочные и многие другие.

Кроме того, что данные устройства имеют разную наружную оболочку, они могут быть полярными и неполярными. Их используют в радиоприемниках, радиолах и других радиотехнических устройствах, принтерах, сканерах, разнообразных измерительных приборах, используемых на производстве. Чтобы сдать радиодетали, следует детально изучить виды конденсаторов, которые принимают в пунктах скупки, при необходимости можно обратиться к специалисту и получить все необходимые сведения.


◄ Назад к новостям

Как выбрать конденсатор?

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.) наиболее предпочтительным для вашего проекта.

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.

Например, результат поиска для DIP конденсаторов  c рабочим напряжением 450 В серии HP3 производства компании Hitachi с емкостью 56…680 мкФ приведен на Рис.1.

Рис. 1. Результат поискового запроса для  имеющихся на складе конденсаторов серии HP3 с рабочим напряжением 450 В от Hitachi  с емкостью в диапазоне  56…560 мкФ

Конденсаторы (Рис. 2) представляют собой двухвыводные компоненты, используемые для фильтрации, хранения энергии, подавления импульсов напряжения и других задач. В самом простом случае они состоят из двух параллельных пластин, разделенных изоляционным материалом, называемым диэлектриком.

Рис. 2. Конденсаторы различных типов

Конденсаторы хранят электрический заряд. Единицей емкости является Фарад (Ф). Это название было дано в честь Майкла Фарадея, который в свое время стал пионером в области практического использования конденсаторов.

Конденсаторы могут быть полярными и неполярными. К полярным относятся почти все электролитические и танталовые конденсаторы. Они должны подключаться с учетом полярности напряжения. Если перепутать выводы «-» и «+», то это приведет к короткому замыканию. К неполярным относятся керамические, слюдяные и пленочные конденсаторы. Они могут работать при любой полярности приложенного напряжения, что делает их подходящими для применения в цепях переменного тока.

Несмотря на широкое распространение конденсаторов, выбор конкретной модели бывает достаточно сложным. Вы можете знать емкость и рабочее напряжение, которые требуются в вашем проекте, но у конденсаторов есть и множество других характеристик, таких как полярность, температурный коэффициент, стабильность, последовательное эквивалентное сопротивление (ESR) и так далее. Это делает каждый конкретный тип конденсаторов пригодным для конкретного приложения. Ниже перечислены наиболее популярные типы конденсаторов с кратким описанием их достоинств и особенностей.

Типы конденсаторов

Существует несколько типов конденсаторов, которые отличаются электрическими характеристиками и стоимостью. Ниже приведено описание наиболее популярных типов конденсаторов: алюминиевых электролитических, керамических, танталовых, пленочных, слюдяных и полимерных (твердотельных). Кроме того, для каждого типа представлены наиболее подходящие приложения, а также информация о корпусных исполнениях и примеры конкретных серий.

Рис. 3. Алюминиевый электролитический конденсатор

Описание: алюминиевые электролитические конденсаторы (Рис. 3) являются полярными, поэтому их нельзя использовать в цепях переменного напряжения. Они могут иметь высокую номинальную емкость, но отклонение от номинала обычно составляет до 20%.

Приложения: алюминиевые электролитические конденсаторы оптимальны для приложений, которые не требуют высокой точности и работы с переменными напряжениями. Чаще всего они применяются в качестве развязывающих конденсаторов в источниках питания, то есть для уменьшения пульсаций напряжения. Они также широко используются в импульсных DC/DC-преобразователях напряжения.

Корпусное исполнение: как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа.

Примеры:

Для монтажа в отверстия:

  • 25 В серия TKR производства Jamicon с диапазоном доступных емкостей 10…5000 мкФ.
  • 50 В серия ECA-1HM  от Panasonic с диапазоном доступных емкостей 4.7…3300 мкФ.
  • 450 В серия HP32 от Hitachi AIC с диапазоном доступных емкостей 56…1000 мкФ.

Для поверхностного монтажа:

  • 16 В серия EEE-FK от Panasonic с диапазоном доступных емкостей 10…4700 мкФ.
  • 50 В серия CA050 от Yageo с диапазоном доступных емкостей 0,22…220 мкФ.

Рис.4. Керамические конденсаторы

Описание: существует два основных типа керамических конденсаторов (Рис. 4): многослойные чип-конденсаторы (MLCC) и керамические дисковые. MLCC пользуются большой популярностью и широко применяются в электронных устройствах, поскольку обладают высокой стабильностью и малым уровнем потерь. Они отличаются низким последовательным сопротивлением (ESR) и минимальной погрешностью номинала по сравнению с электролитическими или танталовыми конденсаторами. Вместе с тем их максимальная емкость невелика и достигает всего нескольких десятков мкФ. Из-за высокой удельной емкости MLCC имеют очень малые габариты и отлично подходят для размещения на печатных платах.

Приложения: поскольку керамические конденсаторы являются неполярными, то их можно применять в цепях переменного тока. Они широко используются в качестве «универсальных» конденсаторов, например, для высокочастотной развязки, фильтрации, подстройки резонаторов и подавления электромагнитных помех. Как MLCC, так и керамические дисковые конденсаторы подразделяются на два класса:

Керамические конденсаторы I класса – точные (+/- 5%) и стабильные конденсаторы с минимальной зависимостью емкости от температуры. Конденсаторы NP0/C0G отличаются минимальным температурным коэффициентом 30 ppm/K. К сожалению, их максимальная емкость ограничена несколькими нанофарадами (нФ). Поскольку они очень стабильны и точны, то их чаще всего используют в системах с частотным регулированием, например, в резонансных схемах для радиочастотных приложений.

Керамические конденсаторы II класса менее точны, но обеспечивают более высокую удельную емкость (номинальные значения — до десятков мкФ) и, следовательно, подходят для фильтрации и развязки. Среди их недостатков можно отметить большой коэффициент напряжения. Например, даже при приложении напряжения, равного половине рабочего, обычно наблюдается снижение емкости на 50%.

  • X5R может работать в диапазоне — 55…85°C с изменением емкости +/- 15%;
  • X7R может работать в диапазоне — 55…125°C с изменением емкости +/- 15%;
  • Y5V — в диапазоне от — 30…+ 85°C с изменением емкости -20/ +80%.

Корпусные исполнения: наиболее распространены корпуса для поверхностного монтажа 0201, 0402, 0603, 0805, 1206 и 1812. Цифры обозначают габаритные размеры в дюймовой системе. Например, 0402 составляет 0,04х0,02″, 0603 — 0,06х0,03″ и так далее.

Примеры:

Тип NP0/C0G:

  • 0402 — серия CC0402JRNPO9 производства компании Yageo с диапазоном доступных емкостей 0,01…1 нФ;
  • 0603 — серия CC0603JRNPO9 от Yageo с диапазоном доступных емкостей 0,008…2,7 нФ.

Тип X7R:

  • 0402 — серия CC0402KRX7R9BB от Yageo с диапазоном доступных емкостей 0,1…10 нФ;
  • 0603 — серия CC0603KRX7R7BB от Yageo с диапазоном доступных емкостей 0,1…1 мкФ;
  • 1206 — серия GRM31 от Murata с диапазоном доступных емкостей 470 пф…22 мкФ;
  • 0805 — серия CL21 от Samsung с диапазоном доступных емкостей 150 пф…10 мкФ.

Для монтажа в отверстия:

Рис. 5. Танталовые конденсаторы

Описание: танталовые конденсаторы (Рис. 5) – это подтип электролитических конденсаторов с высоким уровнем поляризации. При их использовании необходимо проявлять осторожность, поскольку они имеют склонность к катастрофическим отказам даже при воздействии импульсов напряжения с амплитудой, лишь немного превышающей номинальное рабочее напряжение. Танталовые конденсаторы могут иметь высокую номинальную емкость и отличаются высокой временной стабильностью. Они меньше по размеру, чем алюминиевые электролитические конденсаторы той же емкости. Но алюминиевые электролиты могут выдерживать более высокие максимальные напряжения.

Приложения: из-за малого тока утечки, стабильности и высокой емкости танталовые конденсаторы часто используются в схемах выборки-хранения, в которых требуется обеспечивать минимальный ток утечки для продолжительного хранения заряда. Также, благодаря малым размерам и долговременной стабильности, они применяются для фильтрации по цепям питания.

Корпусные исполнения: танталовые конденсаторы выпускаются как для монтажа в отверстия, так и для поверхностного монтажа (SMD). Тем не менее, чаще всего используются именно SMD-компоненты. В дюймовой системе типоразмер А соответствует размеру 1206 (0,12х0,06″), типоразмер В соответствует размеру 1210, типоразмер C соответствует размеру 2312, типоразмер D — размеру 2917.

Примеры:

  • Типоразмер A: серия TAJA от AVX с диапазоном доступных емкостей 1…10 мкФ;
  • Типоразмер B: серия TAJB от AVX с диапазоном доступных емкостей 10…47 мкФ;
  • Типоразмер C: серия TAJC от AVX с диапазоном доступных емкостей 47…220 мкФ;
  • Типоразмер D: серия TAJD от AVX с диапазоном доступных емкостей 220…680 мкФ;
  • Типоразмер A-E: серия 293D компании Vishay с диапазоном доступных емкостей 0,1…1000 мкФ;
  • Типоразмер A-X: серии T491 компании Vishay с диапазоном доступных емкостей 0,1…1000 мкФ.

Рис. 6. Пленочные конденсаторы

Описание: пленочные конденсаторы (Рис. 6) являются неполярными, что позволяет использовать их в цепях переменного напряжения. Они отличаются малыми значениями эквивалентного сопротивления (ESR) и последовательной индуктивности (ESL).

Приложения: пленочные конденсаторы часто применяются в схемах с аналого-цифровыми преобразователями. Кроме того, они способны работать с высоким пиковым током и, таким образом, могут применяться в снабберных цепочках для фильтрации индуктивных выбросов напряжения в DC/DC-преобразователях.

Примеры:

Рис. 7. Слюдяной конденсатор

Описание: слюдяные конденсаторы (Рис. 7) являются неполярными, отличаются малой величиной потерь, высокой стабильностью и обладают отличными характеристиками на высоких частотах.

Приложения: эффективны при работе в составе радиочастотных схем. Они могут стоить несколько долларов за штуку, поэтому в маломощных приложениях чаще используют керамические конденсаторы. Однако слюдяные конденсаторы благодаря высокому напряжению пробоя остаются практически незаменимыми для таких приложений, как  радиопередатчики высокой мощности.

Примеры:

  • серия CD производства CDE с диапазоном доступных емкостей 0,001…47 нФ (монтаж в отверстия) рабочим напряжением до 500 В .

Рис. 8. Полимерные (твердотельные) конденсаторы

Описание: твердотельные конденсаторы являются полярными, так же как и другие электролитические конденсаторы, но имеют ряд преимуществ, например, меньшие потери благодаря низкому последовательному сопротивлению ESR и длительный срок службы. Для обычных алюминиевых электролитов существует риск высыхания электролита при низких температурах, но твердотельные конденсаторы благодаря применению твердого полимерного диэлектрика обладают высокой надежностью даже при очень низких температурах.

Приложения: используются вместо электролитов в высококачественных материнских платах и DC/DC-преобразователях.

Примеры:

Описание: конденсаторная сборка (capacitor array)  — это группа конденсаторов, конструктивно объединенных в одном корпусе, причем любой из конденсаторов может быть отдельно от остальных подключен к внешней цепи. Существует много различных типов сборок, которые отличаются количеством конденсаторов, типом диэлектрика, величиной отклонения емкости конденсатора от номинального значения, максимальным рабочим напряжением, типом корпуса и др.

Приложения: конденсаторные сборки широко применяются в мобильной и носимой аппаратуре, в материнских платах компьютеров и цифровых приставках, в радиочастотных модемах и усилителях, в автомобильных и медицинских приложениях и т.д.

Корпусные исполнения: конденсаторные сборки выпускаются как в DIP корпусах, так и в SMD исполнении. Наиболее популярные типоразмеры сборок для поверхностного монтажа 0508, 0612, 0805 представлены в нашем каталоге.

Примеры:

Подобрать необходимый конденсатор в каталоге Терраэлектроники можно двумя способами:

  1. использовать параметрический поиск в соответствующем разделе каталога, для чего необходимо зайти в раздел конденсаторов, выбрать соответствующий задаче тип конденсатора, а далее заполнить ряд фильтров с параметрами. Фрагмент скриншота поиска MLCC конденсатора с параметрами: номиналом 1 нФ, точностью 10 %, диэлектриком X7R, напряжением  250 В и корпусом 0805 представлен на Рис. 9.
  2. воспользоваться интеллектуальным поиском конденсатора по параметрам. Для этого достаточно скопировать строку из спецификации “Конденсатор 1 нФ, X7R, 10%, 250 В, 0805″ или ввести «1n X7R 10% 250V 0805» в строку поиска и получить тот же самый  список подходящих по указанным параметрам компонентов.

Рис. 9. Фрагмент скриншота сервиса поиска конденсатора

Заключение

В данном руководстве были рассмотрены некоторые наиболее популярные типы конденсаторов. Кроме них существуют суперконденсаторы, кремниевые конденсаторы, оксид-ниобиевые и подстрочные конденсаторы, которые обладают уникальными преимуществами по величине емкости, уровню надежности или возможности подстройки. Однако в большинстве электронных схем вы чаще всего увидите один из шести рассмотренных выше типов конденсаторов.

Журнал: https://blog.octopart.com/archives/2016/03/how-to-select-a-capacitor

Типы маркировки рыжих КМ конденсаторов с палладием и платиной в скупку радиодеталей и драгоценный лом!!!

Все нижеперечисленные КМ конденсаторы имеют в своем керамическом корпусе такие драг металлы как платина и палладий и соответственно ценятся и скупаются скупщиками радиорынков и драг металлов.

Рыжие КМ конденсаторы типы и маркировки для сортировки и сдачи их скупщикам и не ошибиться. На разные группы разная цена и соответственно в них разное содержание платины и палладия т.е. драгметаллов.

См.страницу:Разведка копа заброшенных железных дорогах Москвы!!!

Итак рассмотрим общую группу рыжих конденсаторов их различают по цифрам 3,4,5,6 бывают и желтого цвета, но преимущественно рыжие с разными оттенками. Условно квадратные, бывают темно-оранжевого цвета. Все они на фото, цифра например 6 стоит в начале 65F/1M5 и т.д.

Керамические относятся к монолитным конденсаторам КМ (общая группа 3, 4, 5, 6) -это низковольтные накопители электрической энергии, которые необходимы для обеспечения эффективной и корректной работы частотных задающих контуров, цепей обратной (положительной или отрицательной) связи, фильтров блоков питания. Ориентировочно, представленные радиодетали впервые стали выпускаться с 1977 года на Витебском Производственном Объединении «Монолит».

Технические параметры

Средняя масса таких КМ конденсаторов: от 0,5 граммов до 3 граммов. Номинальное рабочее напряжение: 50 – 250 В.Стандартные значения электрической емкости могут находиться в пределах 1,2 пФ/2,2 мкФ.Допустимое отклонение, указанных в маркировке, значений емкости: 2 – 80 %. эта информация может стоять на корпусе КМ конденсатора в сокращенном виде или записи.

Все они на фото, цифра например 6 стоит в начале 65F/1M5

Следующая группа с цифрой 1 или 2 светло-оранжевого цвета ( 1BAD Fm 68 или 2BB4F2m2 )маркировка 1 i 2 стоит в начале надписи.Маленькие снимаются с Советских телевизоров времен СССР шести программных и т.д. Низковольтные конденсаторы КМ группы 1, 2 (оранжевые) отличаются высокой стабильностью, малыми потерями в низкочастотных и высокочастотных цепях. Находят эти радиоэлементы в разной электронной технике, например, в оборудовании измерительного (вольтметры), медицинского, бытового назначения.

Пределы рабочего напряжения, в зависимости от модификации конденсаторов: 25 – 250 В.Возможная электрическая емкость, в зависимости от модификации конденсаторов: 1,2нФ – 2,2мкФ. Диапазон рабочих температур, в зависимости от модификации конденсаторов: от-65˚С до +155˚С.

Группа с цифрой 1 или 2 светло-оранжевого цвета
( 1BAD Fm 68 или 2BB4F2m2 )маркировка 1 i 2 стоит в начале надписи

КМ 6Н90, 6V, 6М1500 (оранжевые)

Термостабильные конденсаторы КМ 6Н90 М68, 1М0 применяются в различной радиоэлектронной аппаратуре специального, медицинского, научно-исследовательского, бытового назначения. Корпус каждого элемента окрашен в оранжевый цвет и имеет однонаправленные контакты. Представленные конденсаторы впервые стали изготавливаться на Витебском ПО «Монолит» в 1977 году.

Еще одна группа рыжих КМ конденсаторов это 6H90 80-85 примерно года выпуска и таракотового цвета (определяем как рыжие 6V15nM и М 1500

КМ 6F 1m0 (оранжевый)

Дальше идет наша группа КМ керамических конденсаторов прилепленные к названию условно рыжих 6F 1MO ярко и бледно оранжевого цвета у3словно квадратном корпусе.

Конденсаторы КМ 6F 1m0 аккумуляция электрического заряда (энергии), что позволяет эффективно использовать их для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения в блоках питания, а также для разделения постоянной и переменной составляющей полезного сигнала в процессе его покаскадного преобразования в одном радиотехническом устройстве. Выпуск конденсаторов данного типа начался в 1977 году на Витебском ПО «Монолит». Корпус элемента похож на подушку и окрашен в оранжевый цвет, при этом, выводы пайки находятся с одной стороны угловой части конденсатора..

Основные технические характеристики

Номинальная электрическая емкость: 1 мкФ.Номинальное рабочее напряжение: 50 В.Предельные значения температуры эксплуатации: -65˚С и +120˚С.Диапазон тангенса угла потерь: 0,0012 – 0,035.

КМ 6Н90 М68, 1М0 (оранжевые)

Еще одна группа КМ H90/1MO и редко встречаются H90 1М5 -эти конденсаторы более пузатые и массивные в сравнении с другими КМ конденсаторов они просто крупные, не забываем и про года выпусков, которые стоят в самом нижнем регистре надписи маркировки…Условно квадратные, паечные концы с одной стороны. Принимаются как H90 c номиналом 1мО
Конденсаторы КМ 6Н90 2М2 можно найти в различных радио-цепях для разделения переменной и постоянной составляющей полезных сигналов процесса их передачи на смежные каскады, а также для эффективного сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Благодаря своим свойствам, представленные элементы используются в системах связи (телефоны,рации и т.д.), в измерительном, научном, промышленном оборудовании, в блоках бесперебойного питания.

КМ Н30, Н50, D, E (оранжевые)

Следующая группа КМ конденсаторов h40., H50D и H50E

Так называемые пассивные электронные компоненты конденсаторы КМ Н30, Н50, D, E с оранжевой окраской используются для работы в цепях переменного и постоянного тока, а также в импульсном режиме. Массовое производство таких элементов, предположительно, началось в 1970-х годах на советских военных и гражданских предприятиях, например, Витебским заводом радиодеталей, входящим в состав ПО «Монолит». Корпус конденсаторов имеет форму квадратной или прямоугольной подушечки, а контакты припайки с одной стороны.Цена примерно 127 р. 84 к. за один грамм.

Некоторые параметры окукленных конденсаторов К10-9, 17, 23, 43, 50 условно сильно сглаженные (окукленные):
Основные характеристики конденсаторов типа К10:

— Ёмкость: 2,2 пф — 2,2 мкф
— Напряжение: 100 вольт или 50 вольт
— Температурные режимы: -65 — +85С или -60 — +125С
— Погрешность ёмкости: ±5%; ±10%; ±20%; +50 — -20%; +80 — -20 %
— Группа ТКЕ: М1500, М750, П33, Н50, Н90, М47
— Рабочие температуры: -60…+125С или -65…+85С

Различные типы конденсаторов

Конденсаторы — это фильтрующие устройства, которые широко используются в электронных схемах и приложениях. Существует множество различных типов конденсаторов . Некоторые из них мы обсудим в этой статье.

В зависимости от конструкции конденсаторы делятся на следующие типы:

  • Электролитический тип.
  • Тип полиэстера.
  • Танталовый тип.
  • Керамический тип.

Для большинства применений мы используем конденсаторы электролитического типа.Они очень важны для электронного студента, так как их легко достать и использовать, а также они недорогие.

На изображении выше показаны конденсаторы электролитического типа , которые широко используются во всех электронных схемах. Как показано на рисунке, они доступны в разных размерах и цветах. Но все они выполняют одну и ту же функцию.

Электролитический конденсатор обычно маркируется следующим образом:

1. Значение емкости.

2. Максимальное напряжение.

3. Максимальная температура.

4. Полярность.

Емкость электролитического конденсатора измеряется в микрофарадах. В зависимости от требований выбирается соответствующий конденсатор. Чем выше емкость, тем больше размер конденсатора.

Электролитический конденсатор содержит внутри диэлектрический материал; этот материал имеет пробивное напряжение. Это напряжение указано на этикетке. Это максимальное рабочее напряжение для этого конденсатора.Если к конденсатору приложить какое-либо напряжение, превышающее указанное на этикетке, он будет безвозвратно поврежден. При более высоком напряжении диэлектрический материал разрушается.

Электролитический конденсатор имеет ограничение на температуру окружающей среды. Это означает, что его нельзя эксплуатировать или хранить при температурах выше, чем указано на этикетке. Если это произойдет, устройство будет безвозвратно повреждено.

На изображении выше показаны электролитических конденсаторов среднего напряжения высокой емкости .Конденсаторы этого типа опасно прикасаться к клеммам, пока они полностью не разрядятся. Если разгрузка не будет проведена полностью, они могут вызвать смертельный шок. Ни при каких обстоятельствах нельзя прикасаться к ним, пока они полностью не разрядятся.

Электролитический конденсатор имеет полярность. Как показано на рисунке, отрицательный вывод электролитического конденсатора отмечен. Необходимо соблюдать эту полярность и соответствующим образом подключать конденсатор. В противном случае конденсатор выйдет из строя безвозвратно.Исходя из этой полярности, можно сделать вывод, что электролитические конденсаторы предназначены только для питания постоянного тока. Их нельзя использовать в системах питания переменного тока.

На изображении выше показано керамических конденсаторов типа . Они в основном используются для подавления шума и фильтрации. Значение емкости этих конденсаторов обозначается кодом и всегда указывается в пикофарадах. С помощью этого калькулятора номиналов керамических конденсаторов можно рассчитать емкость керамических конденсаторов.

Конденсаторы керамического типа не имеют полярности , поэтому их можно подключать любым способом. Они могут работать как в цепях переменного тока, так и в цепях постоянного тока.

Это конденсаторы ПОЛИСТЕР типа ; они доступны только с малой емкостью. Но рабочие напряжения у этих конденсаторов высокие. Емкости у этих конденсаторов такие же, как у конденсаторов керамического типа. И они тоже упоминаются в пико Фарад.

Конденсаторы полиэфирного типа не имеют полярности, поэтому их можно подключать любым способом. Они могут работать как в цепях переменного тока, так и в цепях постоянного тока.

На рисунке показаны высоковольтных конденсаторов полиэфирного типа . У них низкая емкость, но очень высокое напряжение пробоя. Эти конденсаторы не имеют полярности и могут эксплуатироваться любым способом.

На рисунке выше показан конденсатор типа ТАНТАЛ . Эти конденсаторы используются в приложениях с низкой емкостью.На этикетке нанесено:

1. Значение емкости.

2. Максимальное напряжение.

3. Максимальная температура.

4. Полярность.

В отличие от электролитического, положительная клемма танталового конденсатора маркируется вместо отрицательной.

На рисунке конденсаторы типа SMD ; они имеют значения до 10 мкФ. Некоторые из них поляризованы. Положительный вывод для поляризованных отмечен. Они видны во встроенных схемах.

Конденсаторы SMD производятся полосами, как показано на рисунке.Они размещаются на печатной плате с помощью машины для захвата и установки.

типов конденсаторов | Электролитические переменные и пленочные конденсаторы

На рынке доступны различные типы конденсаторов. Ключевым фактором при различении разных типов конденсаторов является диэлектрик, используемый в их конструкции. Некоторые из распространенных типов конденсаторов — керамические, электролитические (к которым относятся алюминиевые конденсаторы, танталовые конденсаторы и ниобиевые конденсаторы), пластиковая пленка, бумага и слюда.

Каждый тип конденсатора имеет свои преимущества и недостатки.Характеристики и области применения могут отличаться от одного конденсатора к другому. Следовательно, при выборе конденсатора необходимо учитывать следующие несколько из многих факторов.

Размер : Важны как физические размеры, так и значение емкости.

Рабочее напряжение : Это важная характеристика конденсатора. Он определяет максимальное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору.

Ток утечки : через диэлектрик будет протекать небольшой ток, поскольку они не являются идеальными изоляторами.Это называется током утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление : Выводы конденсатора имеют небольшое сопротивление (обычно менее 0,1 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда конденсатор используется на высоких частотах.

Эти факторы определяют, как и в каких приложениях можно использовать конкретный тип конденсатора. Например, номинальное напряжение электролитического конденсатора больше по сравнению с керамическим конденсатором в аналогичном диапазоне емкости.

Значит, они обычно используются в цепях питания. Точно так же некоторые конденсаторы имеют очень низкий ток утечки, а другие — очень высокий ток утечки. В зависимости от области применения следует выбирать соответствующий конденсатор.

Диэлектрики в конденсаторах

Конденсаторы постоянной емкости — более распространенные типы конденсаторов. Электронную схему без конденсатора найти сложно. Большинство конденсаторов названы в честь диэлектрика, используемого в конструкции.Некоторые из распространенных диэлектриков, используемых в конструкции конденсаторов:

  • Керамика
  • Бумага
  • Пленка полиэтиленовая
  • Слюда
  • Стекло
  • Оксид алюминия
  • Пятиокись тантала
  • Пятиокись ниобия

Последние три используются в электролитических конденсаторах. Несмотря на использование различных видов диэлектриков в конструкции конденсаторов, функциональные возможности конденсатора не меняются: хранить энергию в виде электрического заряда между параллельными пластинами.

Конденсаторы переменной емкости

Как и резисторы, конденсаторы бывают фиксированного и переменного типа. Переменные конденсаторы — это конденсаторы, емкость которых можно изменять механически или электронно. Такие конденсаторы обычно используются в резонансных цепях (LC-цепях) для настройки радио и согласования импеданса в антеннах. Эти конденсаторы обычно называются настраивающими конденсаторами.

Существует еще один тип переменных конденсаторов, называемый подстроечным конденсатором.Они закреплены на печатных платах и ​​используются для калибровки оборудования. Это неполяризованные конденсаторы очень маленького размера. Как правило, они недоступны для использования постоянным покупателем. Емкость переменных конденсаторов очень мала, обычно порядка нескольких пикофарад (обычно менее 500 пФ).

Рисунок 1. Обозначения переменных и подстроечных конденсаторов.

Механические переменные конденсаторы состоят из набора полукруглых металлических пластин, закрепленных на оси ротора.Эта установка размещается между набором металлических пластин статора. Общее значение емкости (C) для этого типа конденсаторов определяется в соответствии с положением подвижных металлических пластин по отношению к неподвижным металлическим пластинам. Когда ось поворачивается, область перекрытия между пластинами статора и пластинами ротора будет изменяться, и емкость будет изменяться.

В этой конструкции, когда два набора металлических пластин полностью соединены вместе, значение емкости обычно находится на максимальном значении.Настроечные конденсаторы высокого напряжения имеют большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами с относительно большими пробивными напряжениями порядка киловольт. По этой причине эти диэлектрические конденсаторы очень полезны при настройке схем.

конденсатор

В механических переменных конденсаторах в качестве диэлектрика обычно используется воздух или пластиковая фольга. Но использование вакуумных переменных конденсаторов расширяется, поскольку они обеспечивают лучший диапазон рабочего напряжения и более высокую пропускную способность по току. Емкость конденсаторов с механической настройкой можно изменять с помощью винта в верхней части конденсатора.

В случае конденсаторов переменной емкости с электронным управлением используется диод с обратным смещением, в котором толщина обедненного слоя будет изменяться в зависимости от приложенного постоянного напряжения. Такие диоды называются диодами переменной емкости или просто варикапами или варакторами.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы — наиболее часто используемые конденсаторы в электронной промышленности. Они также являются наиболее производимыми конденсаторами: ежегодно производится более 1000 миллиардов единиц.Название происходит от керамического материала, который является диэлектриком, используемым в его конструкции.

Керамические конденсаторы представляют собой конденсаторы с постоянной емкостью и обычно очень малы (как по физическим размерам, так и по емкости). Емкость керамических конденсаторов обычно находится в диапазоне от пикофарад до нескольких микрофарад (менее 10 мкФ). Это конденсаторы неполяризованного типа, поэтому их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Конструкция этих конденсаторов очень проста.Небольшой керамический диск с обеих сторон покрыт серебром. Следовательно, их также называют дисковыми конденсаторами. Керамика действует как диэлектрик (изолятор), а серебряное покрытие образует электроды.

Толщина и состав керамического слоя определяют электрические свойства конденсатора. Чтобы достичь больших значений емкости, несколько слоев такого диска уложены друг на друга, образуя многослойный керамический чип-конденсатор (MLCC). Современная электроника обычно состоит из конденсаторов MLCC.

Емкость керамических конденсаторов велика по сравнению с их размером. Для достижения такой большой емкости диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов очень высока. Керамические конденсаторы делятся на два класса в зависимости от области применения.

Керамические конденсаторы класса 1

Часто используется в резонансных цепях из-за их высокой стабильности и малых потерь. Наиболее распространенный тип керамики, используемый в конденсаторах класса 1, изготавливается из диоксида титана (TiO 2 ) с небольшими порциями цинка и магния, используемых в качестве дополнительных соединений.Они добавляются для достижения максимально возможных линейных характеристик.

Конденсаторы

класса 1 имеют низкую диэлектрическую проницаемость и, следовательно, относительно невысокий объемный КПД. Следовательно, диапазон емкости конденсаторов класса 1 невелик. Электрические потери конденсаторов класса 1 очень низкие, а коэффициент рассеяния составляет 0,15 процента. Значение емкости не зависит от приложенного напряжения.

Имеют температурный коэффициент лайнера. Все эти характеристики керамических конденсаторов класса 1 делают их полезными в таких приложениях, как фильтры с высокой добротностью и схемы генератора, такие как системы ФАПЧ.Керамические конденсаторы 1-го класса не боятся старения.

Керамические конденсаторы класса 2

Часто используется в буферах, схемах связи и байпасных системах из-за их высокой эффективности по объему. Такой высокий объемный КПД объясняется их высокой диэлектрической проницаемостью. Емкость конденсаторов класса 2 будет зависеть от приложенного напряжения и имеет нелинейное изменение при изменении температуры.

Точность и стабильность ниже по сравнению с керамическими конденсаторами класса 1.Керамика для конденсаторов класса 2 изготовлена ​​из сегнетоэлектрических материалов, таких как титанат бария (BaTiO 3 ), с добавками, такими как силикаты алюминия или магния и оксид алюминия.

Из-за высокой диэлектрической проницаемости конденсаторов класса 2 возможны высокие значения емкости при меньших размерах, чем у конденсаторов класса 1 с таким же номинальным напряжением. Следовательно, они используются в буферах, фильтрах и схемах связи, где требуется конденсатор для поддержания минимальной емкости.Конденсаторы класса 2 могут со временем стареть.

Также доступен другой класс керамических конденсаторов, называемый классом 3, с более высокой диэлектрической проницаемостью и лучшим объемным КПД. Но электрические характеристики этого класса хуже, а также низкая точность и стабильность.

Как правило, керамические конденсаторы имеют меньшее эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и ток утечки по сравнению с электролитическими конденсаторами. Рабочее напряжение керамических конденсаторов 1-го класса до 1000 В, керамических конденсаторов 2-го класса — до 2000 В.

Основным преимуществом керамических конденсаторов является отсутствие катушек внутри их конструкции и отсутствие коэффициента индуктивности, вносимого во время работы схемы. Следовательно, керамические конденсаторы подходят для высокочастотных приложений.

Керамические конденсаторы

доступны в обычных двухвыводных структурах со сквозными отверстиями, в многослойном режиме поверхностного монтажа (SMT) и специальных бессвинцовых дисковых конденсаторах, которые разработаны специально для печатных плат. Часто используются как сквозные, так и поверхностные керамические конденсаторы.Керамические конденсаторы обычно имеют 3-значное число, закодированное на их корпусе, чтобы идентифицировать значение емкости, как правило, в пикофарадах (пФ).

При этом первые две цифры используются для обозначения значения емкости, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей. Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы — это наиболее часто используемый тип конденсаторов среди всех типов конденсаторов, которые имеют разные диэлектрические свойства.Пленочные конденсаторы — это конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в ​​качестве диэлектрика, и это неполяризованные конденсаторы.

Диэлектрические материалы для этих конденсаторов существуют в виде тонкого слоя, снабженного металлическими электродами и намотанного на цилиндрическую обмотку. Оба электрода пленочных конденсаторов могут быть из цинка или металлизированного алюминия.

Основным преимуществом пленочного конденсатора является прямое соединение его внутренней конструкции с электродами на обоих концах обмотки.Этот прямой контакт с электродами приводит к сокращению длины всех путей прохождения тока. Такая конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно. Кроме того, конструкция конденсаторов такого типа обеспечивает низкие омические потери и низкие паразитные индуктивности. Эти пленочные конденсаторы используются в приложениях питания переменного тока, а также в высокочастотных приложениях.

Примерами пластиковых пленок, которые используются в качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов, являются полипропилен, полиэтиленнафталат, полиэстер, полифениленсульфид и политетрафторэтилен.На рынке представлены конденсаторы пленочного типа с диапазоном значений емкости от 5 пФ до 100 мкФ. Пленочные конденсаторы также доступны в различных формах и стилях, включая

.
  • Wrap & Fill (овальный и круглый) тип : Концы конденсатора этого типа заделаны эпоксидной смолой, а конденсатор обернут плотной пластиковой лентой.
  • Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый): Конденсаторы этого типа заключены в формованный пластиковый корпус, залитый эпоксидной смолой.
  • Металлические герметичные (прямоугольные и круглые): Конденсаторы этих типов заключены в металлическую трубку или баллончик и залиты эпоксидной смолой.

В настоящее время конденсаторы с вышеуказанным корпусом доступны как с радиальными, так и с осевыми выводами. Основное преимущество пластиковых пленочных конденсаторов заключается в том, что они хорошо работают при высоких температурах по сравнению с другими типами бумаги.

Эти конденсаторы имеют малый допуск, высокую надежность, а также очень долгий срок службы.Примерами конденсаторов пленочного типа являются цилиндрические пленочные, прямоугольные металлизированные пленки и пленочные фольгированные типы. Они приведены ниже.

Тип осевого вывода:

Рис. 2. Цилиндрический пленочный конденсатор с осевыми выводами.

Тип радиального вывода:

Рисунок 3. Прямоугольный пленочный конденсатор с выводом повторного набора.

Рисунок 4. Конденсаторы пленочные фольговые.

Для этих пленочных конденсаторов требуется более толстый диэлектрический материал, чтобы избежать проколов и разрывов диэлектрической пленки.Следовательно, они подходят для малых значений емкости и больших размеров.

Конденсаторы силовые пленочные

Пленочные силовые конденсаторы также называются силовыми пленочными конденсаторами. Конструкционные технологии и материалы, которые используются для больших силовых пленочных конденсаторов, обычно аналогичны таковым для обычных пленочных конденсаторов. Однако эти конденсаторы с высокой номинальной мощностью используются в энергосистемах и электрических установках.

Силовые пленочные конденсаторы используются во множестве приложений.Эти конденсаторы служат демпфирующими или демпфирующими конденсаторами при последовательном подключении к ним резистора. Они также используются в схемах фильтров с близкой настройкой или с низкой расстройкой для фильтрации гармоник, а также в качестве конденсаторов импульсного разряда.

Рисунок 5. Силовой пленочный конденсатор.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы также называют «дисковыми конденсаторами». Как и электролитические, это также наиболее часто используемый тип конденсаторов. Керамический конденсатор состоит из двух или более чередующихся слоев керамики и металла.Здесь керамика действует как диэлектрик, а металл — как электроды. Эти керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами фиксированного типа. Обычно электрические свойства керамического материала можно разделить на два класса, связанных с его стабильностью. Они даны и объяснены ниже.

  • Класс 1: керамические конденсаторы с высокой стабильностью и низкими потерями для компенсации влияния температуры в резонансных схемах.
  • Класс 2: Конденсаторы этого типа обеспечивают высокий объемный КПД для буферизации байпаса и связи.

Конденсаторы керамического типа обычно имеют трехзначный код на корпусе для обозначения значения емкости в пикофарадах (пФ). При этом первые две цифры используются для обозначения номинала конденсаторов, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей.

Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

Рисунок 6.Керамические конденсаторы.

Конденсатор полипропиленовый

Конденсатор полипропиленовый — одна из многих разновидностей конденсаторов пленочного типа. Полипропиленовые конденсаторы — это конденсаторы, у которых в качестве диэлектрика используется полипропиленовая пленка. Доступны полипропиленовые конденсаторы с диапазоном емкости от 100 пФ до 10 мкФ.

Главной особенностью полипропиленового конденсатора является высокое рабочее напряжение до 3000 В. Эта особенность делает полипропиленовые (pp) конденсаторы полезными в цепях с очень высокими рабочими напряжениями, таких как усилители мощности, особенно клапанные усилители, цепи питания и т. Д. Схемы ТВ.Полипропиленовые конденсаторы используются, когда требуется более высокая устойчивость, чем может обеспечить полиэфирный конденсатор.

Полипропиленовые конденсаторы также используются в устройствах связи и накопления из-за их высоких значений сопротивления изоляции. А также они имеют стабильные значения емкости для частот ниже 100 кГц. Эти полипропиленовые конденсаторы используются в приложениях, где нам необходимо выполнять задачи по подавлению шума, связи, временной фильтрации, блокировке, обходу и обработке импульсов.

Рисунок 7. Конденсатор полипропиленовый

Конденсатор поликарбонатный

Конденсаторы из поликарбоната — это конденсаторы, диэлектриком которых является поликарбонат. Эти типы конденсаторов доступны в диапазоне емкости от 100 пФ до 10 мкФ и имеют рабочее напряжение до 400 В постоянного тока. Эти поликарбонатные конденсаторы могут работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C без снижения номинальных значений.

Эти конденсаторы имеют очень хорошие температурные коэффициенты, по этой причине предпочтительны поликарбонатные конденсаторы.Эти конденсаторы не используются в высокоточных приложениях из-за их высоких уровней допуска от 5% до 10%. Конденсаторы из поликарбоната также используются для переменного тока. Иногда они встречаются и в импульсных блоках питания.

Рисунок 8. Конденсатор из поликарбоната

Серебряный слюдяной конденсатор

Серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны путем нанесения тонкого слоя серебра на слюдяной материал в качестве диэлектрика. Причина использования серебряных слюдяных конденсаторов заключается в их высоких характеристиках по сравнению с любыми другими типами конденсаторов.

Серебряные слюдяные конденсаторы могут быть получены с допуском +/- 1%. Это намного лучше, чем любой другой тип конденсатора, доступный на сегодняшнем рынке. Температурный коэффициент конденсаторов из серебряной слюды намного лучше, чем у конденсаторов других типов.

И это значение положительное, и обычно оно находится в диапазоне от 35 до 75 ppm / C, при среднем значении +50 ppm / C. Значения емкости для конденсаторов из серебряной слюды обычно находятся в диапазоне от нескольких пикофарад до 3300 пикофарад.Серебряные слюдяные конденсаторы имеют очень высокий уровень добротности и небольшой коэффициент мощности. Конденсаторы из серебряной слюды имеют диапазон напряжений от 100 В до 1000 В.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в ВЧ-генераторах. Серебряные слюдяные конденсаторы не используются в приложениях связи и развязки из-за их высокой стоимости. Из-за их размера, стоимости, а также улучшений в других типах конденсаторов они в настоящее время не используются.

Рисунок 9. Серебряный слюдяной конденсатор

Конденсаторы электролитические Электролитические конденсаторы

обычно используются там, где требуются очень большие значения емкости.Электролитические конденсаторы имеют металлический анод, покрытый окисленным слоем, обычно используемым в качестве его диэлектрика. Другой электрод конденсатора — это нетвердый или твердый электролит.

Большинство электролитических конденсаторов поляризованы. Эти конденсаторы классифицируются в зависимости от материала их диэлектрика. В основном они делятся на три класса, они представлены как

.
  • Алюминиевые электролитические конденсаторы: здесь алюминий выступает в качестве диэлектрика.
  • Танталовые электролитические конденсаторы: пятиокись тантала действует как ее диэлектрик.
  • Ниобиевые электролитические конденсаторы: здесь пятиокись ниобия выступает в качестве диэлектрика

Обычно диэлектрическая проницаемость пятиокиси тантала почти в три раза больше диэлектрической проницаемости диоксида алюминия, но эта диэлектрическая проницаемость определяет только размеры. Обычно используются три типа электролитов:

  • Не твердые (влажные или жидкие): эти конденсаторы имеют проводимость около 10 мс / см, и они доступны по низкой цене.
  • Твердый оксид марганца: Эти конденсаторы имеют проводимость около 100 мс / см, а также обладают высоким качеством и стабильностью.
  • Твердый проводящий полимер: конденсаторы этого типа имеют проводимость примерно 10000 мс / см, а также значение ESR <10 мОм.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях постоянного (постоянного) питания. Они также используются в приложениях связи и развязки для уменьшения пульсаций напряжения из-за их больших значений емкости и небольшого размера. Одним из основных недостатков электролитических конденсаторов является их низкое напряжение.

Схема электролитического конденсатора

Рисунок 10.Схема электролитического конденсатора.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны из оксидной пленки на алюминиевой фольге с полосой абсорбирующей бумаги между ними, пропитанной раствором электролита, и вся эта конструкция может быть запечатана в жестяной банке. В основном существует два типа алюминиевых электролитических конденсаторов: с простой фольгой и с вытравленной фольгой.

Электролитические конденсаторы с простой фольгой в основном используются в качестве сглаживающих конденсаторов в цепях питания, в то время как конденсаторы с протравленной фольгой используются в соединительных цепях блокировки по постоянному току и в шунтирующих цепях.

Электролитические алюминиевые конденсаторы покрывают диапазон емкости от 1 мкФ до 47000 мкФ с большим допуском в 20%. Диапазон рабочего напряжения составляет до 500 В. Это дешевле и легко доступно на рынке.

Значение емкости и номинальное напряжение либо напечатаны в мкФ, либо закодированы буквой, за которой следуют три цифры. Эти три цифры представляют собой значение емкости в пФ, где первые две цифры представляют собой число, а третья — цифру множителя.

Рисунок 11.Алюминиевый электролитический конденсатор.

Танталовые электролитические конденсаторы

Танталовые конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны из пятиокиси тантала в качестве диэлектрического материала. Танталовые электролитические конденсаторы также являются поляризованными конденсаторами, как и алюминиевые конденсаторы. Танталовые электролитические конденсаторы производятся как мокрые (фольга), так и сухие (твердые).

Второй вывод танталовых электролитических конденсаторов меньше вывода эквивалентных алюминиевых конденсаторов, и этот вывод сделан из диоксида марганца.

Основным преимуществом танталовых электролитических конденсаторов над алюминиевыми конденсаторами является то, что они более стабильны, легче и меньше. Они имеют диапазон значений емкости от 47 нФ до 470 мкФ и максимальное рабочее напряжение до 50 В. Они дороже алюминиевых электролитов.

Свойства диэлектрика из оксида тантала — низкий ток утечки и лучшая стабильность емкости. Эти свойства диэлектрика из оксида тантала заставляют использовать его в приложениях блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации.К тому же эти свойства намного лучше, чем у диэлектрика из оксида алюминия.

Рисунок 12. Танталовые конденсаторы.

Суперконденсаторы

Суперконденсатор также известен как ультраконденсатор или двухслойный электрический конденсатор. Эти конденсаторы сделаны с тонким сепаратором электролита, который окружен ионами активированного угля. Он отличается от обычного конденсатора тем, что емкость суперконденсатора очень высока и составляет порядка миллифарад при диапазонах напряжения 2.От 3 до 2,75 В.

Суперконденсаторы делятся на три типа в зависимости от конструкции электродов:

  • Двухслойные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют угольные электроды или их производные.
  • Псевдоконденсаторы: Эти конденсаторы имеют электроды из оксида металла или проводящего полимера.
  • Гибридные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют асимметричные электроды.

Суперконденсаторы в основном используются в приложениях, где требуется очень большое количество циклов заряда / разряда, где требуется длительный срок службы и где требуется большое количество энергии за короткое время.Типичный диапазон применения суперконденсаторов — от миллиамперного тока и милливаттной мощности при продолжительности действия от нескольких минут до нескольких ампер тока и мощности в несколько киловатт за более короткий период. Эти суперконденсаторы обычно используются как временный источник питания, как замена батарей.

Рисунок 13. Суперконденсаторы.

Типы и характеристики конденсаторов | Newark

Конденсаторы — это пассивные компоненты, накапливающие электрический заряд.Однако эту единственную функцию можно использовать по-разному в самых разных приложениях — переменного и постоянного тока, аналоговых и цифровых. Примеры включают схемы синхронизации и формирования сигналов, связь и развязку, фильтры и сглаживание формы сигналов, настройку телевидения и радио, генераторы и, с суперконденсаторами, накопители заряда для таких устройств, как лампы-вспышки для фотоаппаратов. Это разнообразие в сочетании с масштабированием для соответствия различным уровням мощности, тока и напряжения означает, что конденсаторы бывают разных форм, размеров и технологий изготовления.

В этой статье исследуются конденсаторы и значение их электрической емкости. Затем он смотрит на свойства, помимо емкости, которые определяют производительность компонентов и влияют на их целевую схему. Далее показано, как эти свойства по-разному проявляются в различных типах конденсаторов, доступных в настоящее время, и как они влияют на выбор типа конденсатора конструктором.

Иногда, однако, очевидный первый выбор проекта может быть не лучшим путем; по какой-то причине может оказаться желательным заменить одну конденсаторную технологию на другую.Соответственно, статья завершается кратким примером того, как полимерные конденсаторы могут заменить многослойные керамические конденсаторы.

Что такое конденсатор?

Как показано на рисунке 1, конденсатор состоит из двух проводящих пластин, находящихся в непосредственной близости друг от друга, разделенных изолятором или диэлектриком. Подайте постоянный ток на пластины, и они будут накапливать равные и противоположные заряды; отрицательный на одной пластине и положительный на другой. Удалите источник питания, и пластины сохранят свой заряд, за исключением утечки.Затем, если пластины подключены к нагрузке, такой как лампа-вспышка камеры, они будут выделять в нее всю свою энергию для питания вспышки.

Рис.1 Символы конденсаторов — Правообладание на изображение Premier Farnell

Обратите внимание, что конструкция конденсатора означает, что он блокирует постоянный ток, но проводит переменный ток. Как правило, чем выше частота переменного напряжения, тем лучше конденсатор проводит переменный ток.

Количество энергии, которое может накапливать конденсатор, определяется его емкостью, измеряемой в фарадах.Поскольку фарад — это непрактично большая единица емкости (за исключением суперконденсаторов), реальные компоненты оцениваются в одном из следующих диапазонов СИ:

  • 1 мФ (миллифарад, одна тысячная (10−3) фарада)
  • 1 мкФ (микрофарад, одна миллионная (10-6) фарада)
  • 1 нФ (нанофарад, одна миллиардная (10-9) фарада)
  • 1 пФ (пикофарад, одна триллионная (10-12) a фарад)

В любом случае емкость C в фарадах определяется уравнением:

Где q — заряд в кулонах (+ q и -q заряды на пластинах), а V — напряжение в вольтах на пластинах. .2

Первое из приведенных выше уравнений говорит нам, что увеличение емкости позволяет сохранять больший заряд для данного напряжения на конденсаторе. Емкость можно увеличить, увеличив размер пластин, сдвинув пластины ближе друг к другу или улучшив изоляционные свойства диэлектрика. Конденсаторы всех типов достигают заданных значений емкости за счет соответствующей настройки этих трех переменных. Следовательно, если требуемое значение емкости может быть получено с различными типами конденсаторов, как нам решить, какой тип лучше всего подходит для любого конкретного применения?

Ответ заключается в том, что в то время как идеальные конденсаторы должны иметь только емкость, реальные устройства также имеют множество других параметров и характеристик, которые влияют на их производительность в рамках их целевого применения и на пригодность для них.Эти факторы зависят от используемой конденсаторной технологии, и все они должны быть учтены при выборе оптимального решения.

Критерии включают рабочее напряжение, размер устройства, частотную характеристику, старение (высыхание влажного электролита), вызывающее потерю емкости, максимальную рекомендуемую рабочую температуру, воспламеняемость и свойства самовосстановления. Иногда чрезвычайно низкое паразитное сопротивление (известное как эквивалентное последовательное сопротивление или ESR) необходимо для минимизации потерь I2R в приложениях с высоким током.

Далее мы более внимательно рассмотрим эти и другие свойства конденсаторов, а затем то, как они отражаются в различных типах конденсаторов.

Свойства конденсатора

Публикация KEMET «Введение в конденсаторные технологии» содержит много полезной информации и дает основу для обсуждения свойств конденсаторов, приведенного ниже.

Диэлектрические характеристики и конденсатор CV

Диэлектрические свойства влияют на объемный КПД конденсаторов, т.е.е. количество емкости на данный объем. Это выражается в виде значения CV, где C = емкость, а V — напряжение. Значения CV являются важными факторами при проектировании портативных систем или очень плотно установленных печатных плат, где важна высокая емкость при минимальном объеме.

Некоторые диэлектрики, например тантал, известны своими высокими характеристиками CV. CV также можно увеличить за счет максимального увеличения полезной площади поверхности электрода и минимизации накладных расходов на упаковку.

Проблемы с практической емкостью

Полезная емкость конденсатора может отличаться от его номинального значения из-за нескольких факторов.К ним относятся:

  • Температура
  • Влажность
  • Напряжение переменного и постоянного тока
  • Частота сигнала
  • Возраст конденсатора
  • Механический
  • Пьезоэлектрический эффект

При выборе конденсатора для приложения необходимо учитывать его номинальные характеристики с учетом этих факторов. во внимание.

Допуски — еще одно важное соображение. Конденсаторы имеют коды допусков, наиболее распространенные коды:

  • ± 20% = M
  • ± 10% = K
  • ± 5% = J
  • ± 2.5% = H
  • ± 2% = G
  • ± 1% = F

Зависимость тока утечки от сопротивления изоляции

Диэлектрические материалы в конденсаторах не являются идеальными изоляторами; они могут пропускать небольшой постоянный ток утечки по разным причинам, характерным для каждого типа диэлектрика. Это приведет к медленному падению напряжения на клеммах заряженного конденсатора, поскольку ток утечки истощает его заряд.

Как правило, сопротивление изоляции имеет тенденцию к уменьшению с увеличением значений емкости.Ток утечки увеличивается с ростом температуры.

Связь между током утечки (LC) и сопротивлением изоляции диэлектрика конденсатора (IR) определяется простой формулой:

I (LC) = V / R (IR)

Поведение при зарядке / разряде

Напряжение постоянного тока подается на конденсатор последовательно с резистором, конденсатор заряжается со скоростью, установленной приложенным напряжением, состоянием заряда относительно его конечного значения, последовательным сопротивлением и собственной емкостью.Произведение сопротивления и емкости, RC, известно как постоянная времени цепи. Точнее, постоянная времени RC — это время, необходимое для зарядки конденсатора на 63,2% разницы между начальным и конечным значениями. То же значение RC также определяет время, необходимое для разряда конденсатора через последовательный резистор.

Электрическая прочность диэлектрика

Если напряжение на конденсаторе достаточно увеличится, электрическое поле в конечном итоге вызовет пробой диэлектрика и проведение тока.С некоторыми диэлектриками эффект остается постоянным, поэтому конденсатор разрушается.

Однако некоторые диэлектрики могут самовосстанавливаться. Например, пленочные и бумажные конденсаторы с очень тонкими электродами могут самовосстанавливаться, поскольку большой ток пробоя нагревает электродные слои, заставляя металлы испаряться и окисляться вдали от пораженной области, тем самым изолируя путь короткого замыкания от остальной части конденсатора. Этот процесс может происходить даже в приложениях с очень большой мощностью до нескольких киловатт.

Рассеяние энергии

Когда переменное напряжение подается на конденсатор, ток течет через его диэлектрический материал и проводящие части. На практике часть этого тока рассеивается в небольшом сопротивлении внутри конденсатора. Это рассеяние проявляется в повышении температуры конденсатора. Общее сопротивление конденсатора, называемое эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), представляет собой сумму двух элементов:

  • Сопротивление диэлектрического материала
  • Сопротивление проводящих частей

Индуктивность

Электроды и подводящие провода или выводы конденсатора металлические проводники, с которыми связана некоторая индуктивность.Эта индуктивность имеет тенденцию противостоять изменениям переменного тока через конденсатор. Он известен как эквивалентная последовательная индуктивность или ESL.

Описание эквивалентной схемы конденсатора

Проводящие части конденсатора имеют соответствующее омическое сопротивление, которое в сочетании с диэлектрическим сопротивлением образует эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Практический конденсатор можно описать с помощью так называемой эквивалентной схемы, как на рисунке 2, где резистор (ESR) и катушка индуктивности (ESL) включены последовательно с чистой емкостью параллельно с резистором, равным сопротивлению изоляции диэлектрик.

Рис. 2: Эквивалентная схема конденсатора с паразитной индуктивностью и сопротивлением — Изображение через KEMET

Различные типы конденсаторов

На Рис. 3 показаны различные типы конденсаторов, доступные в настоящее время. Ниже мы рассмотрим типы конденсаторов постоянной емкости.

Рис. 3: Иерархия типов конденсаторов — Изображение предоставлено Würth Elektronik

Caoacitorguide.com предоставляет подробные объяснения различных типов конденсаторов и их конструкции; приведенная ниже информация о типе конденсатора (кроме Glass и Feedthru) основана на этом содержании.

Пленочные

Пленочные конденсаторы используют тонкую пластиковую пленку в качестве диэлектрика; он может быть металлизирован или оставлен без обработки, в зависимости от требуемых свойств конденсатора. Эти типы обеспечивают стабильность, низкую индуктивность и низкую стоимость. Различные варианты пленок включают полиэфирную, металлизированную, полипропиленовую, PTFE и полистирол. Емкость колеблется от менее 1 нФ до 30 мкФ.

Эти типы конденсаторов неполяризованы, что делает их пригодными для передачи сигналов переменного тока и питания. Пленочные конденсаторы могут иметь очень высокие значения емкости конденсаторов, которые они сохраняют дольше, чем другие типы конденсаторов.Они очень надежны, имеют длительный срок хранения и срок службы, а процесс старения обычно происходит медленнее, чем у других типов, таких как электролитические. У них низкие значения ESR и ESL, следовательно, очень низкие коэффициенты рассеяния. Их можно сделать так, чтобы они выдерживали напряжения в диапазоне киловольт и могли обеспечивать очень сильные импульсы импульсного тока.

Доступны силовые пленочные конденсаторы, которые могут выдерживать реактивную мощность более 200 вольт-ампер. Они используются в устройствах силовой электроники, фазовращателях, рентгеновских вспышках и импульсных лазерах.Варианты с низким энергопотреблением используются в качестве развязывающих конденсаторов, фильтров и аналого-цифровых преобразователей. Другими известными приложениями являются предохранительные конденсаторы, подавление электромагнитных помех, балласты люминесцентных ламп и демпфирующие конденсаторы.

Рис.4: Конденсаторы из полиэфирной пленки — изображение с Wikimedia Commons

Керамика

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используется керамический материал. Многослойный чип-конденсатор (MLCC) и керамический дисковый конденсатор являются наиболее часто используемыми типами в современной электронике.MLCC изготавливаются в формах для поверхностного монтажа (SMT) и широко используются из-за своего небольшого размера. Значения емкости обычно находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, хотя доступны значения до 100 мкФ. Они неполяризованы, поэтому могут использоваться в цепях переменного тока. Они имеют отличную частотную характеристику из-за низкого резистивного и индуктивного паразитного воздействия.

Сегодня доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Керамические конденсаторы класса 1 используются там, где требуются высокая стабильность и низкие потери.Они очень точны, а значение емкости стабильно в зависимости от приложенного напряжения, температуры и частоты.

Конденсаторы класса 2 имеют высокую емкость на единицу объема и используются для менее чувствительных приложений. Их термическая стабильность обычно составляет ± 15% в диапазоне рабочих температур, а допустимые отклонения от номинальных значений составляют около 20%.

MLCC предлагают высокую плотность упаковки для монтажа на печатной плате, хотя также доступны физически мощные керамические компоненты, которые могут выдерживать напряжения от 2 до 100 кВ с номинальной мощностью выше 200 ВА.

Рис. 5: Керамический конденсатор — Изображение из Википедии

Электролитический

В электролитических конденсаторах используется электролит для обеспечения большего значения емкости, чем в конденсаторах других типов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, поэтому их необходимо использовать в цепях постоянного тока и правильно смещать. Электролитические конденсаторы могут быть либо с жидким электролитом, либо с твердым полимером. Обычно их делают из тантала или алюминия. Алюминиевые конденсаторы обычно имеют емкость от 1 мкФ до 47 мФ с рабочим напряжением до нескольких сотен вольт постоянного тока.Однако суперконденсаторы, иногда называемые двухслойными конденсаторами, также доступны с емкостью в сотни или тысячи фарад.

К недостаткам относятся большие токи утечки, большие допуски значений, обычно составляющие 20%, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы. Значения емкости также меняются со временем. Конденсаторы могут перегреться или даже взорваться при воздействии напряжений обратной полярности.

Электролитические конденсаторы используются в приложениях, где не требуются жесткие допуски и поляризация переменного тока, но требуются большие значения емкости.Примеры включают в себя этапы фильтрации в источниках питания для устранения пульсаций переменного тока или для сглаживания входа и выхода в качестве фильтра нижних частот для сигналов постоянного тока со слабой составляющей переменного тока.

Рис.6: Электролитический конденсатор — Изображение с flickr

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы — это тип электролитических, как описано выше. Они могут хранить чрезвычайно большое количество электроэнергии, используя два механизма; двухслойная емкость и псевдоемкость. Первый является электростатическим, а второй — электрохимическим, поэтому суперконденсаторы сочетают в себе характеристики обычных конденсаторов с характеристиками обычных батарей.

Фактически, они используются в качестве альтернативы батареям во многих приложениях, включая автомобильные системы рекуперации кинетической энергии (KERS), фотовспышки и статическую память RAM. Возможности будущего включают мобильные телефоны, ноутбуки и электромобили; их самым захватывающим преимуществом является очень высокая скорость перезарядки, что означает, что электромобиль можно зарядить за несколько минут.

Эта технология позволяет достичь значений емкости до 12000 F. Они имеют очень быстрое время зарядки и разрядки, сравнимое с обычными конденсаторами, из-за их низкого внутреннего сопротивления.Напротив, для полной зарядки батарей может потребоваться до нескольких часов. Суперконденсаторы также имеют удельную мощность в 5-10 раз больше, чем у батарей; например, 10 кВт / кг по сравнению с 1–3 кВт / кг для литий-ионных аккумуляторов. Суперконденсаторы при неправильном обращении нагреваются не так сильно, как батареи, и имеют практически неограниченный срок службы по сравнению с 500+ циклами, типичными для батарей.

К недостаткам суперконденсаторов относятся низкая удельная энергия (Втч / кг), линейная характеристика напряжения разряда (суперконденсатор рассчитан на 2.Выходное напряжение 7 В упадет до 1,35 В при разряде 50%, например) и высокой стоимости. До сих пор это не позволяло суперконденсаторам заменять батареи в большинстве приложений.

Рис.7: Технологии суперконденсаторов — Изображение с Wikimedia Commons

Слюдяные

Слюдяные конденсаторы сегодня означают серебряные слюдяные конденсаторы, изготовленные из листов слюды, покрытых металлом с обеих сторон. Значения емкости небольшие, обычно от нескольких пФ до нескольких нФ, хотя самые крупные типы слюды могут достигать 1 мкФ.Номинальное напряжение обычно составляет от 100 до 1000 вольт, хотя некоторые конденсаторы рассчитаны на напряжение до 10 кВ для радиочастотных передатчиков. Они также используются в других высоковольтных устройствах из-за высокого напряжения пробоя.

Они обладают малыми потерями, позволяют использовать на высоких частотах, надежны, и их стоимость остается стабильной с течением времени. Конденсаторы также стабильны в широком диапазоне напряжения, температуры и частоты. Обычно они имеют относительно небольшую емкость. Они обеспечивают точность с допусками до +/- 1%.Однако конденсаторы громоздкие и дорогие.

Рис.7: Серебряные слюдяные конденсаторы — Изображение с Wikimedia Commons

Стекло

Стеклянные конденсаторы используются в ВЧ схемах, где требуется максимальная производительность. Они предлагают низкий температурный коэффициент без гистерезиса, нулевую скорость старения, отсутствие пьезоэлектрического шума, нулевую скорость старения и чрезвычайно низкие потери. Они также обладают высокой способностью к высокочастотному току с высокими рабочими температурами, часто до 200 ° C.

Feedthru

AVX предлагает линейку проходных конденсаторов, которые доступны как в стандартном размере 0805, так и в размере 1206.Эти конденсаторы — идеальный выбор для подавления электромагнитных помех, широкополосной фильтрации ввода / вывода или кондиционирования линии питания Vcc. Уникальная конструкция проходного конденсатора обеспечивает низкую параллельную индуктивность и обеспечивает отличную развязку для всех сред с высокими значениями di / dt и обеспечивает значительное снижение шума в цифровых схемах до 5 ГГц. AVX предлагает проходные конденсаторы автомобильного класса, соответствующие требованиям AEC-Q200. Эти конденсаторы доступны в диэлектриках NP0 и X7R с вариантами заделки, включая гальванический Ni и Sn.

Взаимозаменяемость типов конденсаторов

Хотя различные типы конденсаторов оптимизированы для разных приложений, возможно или желательно заменить один тип другим. Например, Panasonic подготовила подробный технический документ, в котором показано, как полимерные конденсаторы могут заменить MLCC в различных приложениях. Информация из этой статьи представлена ​​ниже.

Современные разработки ИС и связанные с ними ожидания в отношении их производительности предъявляют более строгие требования к соответствующим компонентам, включая конденсаторы.Эта тенденция очевидна, например, в конструкциях преобразователей постоянного тока в постоянный. Это способствует повышению энергоэффективности, увеличению токов нагрузки, миниатюризации и повышению частоты переключения. Для таких тенденций необходимы конденсаторы, способные выдерживать более высокие токовые нагрузки при меньшем объеме. Существует возрастающая потребность в сочетании высокой производительности и удельной мощности с длительным сроком службы, высокой надежностью и безопасностью.

Выходные конденсаторы необходимы для преобразователей постоянного тока в постоянный, потому что вместе с основной катушкой индуктивности они обеспечивают резервуар электрической энергии на выходе и сглаживают выходное напряжение.Входные конденсаторы должны хорошо работать с точки зрения рассеивания мощности и пульсаций. Они должны поддерживать напряжение и обеспечивать стабильное напряжение шины для инвертора.

Для этих входных и выходных ролей преобразователя постоянного тока в постоянный можно использовать конденсаторы различных типов. На рисунке 8 показаны некоторые варианты, включая электролитические конденсаторы, OSCON, SP-Cap, POS-Cap, пленочные конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы (MLCC), и их производительность ранжируется в соответствии с каждой характеристикой. Хотя лучший выбор зависит от приложения, мы можем сравнить относительные характеристики каждого типа.

Рис. 8: Типы и характеристики конденсаторов — Изображение предоставлено Panasonic

В то время как электролитические конденсаторы обеспечивают наибольшее ESR, их характеристики емкости и тока утечки значительно ухудшаются при более высоких температурах и частотах. Керамические конденсаторы с очень низким ESR и ESL обеспечивают отличные переходные характеристики, но у них есть ограничения на снижение емкости. Они также могут работать при очень высоких токах пульсаций, но они склонны к отказу из-за старения и требуют более низких рабочих электрических полей.

Полимерные электролитические конденсаторы широко используются в источниках питания для схем ИС для функций буфера, байпаса и развязки, особенно в устройствах плоской или компактной конструкции. Поэтому они конкурируют с MLCC, но предлагают более высокие значения емкости и, в отличие от керамических конденсаторов классов 2 и 3, не проявляют микрофонного эффекта.

Для входных и выходных фильтров преобразователей DC-DC конденсаторы MLCC были наиболее широко используемым типом из-за их низкой стоимости, а также низкого ESR и ESL. Однако у них есть недостатки, в том числе:

  • Малая емкость на единицу объема, особенно для диэлектрических материалов класса 1 (NO / COG)
  • Большой размер корпуса, склонный к растрескиванию при изгибе печатной платы
  • Нестабильность смещения постоянного тока
  • Пьезоэффект (пение)

Именно здесь полимерные конденсаторы находят свое применение.Panasonic производит твердые полимерные алюминиевые конденсаторы: SP-Caps и OS-CON, тантал-полимерные конденсаторы (POS-CAP) и полимерные гибридные алюминиевые электролитические конденсаторы. Эти типы полимерных конденсаторов расширяют сферу применения. Они обладают большой емкостью и отличными характеристиками смещения, намного превосходящими характеристики MLCC, а также обладают чрезвычайно низкими характеристиками ESR и ESL.

Кроме того, полимерные конденсаторы обеспечивают очень высокую надежность и превосходные низкотемпературные характеристики за счет использования твердых полимерных материалов в качестве электролита.

Схема на рис. 9 ниже показывает пару примеров того, как различные полимерные конденсаторы могут улучшить характеристики конденсаторов MLCC.

Рис. 9: Пример схемы, сравнивающей MLCC и полимерные конденсаторы — Изображение предоставлено Panasonic

Конденсаторы источника

Различные типы конденсаторов с широким диапазоном рабочих характеристик можно найти на веб-сайте Farnell element14.

Заключение

В этой статье объясняется, что такое конденсатор и как чистая емкость функционирует в электрической цепи.Однако он также признает, что в реальном мире нет такой вещи, как чистый конденсатор. Соответственно, он исследовал различные физические и электрические характеристики, которые неизбежно составляют реальный конденсаторный компонент, и обсудил широкий диапазон типов конденсаторов и их изменяющиеся характеристики, доступные в настоящее время для различных приложений.

Также было рассмотрено, как иногда один тип конденсатора может быть заменен другим, на примере замены полимерного конденсатора для MLCC.

Типы и характеристики конденсаторов — Дата публикации: 15 октября 2018 г., Farnell element14

Различные типы конденсаторов и их применение

В основном конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных тонким изолирующим слоем. Существуют различные типы конденсаторов , которые производятся во многих формах, стилях и материалах.

Коллекция различных типов конденсаторов

Основные сведения о них помогут вам выбрать конденсатор для вашего приложения.Прежде чем перейти к каждому из них, давайте разберемся с основными способами использования конденсатора в цепи.

Конденсаторы

широко используются в электрических и электронных схемах.

В электронных схемах используются конденсаторы малой емкости,

  • для передачи сигналов между каскадами усилителей.
  • в составе электрофильтров и настраиваемых схем.
  • в составе систем электроснабжения для сглаживания выпрямленного тока.

В электрических цепях используются конденсаторы большей емкости,

  • для хранения энергии в таких приложениях, как стробоскопы.
  • в составе некоторых типов электродвигателей (асинхронный двигатель).
  • для коррекции коэффициента мощности в системах распределения электроэнергии переменного тока

Стандартные конденсаторы имеют фиксированное значение емкости, но регулируемые конденсаторы часто используются в настроенных схемах.

Считайте, как сохраняется заряд в конденсаторе.

Типы конденсаторов

Теперь мы изучим разные типы конденсаторов и как они классифицируются.Также в этом разделе вы можете узнать, как эти конденсаторы получили свое название, которое мы называем сейчас.

Обычно конденсаторы делятся на две общие группы:

  1. Фиксированные конденсаторы
  2. Конденсаторы переменной емкости

Фиксированные конденсаторы — это конденсаторы с фиксированными значениями емкости.

В то время как Переменные конденсаторы имеют переменные (подстроечные) или регулируемые (настраиваемые) значения емкости.

Из них наиболее важной группой являются конденсаторы постоянной емкости.

Основная классификация конденсаторов

Важными типами конденсаторов постоянной емкости являются:

  • Конденсаторы керамические
  • Пленочные и бумажные конденсаторы
  • Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы
  • Конденсаторы полимерные
  • Суперконденсатор
  • Серебряные слюдяные, стеклянные, кремниевые, воздушные и вакуумные конденсаторы

Многие конденсаторы получили свое название от используемого в них диэлектрика.Но это верно не для всех конденсаторов, потому что некоторые старые электролитические конденсаторы названы по своей конструкции катода. Так что наиболее часто используемые имена просто исторические.

Конденсаторы постоянной емкости бывают поляризованными и неполяризованными.

Керамические и пленочные конденсаторы являются примерами неполяризованных конденсаторов . Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы входят в группу поляризованных конденсаторов .

Полная классификация конденсаторов постоянной емкости показана на рисунке ниже.

Типы конденсаторов постоянной емкости

В дополнение к показанным выше типам конденсаторов, которые получили свое название от исторического развития, существует множество отдельных конденсаторов, названных в зависимости от их применения.

Конденсаторы, получившие свое название в зависимости от области применения, включают следующее:

  • Конденсаторы силовые,
  • Конденсаторы моторные,
  • Конденсаторы промежуточного контура,
  • Конденсаторы подавления,
  • Конденсаторы кроссовера аудиосистемы,
  • Конденсаторы балластные осветительные,
  • Демпферные конденсаторы,
  • Разделительные, развязывающие или байпасные конденсаторы.

Часто для этих целей используется более одного семейства конденсаторов, например Для подавления помех можно использовать керамические конденсаторы или пленочные конденсаторы.

Обзор различных типов конденсаторов

Как мы объяснили выше, можно использовать много разных типов конденсаторов. Зная основные характеристики каждого из них, вы легко сможете подобрать конденсатор для своего проекта.

Чтобы облегчить вашу работу, ниже перечислены основные типы конденсаторов:

1.Конденсатор керамический

Керамический конденсатор — это тип конденсатора, который используется во многих приложениях от аудио до RF.

Керамический конденсатор

Значения керамического конденсатора колеблются от несколько пикофарад до примерно 0,1 мкФ . Керамические конденсаторы являются наиболее часто используемыми типами конденсаторов , которые дешевы и надежны, а их коэффициент потерь особенно низок, хотя это зависит от конкретного используемого диэлектрика.

Благодаря своим конструктивным свойствам, эти конденсаторы широко используются как в выводном, так и в поверхностном исполнении.

2. Конденсатор электролитический

Электролитические конденсаторы — это конденсаторы, поляризованные .

Электролитические конденсаторы

Они могут иметь высокие значения емкости — обычно выше 1 мкФ . Эти конденсаторы наиболее широко используются для низкочастотных приложений — источников питания, развязки и аудиосвязи, поскольку они имеют ограничение по частоте около 100 кГц.

3. Конденсатор танталовый

Подобно электролитическим конденсаторам, танталовые конденсаторы также имеют поляризацию и предлагают очень высокий уровень емкости для своего объема.

Танталовый конденсатор

Однако этот тип конденсатора очень нетерпим к обратному смещению, часто взрываясь при воздействии нагрузки.

Конденсатор этого типа также не должен подвергаться воздействию высоких пульсаций тока или напряжения, превышающего их рабочее напряжение.

Доступны как с выводами, так и с выводом на поверхность.

4. Серебряный слюдяной конденсатор

Серебряные слюдяные конденсаторы не так широко используются в наши дни , но они по-прежнему предлагают очень высокий уровень стабильности, низкие потери и точность там, где пространство не является проблемой.

Серебряные слюдяные конденсаторы

Они в основном используются для приложений RF , и их максимальное значение ограничено 1000 пФ или около того.

5. Конденсатор из полистирольной пленки

Конденсаторы из полистирола

— это относительно дешевый конденсатор , но при необходимости можно использовать конденсатор с жесткими допусками.

Конденсатор из полистирольной пленки

Они имеют трубчатую форму в результате того, что пластина / диэлектрический сэндвич скручены вместе, но это добавляет индуктивность, ограничивая их частотную характеристику до нескольких сотен кГц.

Обычно они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

6. Конденсатор из полиэфирной пленки

Конденсаторы с полиэфирной пленкой используются, где стоимость учитывается, поскольку они не обеспечивают высоких допусков.

Конденсатор из полиэфирной пленки

Многие конденсаторы из полиэфирной пленки имеют допуск , равный 5% или 10% , что подходит для многих приложений. Как правило, они доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

7. Конденсатор из металлизированной полиэфирной пленки

Этот тип конденсатора по существу представляет собой конденсатор из полиэфирной пленки , в котором сами полиэфирные пленки металлизированы.

Конденсатор из металлической полиэфирной пленки

Преимущество использования этого процесса состоит в том, что из-за тонкости электродов весь конденсатор может быть помещен в относительно небольшой корпус.

Конденсаторы с металлизированной полиэфирной пленкой обычно доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

8. Конденсатор из поликарбоната

Поликарбонатные конденсаторы использовались в приложениях, где надежность и производительность имеют решающее значение .

Конденсатор из поликарбоната

Это позволяет нам изготавливать конденсаторы с высокими допусками.Эти конденсаторы будут сохранять свою емкость с течением времени.

Кроме того, они имеют низкий коэффициент рассеяния и остаются стабильными в широком диапазоне температур, многие из которых указаны от -55 ° C до + 125 ° C.

Однако производство поликарбонатных диэлектриков было прекращено, и их производство в настоящее время очень ограничено.

9. Конденсатор полипропиленовый

Полипропиленовый конденсатор иногда используется, когда требуется конденсатор с более высоким допуском, чем у полиэфирных конденсаторов.

Конденсатор полипропиленовый

Как следует из названия, в этом конденсаторе используется полипропиленовая пленка в качестве диэлектрика. Одним из преимуществ конденсатора является то, что его емкость очень мало изменяется с течением времени и с приложенным напряжением.

Этот тип конденсатора также используется для низких частот. Обычно верхний предел составляет 100 кГц или около того. Как правило, они доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

10. Конденсаторы стеклянные

Как следует из названия, в конденсаторах этого типа используется стекло в качестве диэлектрика .Стеклянные конденсаторы обычно стоят дороже .

Стеклянный конденсатор по размеру сравнивают с монетой.

Несмотря на свою дороговизну, эти конденсаторы предлагают очень высокие уровни производительности с точки зрения чрезвычайно низких потерь, высокой способности к высокочастотному току, отсутствия пьезоэлектрического шума и других характеристик.

Эти особенности делают их идеальными для многих высокопроизводительных ВЧ-приложений.

11. SuperCap

SuperCap также известен как суперконденсатор или ультраконденсатор .

SuperCap

Как следует из названия, эти конденсаторы имеют очень больших значений емкости , до нескольких тысяч Фарад.

SuperCap находит применение для обеспечения запаса памяти, а также в автомобильных приложениях .

Общие сведения о типах и характеристиках конденсаторов

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

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

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

Что такое конденсатор?

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

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

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

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

.

Уравнение 1

Где:

C — емкость в фарадах

A — площадь пластины в квадратных метрах

d — расстояние между пластинами в метрах

ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала

ε равно относительной диэлектрической проницаемости диэлектрика, ε r , умноженной на диэлектрическую проницаемость вакуума, ε 0 .Относительную диэлектрическую проницаемость, ε r, часто называют диэлектрической проницаемостью, k.

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

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

Некоторые примечания к записям столбца:

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

Конденсатор строительный

Конденсаторы

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

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

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

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

Конденсаторы

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

Конденсаторная схема модели

Модель цепи конденсатора включает все три пассивных элемента цепи (рисунок 3).

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

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

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

.

Уравнение 2

Где:

X C — емкостное реактивное сопротивление в Ом (Ом)

ESR — эквивалентное последовательное сопротивление (в Ом)

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

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

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

Конденсаторы керамические

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

В керамических конденсаторах

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

GCM1885C2A101JA16 компании

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

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

Пленочные конденсаторы

В пленочных конденсаторах

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

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

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

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

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

Полиэтиленнафталат (PEN): Как и конденсаторы PPS, они доступны только в исполнении с металлизированной пленкой. Они обладают устойчивостью к высоким температурам и доступны в конфигурации для поверхностного монтажа. Приложения сосредоточены на тех, где требуются характеристики при высоких температурах и высоком напряжении.

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

Конденсаторы электролитические

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

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

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

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

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

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

Kemet A758BG106M1EDAE070 — это алюминиево-полимерный конденсатор 10 мкФ, 25 В с радиальным выводом, обладающий более длительным сроком службы и большей стабильностью в широком диапазоне температур. Он предназначен для промышленного и коммерческого применения, например, для зарядных устройств мобильных телефонов и медицинской электроники.

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

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

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

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

Слюдяные конденсаторы

Конденсаторы

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

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

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

Заключение

Конденсаторы — важный компонент в конструкции электроники. За прошедшие годы был разработан широкий спектр типов устройств с различными характеристиками, которые делают некоторые конденсаторные технологии особенно подходящими для конкретных приложений. Для проектировщиков получение хороших практических знаний о различных типах, конфигурациях и спецификациях является стоящим усилием, чтобы обеспечить оптимальный выбор для данного приложения.

Заявление об ограничении ответственности: мнения, убеждения и точки зрения, выраженные различными авторами и / или участниками форума на этом веб-сайте, не обязательно отражают мнения, убеждения и точки зрения Digi-Key Electronics или официальную политику Digi-Key Electronics.

Слюдяной конденсатор | Типы | Направляющая конденсатора

Что такое слюдяные конденсаторы?

Слюда — группа природных минералов. Серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется слюда. Есть два типа слюдяных конденсаторов: слюдяные конденсаторы с зажимом и серебряные слюдяные конденсаторы.Фиксированные слюдяные конденсаторы в настоящее время считаются устаревшими из-за их худших характеристик. Вместо них используются серебряные слюдяные конденсаторы. Они сделаны из листов слюды, покрытых металлом с обеих сторон. Затем эта сборка покрывается эпоксидной смолой для защиты от окружающей среды. Слюдяные конденсаторы обычно используются, когда конструкция требует стабильных, надежных конденсаторов относительно небольших номиналов. Это конденсаторы с низкими потерями, что позволяет использовать их на высоких частотах, и их значение не сильно меняется со временем.

Минералы слюды очень стабильны электрически, химически и механически. Из-за своей специфической кристаллической структуры связывания он имеет типичную слоистую структуру. Это позволяет изготавливать тонкие листы порядка 0,025-0,125 мм. Чаще всего используются слюда мусковит и флогопит. Первый обладает лучшими электрическими свойствами, а второй имеет более высокую термостойкость. Слюда добывают в Индии, Центральной Африке и Южной Америке. Большой разброс в составе сырья приводит к высокой стоимости проверки и сортировки.Слюда не вступает в реакцию с большинством кислот, воды, масел и растворителей.

Определение конденсатора слюдяного типа

Серебряные слюдяные конденсаторы используют слюду в качестве диэлектрика. Они обладают прекрасными высокочастотными свойствами благодаря низким резистивным и индуктивным потерям и очень стабильны во времени.

Характеристики

Точность и допуски

Минимальный допуск для конденсаторов из серебряной слюды может составлять всего ± 1%. Это намного лучше, чем практически все другие типы конденсаторов.Для сравнения, некоторые керамические конденсаторы могут иметь допуск до ± 20%.

Стабильность

Конденсаторы

Mica очень стабильны и очень точны. Их емкость мало меняется со временем. Это связано с тем, что в конструкции отсутствуют воздушные зазоры, которые со временем могут измениться. Также сборка защищена от влаги и других воздействий эпоксидной смолой. Это означает, что внешние воздействия, такие как влажность воздуха, не влияют на слюдяные конденсаторы. Их емкость не только стабильна во времени, она также стабильна в широком диапазоне температур, напряжений и частот.Средний температурный коэффициент составляет около 50 ppm / ° C.

Низкие потери

Конденсаторы

слюдяные имеют низкие резистивные и индуктивные потери (высокая добротность). Их характеристики в основном не зависят от частоты, что позволяет использовать их на высоких частотах. Эти превосходные характеристики имеют свою цену: конденсаторы из серебряной слюды громоздки и дороги.

Устройство и свойства слюдяных конденсаторов

Конструкция серебряных слюдяных конденсаторов относительно проста.В старых слюдяных конденсаторах использовались тонкие листы слюды, покрытые тонкими листами серебра. Эти слои были зажаты и добавлены электроды. Однако из-за физических недостатков слоев слюды и серебра имелись небольшие воздушные зазоры, что ограничивало точность зажимаемых слюдяных конденсаторов. Кроме того, эти воздушные зазоры могут создавать проблемы из-за механических нагрузок, и значение емкости может со временем меняться.

Серебряные слюдяные конденсаторы после Второй мировой войны изготавливаются путем нанесения серебра непосредственно на поверхность слюды и их наслаивания для достижения желаемой емкости.После того, как слои собраны, добавляются электроды, и сборка инкапсулируется. Керамика или эпоксидная смола используются в качестве герметизирующего материала, чтобы защитить серебряно-слюдяной конденсатор от внешних воздействий, таких как влажность.

Серебряные слюдяные конденсаторы имеют относительно небольшое значение емкости: обычно от нескольких пФ до нескольких нФ. Слюдяные конденсаторы самой большой емкости могут достигать значений 1 мкФ, хотя это случается редко. Серебряные слюдяные конденсаторы обычно рассчитаны на напряжение от 100 до 1000 вольт, хотя существуют специальные высоковольтные слюдяные конденсаторы, предназначенные для использования передатчика RF, которые рассчитаны на напряжение до 10 кВ.

Применения для слюдяных конденсаторов

Конденсаторы из серебряной слюды

используются в приложениях, требующих низких значений емкости и высокой стабильности при низких потерях. В основном они используются в силовых радиочастотных цепях, где стабильность имеет первостепенное значение.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в высокочастотных схемах настройки, таких как фильтры и генераторы. Иногда они используются в импульсных приложениях в качестве демпферов. Хотя когда-то они были очень популярны как качественные конденсаторы, в настоящее время их все чаще заменяют конденсаторы других типов из-за их размера и стоимости, которая может достигать нескольких долларов за штуку.

В ВЧ-системах с низким энергопотреблением хорошей заменой слюдяным конденсаторам являются керамические конденсаторы. Если допуски емкости и низкие потери являются важным фактором, можно использовать керамические конденсаторы класса 1, поскольку эти конденсаторы имеют аналогичные допуски за небольшую часть цены.

В некоторых приложениях все еще незаменимы серебряные слюдяные конденсаторы. Например, разработчики схем по-прежнему обращаются к слюдяным конденсаторам для мощных приложений, таких как радиопередатчики. Еще одна сфера применения, где по-прежнему широко используется серебряная слюда, — это приложения высокого напряжения из-за высокого напряжения пробоя слюды.

Определение, типы, применение, работа с [изображениями]

В этом посте вы узнаете о конденсаторах , их типах, спецификациях , применении, цветовом кодировании емкости и методе буквенного кода.

Конденсаторы и типы

Конденсаторы электрический или электронный компонент, в котором накапливаются электрические заряды. По сути, конденсатор состоит из двух параллельных пластин, состоящих из проводящих материалов и диэлектрического материала (воздуха, слюды, бумаги, пластика и т. Д.).) помещают между ними, как показано на рисунке.

Конденсатор

Технические характеристики конденсаторов

Технические характеристики конденсаторов:

  1. Значение емкости
  2. Номинальное напряжение
  3. Температурный коэффициент
  4. Диапазон частот
  5. Диэлектрическая постоянная
  6. Диэлектрическая прочность
  7. Коэффициент мощности

1. Значение емкости

Емкость конденсатора измеряется величиной его емкости и выражается в фарадах, микрофарадах и нанофарадах.

2. Номинальное напряжение

Номинальное напряжение — это рабочее напряжение конденсатора, которое измеряется в вольтах.

3. Температурный коэффициент

Температурный коэффициент представляет собой стабильность значения емкости при изменении температуры. Выражается в ppm / ° c.

4. Диапазон частот

Диапазон частот — это максимальная частота, до которой конденсатор может безопасно работать.

5. Диэлектрическая проницаемость

Диэлектрическая проницаемость — это свойство диэлектрика, которое влияет на значение емкости.Его можно определить как отношение емкостей.

6. Диэлектрическая прочность

Диэлектрическая прочность — это способность конденсатора выдерживать напряжение на единицу толщины диэлектрического материала без пробоя. Он измеряется в кв / мм или кв / см. Это зависит от толщины диэлектрика, температуры и частоты питания.

7. Коэффициент мощности

Коэффициент мощности указывает минимальные потери в конденсаторе. Он указывает долю входной мощности, рассеиваемую как тепловые потери в конденсаторе.Чем ниже коэффициент мощности, тем лучше будет качество конденсатора.

Коэффициент мощности (Q) конденсатора, обратный коэффициенту мощности. Если коэффициент мощности равен 0,001, то коэффициент качества (Q) равен 1000. Таким образом, чем выше коэффициент мощности, тем лучше качество конденсатора.

Читайте также: Типы резисторов и их условные обозначения.

Типы конденсаторов

Ниже приведены три различных типа конденсаторов:

  1. Фиксированные конденсаторы
    1. Слюдяные конденсаторы
    2. Керамические конденсаторы
    3. Бумажные конденсаторы
    4. Пластиковые конденсаторы
    5. Электролитические конденсаторы
      1. Электролитические конденсаторы мокрого типа
      2. Тип Электролитический конденсатор
  2. Регулируемые конденсаторы
  3. Переменные конденсаторы

1.Конденсаторы постоянной емкости

Конденсаторы с фиксированным значением емкости известны как конденсаторы постоянной емкости.

Фиксированные конденсаторы Символ

Ex: Слюдяные конденсаторы, бумажные конденсаторы, пластиковые конденсаторы и т. Д.

Фиксированные конденсаторы Пример1

Различные конденсаторы постоянной емкости показаны на рисунке.

Пример 2 фиксированного конденсатора

В зависимости от используемого диэлектрического материала конденсаторы постоянной емкости далее подразделяются на:

  1. Слюдяные конденсаторы
  2. Керамические конденсаторы
  3. Бумажные конденсаторы
  4. Пластиковые конденсаторы
  5. Электролитические конденсаторы
1.Слюдяные конденсаторы
  • Конденсаторы этого типа используются в качестве диэлектрического материала.
  • Листы слюды и металлическая фольга сохраняются как альтернатива. Количество листов слюды и металлической фольги определяет значение емкости.
Слюдяные конденсаторы
  • Конструктивные детали показаны на рисунке, из которого видно, что альтернативные металлические детали (1,3,5) и (2,4,6) соединены вместе, образуя 2 отдельных набора и вывод К этим двум наборам подключается провод для внешнего подключения.
  • Весь блок помещен в металлический корпус или залит смолой.
Применения слюдяных конденсаторов:

Они используются,

  1. в схемах настройки и соединения радиосистем и телевизионных систем.
  2. В измерителе в качестве стандартных конденсаторов.
2. Керамические конденсаторы
  • В этих конденсаторах керамика используется в качестве диэлектрического материала.
  • Керамический материал получают в виде тонкого диска или трубки путем смешивания титаната бария, талька и силиката магния в различных соотношениях.
Конденсатор керамический
  • На поверхность керамического корпуса нанесена металлическая пленка из меди, к которой прикреплены проволочные выводы из металлической пленки. Вся сборка покрыта пластиком для внешней защиты.
Применения керамических конденсаторов:

Используются:

  1. Цепи в баке и согласующие цепи.
  2. В качестве соединительного и байпасного компонента.
  3. Схема фильтров с резистором.
  4. В цепи транзистора.
  5. В передатчиках и приемниках ТВ.
3. Бумажные конденсаторы
  • На рисунке представлены детали конструкции бумажного конденсатора, в котором бумага действует как диэлектрический материал.
Бумажные конденсаторы
  • Здесь бумага помещается между двумя алюминиевыми металлическими фольгами и свертывается в цилиндрическую форму.
  • Два выводных провода соединены с металлической фольгой для внешнего подключения.
  • Вся установка окунается в воск и помещается в металлический корпус.
Применения бумажных конденсаторов:

Они используются:

  1. В качестве статора в однофазных двигателях в настольных вентиляторах, мельницах, охладителях воды и т. Д.
  2. В цепях фильтров и системах электропитания.
4. Пластиковые конденсаторы
  • На рисунке показаны детали конструкции пластикового конденсатора, который состоит из пластика в качестве диэлектрического материала.
Пластиковый конденсатор
  • Две алюминиевые фольги и пластиковая (полиэфирная) пленка хранятся попеременно и скручиваются в цилиндрическую форму.
  • Медные выводы спаяны с двумя металлическими фольгами, и весь блок покрыт полимерным литьем.
Применения пластиковых конденсаторов:

Они используются:

  1. Для схем синхронизации
  2. В схемах настройки и
  3. В интегральных схемах
5. Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы являются поляризованными конденсаторами, поэтому эти используются там, где необходима энергия с необходимой полярностью. Здесь оксидная пленка, полученная в результате химической реакции, действует как диэлектрический материал.

Электролитические конденсаторы далее подразделяются на:

  1. Электролитический конденсатор мокрого типа
  2. Электролитический конденсатор сухого типа
1. Электролитический конденсатор мокрого типа
  • Детали конструкции показаны на рисунке, который состоит из размещенных алюминиевых стержней. в базовом электролите, помещенном в алюминиевый контейнер.
Электролитический конденсатор мокрого типа
  • Теперь постоянный ток пропускается через c с помощью D.C. источник подключен между стержнем и контейнером.
  • Тонкая пленка оксида нанесена на стержень, который подсоединен к положительной клемме источника. Таким образом, стержень действует как положительный вывод конденсатора. Источник отключается, когда стержень полностью покрывается оксидной пленкой.
  • Таким образом, стержень действует как (+) ve вывод, контейнер как (-) ve вывод с оксидной пленкой в ​​качестве диэлектрического материала.
2. Электролитический конденсатор сухого типа
  • Конструктивные детали электролитических конденсаторов сухого типа показаны на рисунке, который содержит два алюминиевых листа, разделенных слоем сеточного сепаратора, пропитанного жидким химическим веществом борной кислоты.
Электролитический конденсатор сухого типа (A)
  • Медные подводящие провода припаяны к алюминиевой фольге для внешнего подключения.
Электролитический конденсатор сухого типа (B)
  • Напряжение постоянного тока подается на медные выводы, которые осаждают пленку оксида алюминия на фольге, подключенной к положительному выводу источника питания. так что фольга действует как (+) ve терминал, а другая фольга действует как (-) ve терминал.
  • Теперь фольга свернута в цилиндрическую форму и заключена в алюминиевую или пластиковую трубку.
Применение электролитических конденсаторов:

Электролитические конденсаторы используются:

  1. В качестве фильтров в схемах выпрямителя.
  2. В ТВ и радиоприемниках для настройки.
  3. В качестве байпасного конденсатора в схемах усилителя.

Иногда вместо алюминиевой фольги используют танталовую (Ta) фольгу с пятиокиси тантала в качестве диэлектрика, и название конденсатора становится танталовым электролитическим конденсатором. Конструктивные детали танталового конденсатора такие же, как у алюминиевого электролитического конденсатора.

Танталовые конденсаторы обладают следующими характеристиками:

  1. Их малый размер
  2. Высокое значение емкости
  3. Более длительный срок службы
  4. Меньший ток утечки

2. Регулируемые конденсаторы

Конденсаторы, значение которых можно регулировать известны как регулируемые конденсаторы. Они всегда подключаются последовательно или параллельно с конденсаторами постоянной емкости. Эти типы конденсаторов используются там, где требуется небольшое изменение емкости.

Регулируемые конденсаторы Symbol

Ex: Триммер и прокладки.

Регулируемый конденсатор Рис. 1

Подстроечные резисторы показаны на рисунке.

Регулируемый конденсатор Рис. 2

Регулируемые конденсаторы — это очень маленькие конденсаторы, которые используются в качестве вторичных конденсаторов. Они подключаются последовательно или параллельно с конденсаторами постоянной емкости.

Регулируемый конденсатор

Если регулируемый конденсатор соединен последовательно с конденсатором постоянной емкости, он называется подстроечным резистором. Если он подключен параллельно конденсатору постоянной емкости, он называется прокладкой.

Регулируемый конденсатор чашечного типа:
  • На рисунке представлен триммер / подушечка чашечного типа, в котором значение емкости можно изменять, изменяя расстояние между чашками.
  • Он содержит фиксированную нижнюю чашку, над которой верхняя чаша крепится с помощью винта, который может вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки.
  • Путем вращения винта, к которому подсоединена верхняя чашка, можно отрегулировать расстояние между верхней и нижней чашками до получения требуемого значения емкости.
  • Эти чашки сделаны из алюминия, а воздух действует как диэлектрический материал.
Применения регулируемых конденсаторов:

Они используются,

  1. В цепи связи в радиоприемниках.
  2. В цепях настройки для точной настройки.

3. Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы, значение емкости которых можно непрерывно изменять, называются конденсаторами переменной емкости.

Переменный конденсатор Рис. 1

Переменный конденсатор показан на рисунке.

Переменный конденсатор Рис. 2 Переменные конденсаторы
  • На рисунке представлены детали конструкции переменного конденсатора, который состоит из 2 наборов полукруглых пластин, из которых один набор фиксируется, называемый статором, а другой набор подвижно называется ротором.
Групповой конденсатор
  • В конденсаторах этих типов ротор закреплен на валу, который вращает пластины ротора в неподвижных пластинах или из них. Это вращение ротора увеличивает или уменьшает площадь контакта между ротором и статором, что изменяет значение емкости.Когда 2 или 3 комплекта размещаются на одном валу, они называются конденсаторами группы или фигурой группы конденсаторов (B).
Применения переменных конденсаторов:

Они используются:

  1. В схемах включения радиостанций для выбора радиостанций.
  2. В осцилляторе для регулировки резонансной частоты.

Различия между триммерами и прокладками

Цветовая кодировка емкости

Конденсаторы малых размеров идентифицируются по цветным полосам на их поверхности.Для определения значения емкости используются следующие шаги:

  • Удерживайте конденсатор так, чтобы цветные полосы начинались с левой стороны.
  • Считайте цветные полосы слева направо.
  • Первая полоса указывает первую цифру, вторая полоса указывает вторую цифру, третья полоса указывает множитель или количество нулей, которые должны быть добавлены после второй цифры, четвертая полоса указывает допуск в процентах, пятая указывает на соответствие температуры эффективная, а шестая полоса указывает рабочее напряжение.
  • Значение емкости указано в пикофарадах (P.F.).
Цветовая кодировка конденсатора.

Емкость. Метод буквенного кода. Код состоит из 2 или 3 цифр и дополнительного буквенного кода допуска. В двухзначном коде эти два числа представляют собой значение емкости конденсатора в пикофарадах (т.е. 47 = 47 пФ). Трехбуквенный код состоит из двух цифр значения и множителя (например, 471 = 47 × 10 = 470 пФ).Трехзначные коды обычно характеризуются дополнительным буквенным кодом допуска, как указано ниже:

Пример: Рассмотрим конденсатор, на корпусе которого напечатан код 473j, значение которого равно

. в таблице ниже: Коды

Применения конденсаторов

Используются конденсаторы:

  1. Конденсаторы используются для хранения электроэнергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *