Site Loader

Содержание

Виды конденсаторов — Основы электроники

Узнав, что же такое конденсатор, рассмотрим, какие бывают виды конденсаторов.

Итак, виды конденсаторов можно классифицировать по нескольким признакам:

  • по назначению;
  • по характеру изменения емкости;
  • по способу монтажа;
  • по характеру защиты от внешних воздействий.

Иногда в литературе термин «виды конденсаторов» меняют на «группы конденсаторов», что одинаково по своему смысловому значению.

Классификация видов конденсаторов показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Виды конденсаторов.

Рассмотрим более подробно виды конденсаторов, а точнее характеристики видов конденсаторов.

Конденсаторы общего назначения – конденсаторы, применяемые в большинстве видов радиоэлектронной аппаратуры. К конденсаторам этого вида не применяются особые требования.

Конденсаторы специального назначения

– конденсаторы, к которым предъявляются особые требования (по напряжению, частоте, виду действующих сигналов и т. д.) в зависимости от той цепи, где они установлены. Например к данному виду конденсаторов относятся: импульсные, высоковольтные, пусковые, помехоподавляющие, а так же и другие конденсаторы.

Конденсаторы постоянной емкости – это конденсаторы, чья емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации аппаратуры не меняется.

Конденсаторы переменной емкости – применяются в цепях, где требуется изменение емкости в процессе эксплуатации. При этом изменение емкости может производится различными способами: механически, путем изменения управляющего напряжения, изменением температуры окружающей среды.

Подстроечные конденсаторы – не применяются в цепях с оперативным изменением емкости. В основном их используют для первоначальной настройки аппаратуры или периодической подстройки цепей, где требуется малый диапазон изменения емкости.

Конденсаторы, используемые для печатного монтажа – это конденсаторы которые применяются в аппаратуре с обычными печатными платами с отверстиями для выводов радиокомпонентов. У таких конденсатов выводы изготовлены из проволоки круглого сечения.

Конденсаторы, используемые для навесного монтажа

. Этот вид конденсаторов очень многообразен по исполнению выводов. Здесь могут использоваться мягкие и жесткие выводы, радиальные или аксиальные выводы, выводы, изготовленные из ленты или проволоки круглого сечения, а так же с выводами в виде опорных винтов и проходных шпилек (проходные конденсаторы). К конденсаторам для навесного монтажа можно отнести более современные конденсаторы с выводами под винт.

Конденсаторы, используемые для поверхностного монтажа( SDM-конденсаторы). Отдельно необходимо выделить SDM-конденсаторы, так как они находят все большее и большее применение в современной радиоэлектронной аппаратуре. Другое название таких конденсаторов – безвыводные. У этого вида конденсаторов в качестве выводов используются части его копруса.

Конденсаторы с защёлкивающимися выводами (Snap in). Вид современных конденсаторов, в которых выводы изготовлены таким образом, что при установки в отверстия платы они жестко «защелкиваются», это позволяет качественно и с удобствами осуществить их пайку.

Конденсаторы с выводами под винт. Интересный вид конденсаторов для поверхностного монтажа. В выводах конденсаторов этого вида нарезана резьба. В основном эти конденсаторы применяются в блоках питания, где преобладает ток большой величины и необходимо надежно подключить выводы к силовым проводам. Использование выводов под винт так же делает возможным установку конденсатора на радиатор.

Незащищенные конденсаторы – вид конденсаторов, который не допускают к работе в условиях повышенной влажности. Возможно эксплуатация этих конденсаторов в составе герметизированной аппаратуры.

Защищенные конденсаторы – могут работать в условия повышенной влажности.

Неизолированные конденсаторы – при использовании этого вида конденсаторов не допускается касания их корпусом шасси аппаратуры.

Изолированные конденсаторы – имеют хорошо изолированный корпус, что делает возможным касания шасси аппаратуры или ее токоведущих поверхностей.

Уплотненные конденсаторы – в конденсаторах этого вида используется корпус, уплотненный органическими материалами.

Герметизированные конденсаторы – эти конденсаторы имеют герметизированный корпус, что исключает взаимодействие внутренней конструкции конденсатора с окружающей средой.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Виды конденсаторов и их применение

Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Существует много видов конденсаторов. В основном они делятся по материалу из которого изготовлены обкладки и по типу используемого диэлектрика между ними.

 

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.

Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Электрический паяльник с регулировкой температуры

Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al2O3),

Свойства:

  • работают корректно только на малых частотах;
  • имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta

2O5).

Свойства:

  • высокая устойчивость к внешнему воздействию;
  • компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
  • меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

  • работают исправно при большом токе;
  • имеют высокую прочность на растяжение;
  • имеют относительно небольшую емкость;
  • минимальный ток утечки;
  • используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

  • температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
  • максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
  • устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид  конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Типы конденсаторов

Конденсатор — один из самых распространенных электронных компонентов. Существует множество разных типов конденсаторов, которые классифицируют по различным свойствам.

В основном типы конденсаторов разделяют:

  • По характеру изменения емкости — постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные.
  • По материалу диэлектрика — воздух, металлизированная бумага, слюда, тефлон, поликарбонат, оксидный диэлектрик (электролит).
  • По способу монтажа — для печатного или навесного монтажа.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы или керамические дисковые конденсаторы сделаны из маленького керамического диска, покрытого с двух сторон проводником (обычно серебром).

Карамические конденсаторы

Благодаря довольно высокой относительной диэлектрической проницаемости (от 6 до 12) керамические конденсаторы могут вместить достаточно большую емкость при относительно малом физическом размере. Диапазон емкости этого типа конденсаторов — от нескольких пикоФарад (пФ или pF) до нескольких микроФарад (мФ или uF). Однако их номинальное напряжение, как правило, невысокое.

Маркировка керамических конденсаторов обычно представляет собой трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить.

Например, маркировка 103 на керамическом конденсаторе означает 10 000 пикоФарад или 10 наноФарад. Соответственно, маркировка 104 будет означать 100 000 пикоФарад или 100 наноФарад и.т.д. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Пленочные конденсаторы

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок. Для того чтобы компактно вместить большую площадь, используют пленочные конденсаторы. Здесь применяют принцип «многослойности». Т.е. создают много слоев диэлектрика, чередующегося слоями обкладок. Однако с точки зрения электричества, это такие же два проводника разделенные диэлектриком, как и у плоского керамического конденсатора.

В качестве диэлектрика пленочных конденсаторов обычно используют тефлон, металлизированную бумагу, майлар, поликарбонат, полипропилен, полиэстер. Диапазон емкости этого типа конденсаторов составляет примерно от 5pF (пикофарад) до 100uF (микрофарад). Диапазон номинального напряжения пленочных конденсаторов достаточно широк . Некоторые высоковольтные конденсаторы этого типа достигают более 2000 вольт.

Различают два вида пленочных конденсаторов по способу размещения слоев диэлектрика и обкладок – радиальные и аксиальные.

Радиальный и аксиальный тип пленочных конденсаторов

Маркировка емкости пленочных конденсаторов происходит по тому же принципу что и керамических. Это трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%. Например 103J означает 10 000 пикоФарад +/- 5% или 10 наноФарад +/-5%.

Однако довольно часто разные производители кроме значения емкости и точности добавляют символы номинального напряжения, температуры, серии, класса, корпуса, и других особых характеристик. Данные символы могут отличатся и быть размещены в разном порядке, в зависимости от производителя. Поэтому для разшифровки маркировки пленочных конденсаторов желательно пользоваться документацией (Datasheets).

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обычно используются когда требуется большая емкость. Конструкция этого типа конденсаторов похожа на конструкцию пленочных, только здесь вместо диэлектрика используется специальная бумага, пропитанная электролитом. Обкладки конденсатора создаются из алюминия или тантала.

Обратим внимание, что электролит хорошо проводит электрический ток! Это полностью противоречит принципу устройства конденсатора, где два проводника должны быть разделены диэлектриком.

Дело в том, что слой диэлектрика создается уже после изготовления конструкции компонента. Через конденсатор пропускают ток, и в результате электролитического окисления на одной из обкладок появляется тонкий слой оксида алюминия или оксида тантала (в зависимости из какого металла состоит обкладка). Этот слой представляет собой очень тонкий и эффективный диэлектрик, позволяющий электролитическим конденсаторам превосходить по емкости в сотни раз «обычные» пленочные конденсаторы.

Электролитические конденсаторы

Недостатком вышеописанного процесса окисления является полярность конденсатора. Оксидный слой обладает свойствами односторонней проводимости. При неправильном подключении напряжения оксидный слой разрушается, и через конденсатор может пойти большой ток. Это приведет к быстрому нагреву и разширению электролита, в результате чего может произойти взрыв конденсатора! Поэтому необходимо всегда соблюдать полярность при подключении электролитического конденсатора. В связи с этим на корпусе компонента производители указывают куда подключать минус.

По причине своей полярности электролитические конденсаторы не могут быть использованы в цепях с переменным током. Но иногда можно встретить компоненты состоящие из двух конденсаторов, соединенными минус-к-минусу и формирующие «не полярные» конденсаторы. Их можно использовать в цепях с переменным током малого напряжения.

Емкость алюминиевых электролитических конденсаторов в колеблется основном от 1 мкФ до 47000 мкФ. Номинальное напряжение — от 5В до 500В. Допуск обычно довольно большой — 20%.

Танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых аналогов. Вдобавок электролитические свойства оксида тантала лучше чем оксида алюминия — у танталовых конденсаторов значительно менше утечка тока и выше стабильность емкости. Диапазон типичных емкостей от 47нФ до 1500мкФ.

Танталовые электролитические конденсаторы также являются полярными, однако лучше переносят неправильное подключение полярности чем их алюминиевые аналоги. Вместе с тем, диапазон типичных напряжений танталовых компонентов значительно ниже – от 1В до 125В.

Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы широко используются в устройствах, где часто требуется настройка во время работы — приемниках, передатчиках, измерительных приборах, генераторах сигналов, аудио и видео аппаратуре. Изменение емкости конденсатора позволяет влиять на характеристики проходящего через него сигнала (форму, частоту, амплитуду и т.д.).

Емкость может менятся механическим способом, электрическим напряжением (вариконды), и с помощью температуры (термоконденсаторы). В последнее время во многих областях вариконды вытесняются варикапами (диодами с переменной емкостью).

Под названием «переменные конденсаторы» обычно имеют ввиду компоненты с механическим изменением емкости. Управление емкостю здесь достигается путем изменения площади обкладок. Обкладки в переменных конденсаторах состоят из множества пластин с воздушным пространством между ними в качестве диэлектрика.

Часть пластин фиксированная, часть подвижная. Положение подвижных пластин по отношению к фиксированным определяет общую емкость конденсатора. Чем больше общая площадь пластин тем больше емкость.

Переменные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы используются при разовом или периодическом регулировании емкости, в отличии от «стандартных» переменных конденсаторов, где емкость меняется в «режиме реального времени». Такая настройка предназначена для самих производителей аппаратуры, а не для ее пользователей, и выполняется специальной настроечной отверткой. Обычная стальная отвертка не подходит, так как может повлиять на емкость конденсатора. Емкость подстроечных конденсаторов как правило невелика – до 500 пикоФарад.

Способ монтажа конденсаторов

Конденсаторы разделяют по способу монтажа на компоненты для навесного монтажа и для печатного монтажа (SMD или чип-конденсаторы). У компонентов для навесного монтажа есть выводы в виде «ножек». У конденсаторов для печатного монтажа выводами служит часть их поверхности.

Виды конденсаторов — какие типы конденсаторов существуют?

Конденсаторы очень широко применяются в электронных, радиотехнических устройствах и приборах. Они по количеству и ёмкости в электронных схемах может различаться, но они есть практически везде. Столь широкое использование приборов объясняется тем, что в схемах такие устройства могут выполнять различные функции и задачи.

В первую очередь, конденсаторы используются в фильтрах различных стабилизаторов и выпрямителей напряжения, кроме того, с их помощью осуществляется передача сигнала между каскадами, работают высокочастотные и низкочастотные фильтры, подбирается частота колебаний и интервалы выдержки времени на разных генераторах. Чтобы лучше разобраться в особенностях и применении таких устройств, следует подробно разобрать существующие типы и характеристики конденсаторов.

Характеристики и параметры

Исчерпывающую информацию о типе и технических характеристиках конденсатора любой пользователь может получить на корпусе устройства, где также иногда указывается производитель прибора и дата его изготовления.

Важнейшим параметром любого конденсатора является его номинальная ёмкость. Правила обозначения номиналов ёмкости описываются в действующих нормативах ГОСТа. Согласно положениям ГОСТа, номинальная ёмкость конденсаторов до 9999 пФ обозначается на схемах без указания единицы измерения. Ёмкость устройств номиналом более 9999 пФ и до 9999 мкФ обозначается на схемах с указанием единицы измерения. Следующая характеристика, указываемая на корпусе устройства – допустимое отклонение от номинальных значений.

Второй по важности величиной конденсатора является его номинальное напряжение. Они могут быть предназначены для работы в сетях с разным напряжением: от 5 до 1000 В и более. Специалисты рекомендуют выбирать устройства с запасом по номинальному напряжению. Использование устройств низкого номинала может приводить к возникновению пробоев диэлектрика и выходу из строя приборов.

Остальные параметры считаются дополнительными и не всегда важными, потому на корпусах некоторых устройств описание может ограничиваться ёмкостью и номинальным напряжением. Если дополнительные технические характеристики указаны, то на корпусе можно найти также рабочую температуру устройства, рабочий номинальный ток и другие данные.

Следует учитывать также, что представленные сегодня на рынке конденсаторы могут быть трехфазными и однофазными, предназначенными для внешней или внутренней установки.

Какие типы конденсаторов бывают?

Существуют различные варианты классификации конденсаторов, используемых в электронных схемах. Чаще всего такие устройства разделяют на типы по виду используемого в них диэлектрика. По особенностям диэлектрика можно выделить следующие типы:

  • с жидкими диэлектриками.
  • вакуумные, в которых отсутствует диэлектрик.
  • с твердым органическим диэлектриком.
  • с газовым диэлектриком.
  • электролитические или оксид-полупроводниковые с электрлитом или оксидным металлическим слоем.
  • с твердым неорганическим диэлектриком.

Второй вариант классификации – по вероятности колебания величины ёмкости. По этой характеристике можно выделить следующие устройства:

  • Переменные – которые могут менять ёмкость из-за воздействия напряжения или температурных условий.
  • Постоянные – величина ёмкости не изменяется на протяжении срока службы.
  • Подстроечные – с изменяемой ёмкостью, используемые для периодической или разовой подстройки схем.

По сфере эксплуатации все конденсаторы разделяются на следующие типы:

  • Низковольтные, используемые в сетях с малым напряжением.
  • Высоковольтные, применяемые в сетях высокого напряжения.
  • Импульсные – способные выделять краткосрочный импульс.
  • Пусковые – для стартового запуска электрического мотора.
  • Помехоподавляющие.

Существуют и другие классы по сферам применения, но на практике они встречаются крайне редко.

В таблице ниже представлены наиболее распространенные конденсаторы и их обозначения на схемах.

 

Следующая статья будет про соединение конденсаторов.

Какие бывают конденсаторы? Типы конденсаторов, их характеристики (8 фото). Виды конденсаторов, их классификация

Конденсатор – устройство, способное накапливать электрический заряд. В зависимости от назначения и конструкции конденсаторы делятся на ряд видов.В статье рассмотрим основные электрические параметры конденсаторов.

Электрические параметры конденсаторов

Основные характеристики и единицы их измерения приведены в таблице

Фарада – физическая величина, названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Она слишком велика для использования в электротехнике. На практике емкость измеряют в микрофарадах (1мкФ = 10 -6 Ф), нанофарадах (1нФ = 10 -9 Ф) или пикофарадах (1пФ=10 -12 Ф)

При нанесении величины емкости на корпус конденсатора для обозначения «нФ» дополнительно используют символы «nF», «пФ» — «рФ», а микрофараду обозначают сокращением «мкФ» или «μФ».


Емкость конденсаторов не может принимать произвольные значения. Они унифицированы и выбираются из стандартных рядов емкостей.

Допустимое отклонение емкости указывает, с какой точностью изготовлен конденсатор. Она указывает, в каком допустимом диапазоне может находиться величина емкости в процентах от номинала. Для измерительных устройств этот параметр выбирается как можно меньшим.

Номинальное напряжение – это напряжение, которое выдерживают обкладки конденсатора длительное время. При превышении этого параметра конденсатор выйдет из строя. Для переменного тока руководствуются не действующим, а амплитудным значением напряжения. Например, при выборе конденсатора для пуска электродвигателя на номинальное напряжение 380 В нужно использовать конденсатор на рабочее напряжение U>380∙√2=537, то есть, на 600 В.


Температурная стабильность характеризует диапазон, в котором изменяется емкость при изменении температуры окружающей среды. Для устройств, сохраняющих работоспособность в широком диапазоне температур, значение этого параметра выбирается более низким.

Конструктивные исполнения конденсаторов

Конденсаторы, емкость которых не может изменяться, называются конденсаторами постоянной емкости .

Но в некоторых цепях для обеспечения возможности регулировки работы схемы и установки точных параметров ее работы применяются подстроечные конденсаторы . Емкость их изменяется при помощи отвертки.

В отличие от них конденсаторы переменной емкости применяются для выполнения пользовательских регулировок, например, для настройки радиоприемника на нужную волну.


Существуют конденсаторы специального назначения. Например, конденсаторы для защиты от радиопомех и сглаживающих фильтров, располагающихся парами в одном корпусе.


Отдельно выделяются конденсаторы для поверхностного монтажа или . Они технологичны для монтажа на автоматических конвейерных линиях, а размеры позволяют минимизировать габаритные размеры устройств.

Классификация конденсаторов по виду диэлектрика

Воздух в качестве диэлектрика использовался только для конденсаторов переменной емкости старого образца. Чем меньше материал между обкладками конденсатора проводит электрический ток, тем меньших размеров может быть изготовлен этот элемент на то же рабочее напряжение. При использовании определенных материалов можно получить конденсаторы с необходимыми свойствами.

В зависимости от материала диэлектрика между обкладками выпускаются конденсаторы:

Из всего этого перечня самыми распространенными в электротехнике являются бумажные и металлобумажные конденсаторы, использующиеся для схем запуска однофазных двигателей и для компенсации реактивной мощности. Всем известны электролитические конденсаторы, используемые в выпрямителях для сглаживающих фильтров. Их главная особенность – невозможность работы на переменном токе.


При ошибках в полярности подключения электролитических конденсаторов они выходят из строя, иногда – со взрывом. То же произойдет при превышении номинального напряжения электролитического и металлобумажного конденсатора, так как они выпускаются в герметичных корпусах.

Условные обозначения конденсаторов

Подстроечный конденсатор
Электролитический конденсатор
Два конденсатора в общей обкладкой в одном корпусе


Электрический конденсатор — один из самых распространених радио элементов, служит он для накопления электроэнергии (заряда). Самый простой конденсатор можно представить в виде двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика который находится между ними.

Когда к конденсатору подключают источник напряжения, то на его обкладках (пластинах) появляются противоположные заряды и возникнет электрическое поле притягивающие их друг к другу, и даже после отключения источника питания, такой заряд остается некоторое время и энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

В электронных схемах роль конденсатора также может состоять не только в накоплении заряда но и в разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и разных других задачах.
В зависимости от задач и факторов работы, конденсаторы используются очень разных типов и конструкций. Здесь мы рассмотрим наиболее популярные типы конденсаторов.

Конденсаторы алюминиевые электролитические

Это может быть, например, конденсатор К50-35 или К50-2 или же другие более новые типы.
Они состоят из двух тонких полосок алюминия свернутых в рулон, между которыми в том же рулоне находится пропитанная электролитом бумага в роли диэлектрика.
Рулон находится в герметичном алюминиевом цилиндре, чтобы предотвратить высыхание электролита.
На одном из торцов конденсатора (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.


В электролитических конденсаторах емкость исчисляется в микрофарадах и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Как правило большая емкость и характеризует этот тип конденсаторов.
Еще одним из важных параметров есть максимальное рабочее напряжение, которое всегда указывается на корпусе и в конденсаторах этого типа может быть до 500 вольт!


Среди недостатков данного типа можно рассмотреть 3 причины:
1. Полярность. Полярные конденсаторы недопустимы с работой в переменном токе. На корпусе обозначаются соответствующими значками выводы конденсатора, как правило конденсаторы с одним выводом минусовой контакт имеют на корпусе, а плюсовой на выводе.
2. Большой ток утечки. Естественно такие конденсаторы не годятся для длительного хранения энергии заряда, но они хорошо себя зарекомендовали в качестве промежуточных элементов, в фильтрах активных схем и пусковых установках двигателей.
3.Снижение емкости с увеличением частоты. Такой недостаток легко устраняется с помощью параллельно подключенного керамического конденсатора с очень маленькой ёмкостью.

Керамические однослойные конденсаторы

Такие типы, например как К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальное напряжения такого типа конденсаторов лежит в пределах 15 — 50 вольт, а ёмкость от 1 пФ до 0.47 мкф при сравнительно небольших размерах довольно не плохой результат технологии.
У данного типа характерны малые токи утечки и низкая индуктивность что позволяет им легко работать на высоких частотах, при постоянном, переменном и пульсирующих токах.
Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА.
Конденсаторы данного типа спокойно переносят внешние факторы, такие как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.


Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф. Для удобства составлены таблицы наиболее «ходовых» ёмкостей конденсаторов и их маркировочные коды.
Наиболее часто применяются в фильтрах блоков питания и как фильтр поглощающий высокочастотные импульсы и помехи.

Керамические многослойные конденсаторы

Например К10-17А или К10-17Б.
В отличии от вышеописанных, состоят уже из нескольких слоев металлических пластин и диэлектрика в виде керамики, что позволяет иметь им большую ёмкость чем у однослойных и может быть порядка нескольких микрофарад, но максимальное напряжение у данного типа все также ограничено 50 вольтами.
Применяются в основном как фильтрующие элементы и могут исправно работать как с постоянным так и с переменным и пульсирующим током.

Керамические высоковольтные конденсаторы

Например К15У, КВИ и К15-4
Максимальное рабочее напряжение данного типа может достигать 15 000 вольт! Но ёмкость у них небольшая, порядка 68 — 100 нФ.


Работают они как с переменным так и с постоянным током. Керамика в качестве диэлектрика создает нужное диэлектрическое свойство выдерживать большое напряжение, а особая форма защищает конструкцию от пробоя пластин.


Применение у них самое разнообразное, например в схемах вторичных источников питания в качестве фильтра для поглощения высокочастотных помех и шумов, или в конструирование катушек Тесла, мощной и ламповой радиоаппаратуре.

Танталовые конденсаторы

Например К52-1 или smd А. Основным веществом служит — пентоксид тантала, а в качестве электролита — диоксид марганца.

Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода.
По рабочим свойствам танталовые конденсаторы схожи с электролитическими, но рабочее максимальное напряжение ограничено 100 вольтами, а ёмкость как правило не превышает 1000 мкФ.
Но в отличии от электролитических, у данного типа собственная индуктивность намного меньше что дает возможность их использования на высоких частотах, до несколько сотен килогерц.


Основной причиной выхода из строя бывает превышение максимального напряжения.
Применение у них в большинстве наблюдается в современных платах электронных устройств, что возможно из за конструктивной особенности smd-монтажа.

Полиэстеровые конденсаторы

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки…
Весьма популярные из за небольшой стоимости конденсаторы встречающиеся в почти всех электронных устройствах, например в балластах энергосберегающих ламп. Их корпус состоит из эпоксидного компаунда что придает конденсатору устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, химическим растворам и перегревам.


Ёмкость таких конденсаторов идет порядка 1 нф — 15мкф и максимальное рабочее напряжение у них от 50 до 1500 вольт.
Большой диапазон максимального напряжения и ёмкости дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсных токов.

Полипропиленовые конденсаторы

Например К78-2 и CBB-60.
В данного типа конденсаторов в качестве диэлектрика выступает полипропиленовая пленка. Корпус изготовлен из негорючих материалов, а сам конденсатор призначен для работы в тяжелых условиях.
Ёмкость, как правило в пределах 100пф — 10мкф, но в последнее время выпускают и больше, а по поводу напряжение то большой запас может достигать и 3000 вольт!

Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tg? может не превышать 0,001, что позволяет использовать конденсаторы на больших частотах в несколько сотен килогерц и применять их в индукционных обогревателях и пусковых установках асинхронных электродвигателей.

Пусковые конденсаторы (CBB-60) могут иметь ёмкость и до 1000мкф что стает возможным из за особенностей конструкции такого типа конденсаторов. На пластиковый сердечник наматывается металлизированная полипропиленовая пленка, а сверху весь этот рулон покрывается компаундом.

Накопление и преобразование электрической энергии можно отнести к базовым задачам, которые решают вспомогательные элементы радиоаппаратуры. Конденсатор относится к пассивным компонентам и выступает своего рода емкостью для поступающего заряда. Конструкция стандартных устройств предусматривает наличие пластинчатых электродов, которые разделяются тонкими диэлектриками. Более сложные типы конденсаторов могут содержать несколько электродных слоев, формирующих цилиндрическую намотку. Есть и другие отличительные признаки, обуславливающие возможности применения элементов для той или иной аппаратуры.

Назначение конденсаторов

На сегодняшний день едва ли найдется область радиотехники, в которой бы не использовались данные устройства. Наиболее распространены комбинации конденсаторов с резисторами и катушками индуктивности, участвующие в построении электрических цепей. Такие узлы поддерживают функции частотных фильтров, колебательных контуров и линий с обратной связью. Еще одна их распространенная задача — сглаживание пульсаций напряжения, требуемое во вторичных источниках энергоснабжения. В лазерных установках, системах вспышки и магнитных ускорителях электрический конденсатор используется для выдачи разового заряда с большим показателем мощности. И напротив, электротехнические приборы оснащаются данными элементами с целью компенсации реактивной мощностной энергии. Хотя такие элементы нельзя рассматривать в качестве полноценных емкостных накопителей энергии, в некоторых системах они выступают и как носители информации.

Маркировка устройств

Для визуального определения принадлежности конденсатора к той или иной категории используются специальные обозначения. В первую очередь указывается емкостный потенциал, выражаемый микрофарадами (мкФ). Могут применяться и другие единицы измерения, о чем также будет свидетельствовать соответствующая маркировка. Не всегда отмечается тип используемого в конструкции материала — как правило, без маркировки выпускаются керамические и пленочные неполярные модели. В свою очередь, обозначение танталовых конденсаторов соответствует резисторам — за исключением наличия знака µ и цифр 104 или 107. Такие устройства могут иметь оранжевый, желтый или черный цвет. В знаковой маркировке также указываются размерные параметры и емкость. Высоковольтные и электролитические модели помечаются величиной максимального напряжения, а для переменных конденсаторов указывается диапазон емкости.

Основные характеристики

Главным рабочим параметром является емкость, от которой зависит способность конкретной модели накапливать заряд. Следует разделять номинальную и фактическую емкость, так как на практике использования вторая величина может быть меньше. Диапазон значений по объему может варьироваться от 1 до 50 мкФ, а в некоторых случаях максимум достигает и 10 000 мкФ. Важен и показатель энергетической плотности, во многом определяемый конструкцией изделия. Наибольшей плотностью характеризуются крупноформатные типы конденсаторов, у которых масса обкладки с электролитом существенно превышает вес корпуса. К примеру, при емкости в 10 000 мкФ с напряжением в 0,45 кВт и массой порядка 2 кг плотность может достигать 600-800 Дж/кг. Как раз такие модели выгодно использовать для длительного хранения энергии. Помимо этого, рабочие свойства конденсаторов определяются допуском. Речь идет как раз о погрешности в соотношении показателей реальной и номинальной емкости. Данная величина выражается в процентах и в среднем составляет 20-30 %. В некоторых направлениях радиотехники применяются изделия с 1 % допуска.

Керамические конденсаторы

Это устройства, базирующиеся на дисковых керамических элементах с диэлектриками из титаната бария. Такой конденсатор можно использовать в системах с напряжением до 50 000 В, но важно учитывать, что он имеет минимальную температурную стабильность и широкий спектр изменения емкости. Среди достоинств можно отметить небольшие утечки тока, скромные размеры (при большой емкости заряда) и способность работать на высокой частоте. Что касается назначения, то керамические конденсаторы применяются в цепях с пульсирующим, переменным и постоянным током. Чаще всего используют модели емкостью до 0,5 мкФ. В процессе работы конденсатор этого типа хорошо справляется с внешними нагрузками, среди которых механические удары. Нельзя сказать, что керамический корпус отличается большим эксплуатационным сроком и долговечностью, однако в заявленный период технические свойства поддерживает стабильно.

Полиэстеровые модели

На схемах устройства данного типа обозначаются маркировкой K73-17 или CL21. Их оболочку формирует металлизированная пленка, а для корпуса используется эпоксидный компаунд. Как раз наличие этого наполнителя в конструкции делает полиэстеровые конденсаторы устойчивыми к температурным, физическим и химическим воздействиям. Этот набор эксплуатационных качеств обусловил и широкое распространение конденсаторов типа K73-17 в производстве светотехнических приборов. Средняя емкость устройства составляет 15 мкФ при максимальном напряжении порядка 1500 В. Характеристики скромные, но это не мешает применять конденсатор в тех же цепях с импульсным и переменным током. К тому же и низкая стоимость устройства способствует его популярности на радиорынке.

Конденсатор на основе полипропилена

Тоже вариант относительно недорогого накопителя электрического заряда, который при этом отличается низким коэффициентом потерь и высокой диэлектрической прочностью. К плюсам можно отнести и оптимальную гигроскопичность. То есть один из главных врагов радиоэлементов в виде влажности полипропиленовым конденсаторам не страшен. В качестве изоляторов применяется металлизированная пленка или полоски фольги. В новейших версиях используют и технологию самовосстанавливающейся оболочки, что повышает надежность и долговечность конденсатора.

Устройство может работать на повышенных частотах с сохранением достаточной мощности. Это качество позволяет использовать конденсаторы в системах индукционного обогрева, дополненных водяным охлаждением. Распространено и применение таких элементов в оснастке электромоторов на 220 В. В данном случае они выступают как пусковые компоненты. Эту функцию лучше всего реализуют модели с рабочей емкостью в диапазоне 1-100 мкФ и напряжением в 440 В. Но и это не единственные накопители на синтетической основе. Какие бывают конденсаторы из термопластиков? Внимания заслуживают полисульфоновые и поликарбонатные элементы. Первые отличаются низким влагопоглощением и способностью поддерживать высокое напряжение при температурных перепадах, а вторые в процессе работы демонстрируют оптимальную электротехническую стабильность.

Танталовые конденсаторы

Основу устройства формирует пентоксид тантала с оксидным электролитическим наполнением. Конденсатор отличается высоким отношением емкости к объему, широким спектром поддерживаемых температур и компактностью. Используют такие компоненты в мелком приборостроении, компьютерах и другой вычислительной технике. В этом семействе можно выделить следующие типы конденсаторов: полярные и неполярные, твердотельные, жидкостные. Наиболее привлекательные по эксплуатационным качествам именно твердотельные устройства, так как они характеризуются способностью поддерживать большое напряжение. Однако в условиях критического превышения допустимой величины тока они могут выходить из строя. Емкость танталовых моделей составляет 1000 мкФ, но по сравнению с электролитическими аналогами их собственная индуктивность гораздо ниже, что допускает возможность применения элемента на высоких частотах.

Особенности высоковольтных моделей

Элементы такого типа могут применяться в системах с высокими показателями напряжения, достигающими 15 000 В. При этом емкость у высоковольтных конденсаторов небольшая — порядка 50-100 нФ. В качестве диэлектрического материала чаще используется керамика. Благодаря этой основе выдерживаются большие нагрузки напряжения, а корпус защищает начинку от пробоев пластин.

Распространены и стеклянные вакуумные изделия, также поддерживающие напряжение более 10 000 В. Они представляют собой колбы с концентрическими электродами, в процессе работы обеспечивающими небольшие частотные потери. Применяют высоковольтные конденсаторы такого типа для решения ответственных радиочастотных задач с индуктивным нагревом. Но стоят такие компоненты дороже, отличаются хрупкостью и большими размерами.

Многослойные и однослойные конструкции

Обычно данную классификацию применяют в отношении конденсаторов, выполненных из керамики. Так, однослойные конденсаторы (дисковые) имеют простое устройство, но это не сказывается на уменьшении размеров. В большинстве случаев они массивнее, чем многослойные аналоги. В итоге увеличивается емкость устройства, но крупные размеры все же ограничивают их распространение в отдельных областях.

Что касается многослойных элементов, то они по эксплуатационным качествам в целом схожи с дисковыми, но потенциал накопителей еще выше. Также существенное преимущество заключается в надежности и долговечности. Форм-фактор, в котором выполняются многослойные конденсаторы, делает их менее чувствительными к агрессивным средам, что расширяет область применения. Такие компоненты преимущественно используют в дорогой профессиональной аппаратуре.

Масляные конденсаторы с пропитками

Это отдельная группа радиотехнических элементов, в основе которых находятся бумажные наполнители. Они обрабатываются специальными растворами наподобие воска и эпоксидных смол. Какие бывают конденсаторы масляного типа? Принципиально отличаются модели для постоянного и переменного тока. Первые используются в целях частотной фильтрации, повышения напряжения и устранения электрической дуги. Конденсаторы на масляной пропитке для систем с переменным током применяют в промышленности. Такое устройство располагает большой емкостью и может справляться с большими пиковыми нагрузками. Как правило, его используют в качестве пускового компонента для электромоторов. К дополнительным функциям можно отнести разделение фаз, коррекцию мощности и выравнивание напряжения.

Негативные факторы применения конденсаторов

Одной из главных проблем использования конденсаторов является высокая вероятность взрыва при перегревах, которые происходят из-за больших утечек. Также повысить риск поломки элемента могут близко расположенные радиаторы с высоким тепловым излучением. Какие типы конденсаторов наиболее подвержены взрывам? Чаще всего это происходит с электролитическими устройствами, обеспеченными ненадежными корпусами. Оптимизация конструкции с целью уменьшения размеров изделия заставляет производителей использовать тонкие оболочки, поэтому может иметь место разлет частей конденсатора и разбрызгивание электролита при сильном перегреве или в условиях повышенного внутреннего давления.

Заключение

И простейшие однослойные, и многослойные высоковольтные модели конденсаторов выполняют важные для радиоаппаратуры задачи. Как минимум они корректируют параметры тока, что при схожих размерах не может обеспечить ни один другой технический компонент. В то же время электрический конденсатор вовсе не является идеальным решением, что обуславливает постоянные поиски новых форматов его исполнения. Производители сложной аппаратуры экспериментируют с конструкциями, наполнителями и физическими свойствами, стараясь предлагать оптимальные потребительские качества данного устройства. Среди наиболее важных целевых параметров в этом плане можно назвать устойчивость конденсатора к нагрузкам, широкие рабочие диапазоны, минимальное радиационное воздействие и высокий срок службы.

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.

Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.

Начнём с простого
Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.

Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ε r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.

Алюминиевые электролитические

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.

На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.

У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.

Танталовые электролитические


Танталовый конденсатор поверхностного размещения

Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.

Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.

В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.

Полимерные плёнки
Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.

Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.

Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.

Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.

Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.

В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.

Керамика

История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.

Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.

C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.

X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.

Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.

Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.

Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.

Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через

Все виды конденсаторов имеют одинаковое основное устройство, оно состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), на которых концентрируются электрические заряды противоположных полюсов, и слоя изоляционного материала между ними.

Применяемые материалы и величина обкладок с разными параметрами слоя диэлектрика влияют на свойства конденсатора.

Классификация

Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.

Назначению
  • Общего назначения . Это популярный вид конденсаторов, которые используют в электронике. К ним не предъявляются особые требования.
  • Специальные . Такие конденсаторы обладают повышенной надежностью при заданном напряжении и других параметров при запуске электродвигателей и специального оборудования.
Изменению емкости
  • Постоянной емкости . Не имеют возможности изменения емкости.
  • Переменной емкости . Они могут изменять значение емкости при воздействии на них температуры, напряжения, регулировки положения обкладок. К конденсаторам переменной емкости относятся:
    Подстроечные конденсаторы не предназначены для постоянной работы, связанной с быстрой настройкой емкости. Они служат только для одноразовой наладки оборудования и периодической подстройки емкости.
    Нелинейные конденсаторы изменяют свою емкость от воздействия температуры и напряжения по нелинейному графику. Конденсаторы, емкость которых зависит от напряжения, называются варикондами , от температуры – термоконденсаторами .
Способу защиты
  • Незащищенные работают в обычных условиях, не имеют никакой защиты.
  • Защищенные конденсаторы выполнены в защищенном корпусе, поэтому могут работать при высокой влажности.
  • Неизолированные имеют открытый корпус и не имеют изоляции от возможного соприкосновения с различными элементами схемы.
  • Изолированные конденсаторы выполнены в закрытом корпусе.
  • Уплотненные имеют корпус, заполненный специальными материалами.
  • Герметизированные имеют герметичный корпус, полностью изолированы от внешней среды.
Виду монтажа
  • Навесные делятся на несколько видов с;
    — ленточными выводами;
    — опорным винтом;
    — круглыми электродами;
    — радиальными или аксиальными выводами.
  • Конденсаторы с винтовыми выводами оснащены резьбой для соединения со схемой, применяются в силовых цепях. Подобные выводы проще фиксировать на охлаждающих радиаторах для снижения тепловых нагрузок.
  • Конденсаторы с защелкивающимися выводами являются новой разработкой, при монтаже на плату они защелкиваются. Это очень удобно, так как нет необходимости использовать пайку.
  • Конденсаторы, предназначенные для поверхностной установки , имеют особенность конструкции: части корпуса являются выводами.
  • Емкости для печатной установки изготавливают с круглыми выводами для расположения на плате.
По материалу диэлектрика

Сопротивление изоляции между пластинами зависит от параметров изоляционного материала. Также от этого зависят допустимые потери и другие параметры. Рассмотрим виды конденсаторов, которые имеют различные материалы диэлектрика.

  • Конденсаторы с неорганическим изолятором из стеклокерамики, стеклоэмали, слюды. На диэлектрический материал нанесено металлическое напыление или фольга.
  • Низкочастотные конденсаторы включают в себя изоляционный материал в виде слабополярных органических пленок, у которых диэлектрические потери зависят от частоты тока.
  • Высокочастотные модели содержат пленки из фторопласта и полистирола.
  • Импульсные модели высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
  • В конденсаторах постоянного напряжени я в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
  • Низковольтные модели работают при напряжении до 1,6 кВ.
  • Высоковольтные модели функционируют при напряжении свыше 1,6 кВ.
  • Дозиметрические конденсаторы служат для работы с малым током, имеют незначительный саморазряд и большое сопротивление изоляции.
  • Помехоподавляющие емкости уменьшают помехи, возникающие от электромагнитного поля, имеют низкую индуктивность.
  • Емкости с органическим изолятором выполнены с применением конденсаторной бумаги и различных пленок.
  • Вакуумные, воздушные, газонаполненные конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями, поэтому их применяют в аппаратуре с высокой частотой .
Форме пластин
  • Сферические.
  • Плоские.
  • Цилиндрические.
Полярности
  • Электролитические конденсаторы называют оксидными. При их подключении обязательным является соблюдение полярности выводов. Электролитические конденсаторы содержат диэлектрик, состоящий из оксидного слоя, образованный электрохимическим способом на аноде из тантала или алюминия. Катодом является электролит в жидком или гелеобразном виде.
  • Неполярные конденсаторы могут включаться в схему без соблюдения полярности.
Конструктивные особенности

Рассмотренные выше виды конденсаторов далеко не все имеют большую популярность. Поэтому подробнее рассмотрим конструктивные особенности наиболее применяемых видов конденсаторов.

Воздушные виды конденсаторов

В качестве диэлектрика используется воздух. Такие виды конденсаторов хорошо зарекомендовали себя при работе на высокой частоте, в качестве настроечных конденсаторов с изменяемой емкостью. Подвижная пластина конденсатора является ротором, а неподвижную называют статором. При смещении пластин друг относительно друга, изменяется общая площадь пересечения этих пластин и емкость конденсатора. Раньше такие конденсаторы были очень популярны в радиоприемниках для настраивания радиостанций.

Керамические

Такие конденсаторы изготавливают в виде одной или нескольких пластин, выполненных из специальной керамики. Металлические обкладки изготавливают путем напыления слоя металла на керамическую пластину, затем соединяют с выводами. Материал керамики может применяться с различными свойствами.

Их разнообразие обуславливается широким интервалом диэлектрической проницаемости. Она может достигать нескольких десятков тысяч фарад на метр, и имеется только у такого вида емкостей. Такая особенность керамических емкостей позволяет создавать большие значения емкостей, которые сопоставимы с электролитическими конденсаторами, но для них не важна полярность подключения.

Керамика имеет нелинейную сложную зависимость свойств от напряжения, частоты и температуры. Из-за небольшого размера корпуса эти виды конденсаторов применяются в компактных устройствах.

Пленочные

В таких моделях в качестве диэлектрика выступает пластиковая пленка: поликарбонат, полипропилен или полиэстер.

Обкладки конденсатора напыляют или выполняют в виде фольги. Новым материалом служит полифениленсульфид.

Параметры пленочных конденсаторов
  • Применяются для резонансных цепей.
  • Наименьший ток утечки.
  • Малая емкость.
  • Высокая прочность.
  • Выдерживают большой ток.
  • Устойчивы к электрическому пробою (выдерживают большое напряжение).
  • Наибольшая эксплуатационная температура до 125 градусов.
Полимерные

Эти модели имеют отличие от электролитических емкостей наличием полимерного материала, вместо оксидной пленки между обкладками. Они не подвергаются утечке заряда и раздуванию.

Параметры полимера обеспечивают значительный импульсный ток, постоянный температурный коэффициент, малое сопротивление. Полимерные модели способны заменить электролитические модели в фильтрах импульсных источников и других устройствах.

Электролитические

От бумажных моделей электролитические конденсаторы отличаются материалом диэлектрика, которым является оксид металла, созданный электрохимическим методом на плюсовой обкладке.

Вторая пластина выполнена из сухого или жидкого электролита. Электроды обычно выполнены из тантала или алюминия. Все электролитические емкости считаются поляризованными, и способны нормально работать только на постоянном напряжении при определенной полярности.

Если не соблюдать полярность, то может произойти необратимый химический процесс внутри емкости, которая приведет к выходу его из строя, или даже взрыву, так как будет выделяться газ.

К электролитическим можно отнести суперконденсаторы, которые называют ионисторами. Они обладают очень большой емкостью, достигающей тысячи Фарад.

Танталовые электролитические

Устройство танталовых электролитов имеет особенность в электроде из тантала. Диэлектрик состоит из пентаоксида тантала.

Параметры
  • Незначительный ток утечки, в отличие от алюминиевых видов.
  • Малые размеры.
  • Невосприимчивость к внешним воздействиям.
  • Малое активное сопротивление.
  • Высокая чувствительность при ошибочном подключении полюсов.
Алюминиевые электролитические

Положительным выводом является электрод из алюминия. В качестве диэлектрика использован триоксид алюминия. Они применяются в импульсных блоках и являются выходным фильтром.

Параметры
  • Большая емкость.
  • Корректная работа только на низких частотах.
  • Повышенное соотношение емкости и размера: конденсаторы других видов при одной емкости имели бы большие размеры.
  • Большая утечка тока.
  • Низкая индуктивность.
Бумажные

Диэлектриком между фольгированными пластинами служит особая конденсаторная бумага. В электронных устройствах бумажные виды конденсаторов обычно работают в цепях высокой и низкой частоты.

Металлобумажные конденсаторы обладают герметичностью, высокой удельной емкостью, качественной электрической изоляцией. В их конструкции применяется вакуумное металлическое напыление на бумажный диэлектрик, вместо фольги.

Бумажные конденсаторы не обладают высокой механической прочностью. В связи с этим его внутренности располагают в металлическом корпусе, который защищает его устройство.

классификация по характеристикам, параметрам и применению

Конденсаторы активно применяются в электрических схемах электрооборудования и радиоэлектронных приборах. В зависимости от целевого назначения и условий эксплуатации техники, используются различные виды конденсаторов. Для того чтобы лучше понимать, какая может быть классификация конденсаторов, надо иметь общее понятие, как они работают и где применяются.

Конденсаторы различных видов

Физический принцип работы конденсаторов

Независимо от того, какие типы конденсаторов, их практическое применение вызвано ценным свойством: способностью накапливать электрический заряд и освобождаться от него, другими словами, заряжаться и разряжаться.

Самая простая конструкция конденсатора

Бывают разные типы конденсаторов, но классическая конструкция очень простая: две пластины с отводными электродами, между которыми диэлектрический материал. В схемах колебательного контура приема передающей аппаратуры конденсаторы работают в совокупности с катушкой индуктивности. Сначала пластины заряжаются противоположными зарядами, после полной зарядки начинается разрядка, после полной разрядки начинается вторичный процесс зарядки, но при этом полярности на пластинах меняются. На этом принципе работают схемы аналоговых генераторов.

Емкость конденсаторов

Основные параметры конденсаторов – это емкость и напряжение. Независимо, какая классификация конденсаторов, его электрическая емкость характеризует величину заряда, который способен накопить конденсатор, измеряется она в Фарадах (F). Экспериментальным путем и расчетами установлено, что емкость планеты Земля составляет 1F, величина заряда конденсаторов ничтожно мала по отношению к этому значению. Поэтому для удобства расчетов в системе измерения величин СИ используются следующие порядки:

  • Микро – одна миллионная фарады 1х10-6 µF;
  • Нано – одна миллиардная фарады 1х10-9 nF;
  • Пико – одна триллионная фарады 1х10-12 pF.

На практике есть некоторые трудности определения емкости конденсаторов, для этого надо изучить правила маркировки различных видов и производителей. Эта тема требует отдельного более тщательного рассмотрения.

Назначение и область применения

Электронное оборудование содержит большое количество узлов различного назначения, где применяются конденсаторы. В таймерах они подключаются через резисторы, определяя время разряда или заряда. В блоках питания и преобразователях напряжения сглаживают пульсацию, стабилизируя напряжение после выпрямителя. В некоторых случаях конденсаторы используются в качестве фильтров, обладая свойством проводимости переменного тока и запиранием постоянного.

Пример бытовой техники, где применяются конденсаторы

Они эффективно могут ускорить или замедлить процесс увеличения или падения напряжений в различных электронных схемах.

Разновидности конденсаторов

Все виды конденсаторов можно разделить на несколько групп:

  1. По функциональному назначению:
  • Общего назначения, которые применяются в бытовой электронной аппаратуре, эксплуатируемой при обычных условиях, к этим моделям нет особых требований по защите от окружающей среды;
  • Специального назначения, здесь учитываются условия эксплуатации и функциональное назначение, повышены требования к защите корпуса и пределы допустимых электрических величин;
  • Низковольтные изделия используются при напряжении до 1600В;
  • Высоковольтные – выше 1600В;
  • Конденсаторы с низкой индуктивной составляющей – для подавления радиопомех в электромагнитном поле;
  • В высокочастотной аппаратуре ставят конденсаторы с газовым, воздушным или вакуумным заполнением в качестве диэлектрической прокладки, они обладают малыми диэлектрическими потерями.
  1. По состоянию характеристики емкости:
  • С фиксированной величиной емкости;
  • Конденсаторы с переменной емкостью разделяют на три группы:
  1. Подстроечьные используются для одноразовой подстройки аппаратуры при вводе в эксплуатацию или периодической настройки в процессе длительной эксплуатации приборов, когда некоторые электрические параметры изменяют свои значения;
  2. С переменной емкостью, когда емкость меняется от температуры или напряжения, такие приборы называются термоконденсаторами и варикапами;
  3. Когда емкость меняется за счет изменения расстояния между пластинами или площади пластин, расположенных друг против друга.
  4. По степени защиты:
  • Без защиты – для эксплуатации в обычных условиях;
  • С элементами защиты корпуса – для работы в условиях повышенных температур и большой влажности;
  • Конденсаторы без корпуса и изоляционного слоя с открытой конструкцией;
  • Уплотненные конденсаторы под корпусом имеют уплотнительный изоляционный наполнитель;
  • С элементами повышенной герметизации.
  1. По способу монтажа в конструкцию схемы:
  • Навесные конденсаторы с ленточными, круглыми электродами и опорным винтом для крепления на платы или другие конструкции, охлаждающие радиаторы в силовых цепях;

Конденсаторы с опорным винтом для крепления на радиаторы

  • Модели конденсаторов с электродами круглого сечения для установки в печатные платы;
  • SMD конденсаторы сделаны по специальной технологии для поверхностной пайки на дорожки печатной платы;

SMD конденсаторы для поверхностной пайки на печатные платы

  • Современные разработки предусматривают конденсаторы с защелкивающимися электродами на конструкции схем.
  1. По виду материала диэлектрической прокладки между пластинами конденсатора:
  • Конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика ставят материал неорганического происхождения. Используется керамика, слюда или стекло, эмалированные прокладки;
  • В низкочастотных моделях используются органические пленки, в которых диэлектрические свойства зависят от частоты проходящего через них тока;
  • Высокочастотные конденсаторы имеют фторопластовые или полистирольные прокладки, газовое, вакуумное или воздушное наполнение;
  • Электролитические конденсаторы подключаются обязательно с учетом полярности цепи, диэлектрическая прокладка в них содержит оксидные материалы, производимые электрохимическим путем. На электроде анода используется алюминий или тантал, в качестве катода применяют электролитический состав желеобразной массы (гель) или жидкость.

Особенности и характеристики востребованных конденсаторов

Несмотря на простоту классической конструкции, отдельные виды имеют некоторые особенности, это важно учитывать при выборе конденсаторов.

Электролитические алюминиевые конденсаторы

Конструкция этих конденсаторов содержит внутри цилиндрического корпуса скрутку двух алюминиевых лент, между которыми бумажная лента пропитана электролитическим составом. Емкость таких конденсаторов составляет 0.1-100 000 µF, при максимальном напряжении 35В.

Конструкция электролитического конденсатора

Именно такие конденсаторы применяют на печатных платах оборудования, где есть элементы, работающие на постоянном токе.

Обратите внимание! При подключении таких конденсаторов обязательно надо учитывать полярность. Недостатком этой конструкции считают значительный ток утечки, емкость уменьшается на высоких частотах.

Конденсаторы с полипропиленом

В качестве диэлектрической прослойки между пластинами установлена пленка из полипропилена. Интервал величины емкости этого типа – от 100pF до 10 µF, максимальное напряжение – 3000В. Преимущество этого вида – в высокой точности емкости с погрешностью в 1%.

Конденсаторы с полиэстеровой пластиной:

  • Пределы емкости – 1nF-15uF,
  • Напряжение – 50-1500В;
  • Погрешность – производители делают конденсаторы различного класса точности: 5;10 и 20%.

Многослойные керамические конденсаторы

Имеют многослойную структуру с чередованием металла и керамики, величина их емкости не превышает нескольких µF.

Конструкция многослойных керамических конденсаторов

Напряжение даже не указывается на маркировке, все они работают в пределах 0-50В в схемах с постоянным, пульсирующим и переменным током.

Высоковольтные керамические конденсаторы

Эти конденсаторы работают в пределах напряжения от 50 до 15000В, емкость – 68pF-150nF. Так же работают в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Керамические дисковые конденсаторы с одним слоем

Конструкция пластин этого конденсатора имеет круглую форму, с одной диэлектрической прослойкой между ними. Они имеют большую емкость – 1pF-220nF, напряжение – до 50В. Преимущества этого вида:

  • малые токи утечки,
  • низкая индуктивная составляющая,
  • способность работать при высоких частотах и температурах, сохраняя стабильные показатели емкости.

Танталовые конденсаторы

Танталовые изделия по конструкции и характеристикам напоминают алюминиевые электролитические конденсаторы, но меньшего размера. Диэлектрический слой состоит из пентаоксида тантала, рабочее напряжение –не более 100В, емкость – 47nF-1000uF.

Важно! Электрод положительной полярности указывается на корпусе линией. Эффективно работают на высоких частотах порядка сотен Khz.

Воздушные переменные конденсаторы

Такие модели конденсаторов используются в приемо-передающей аппаратуре для настройки частот. Диэлектриком между пластин является воздушная прослойка.

Конструкция переменного конденсатора с воздушным диэлектрическим слоем

Роторная часть с пластинами вращается по оси относительно статорной неподвижной части, таким образом, изменяется величина емкости.

Виды конденсаторов с переменной емкостью

Бумажные конденсаторы

Сделаны на основе конденсаторной бумаги в виде ленты, которая сматывается в плотный рулон. Конденсаторная бумага со специальной диэлектрической пропиткой устанавливается между фольгированными лентами.

Внешний вид одного из бумажных конденсаторов

Рулон помещается в герметичный металлический корпус прямоугольной или цилиндрической формы, иногда вместо фольги используется металлическое напыление. Чаще всего такие конденсаторы используют в силовых промышленных сетях 220/380В в схемах запуска электродвигателей.

Обозначение некоторых видов конденсаторов на схемах

Производители делают большое количество различных конденсаторов, поэтому при их использовании надо хорошо изучить назначение оборудования и условия его эксплуатации. Тогда выбор конденсаторов будет сделан осознанно, с учетом их конструктивных особенностей и технических характеристик, тогда и приборы будут работать эффективно и долговременно.

Видео

Оцените статью:

классификация по характеристикам и функциональному назначению

Конденсаторы являются одним из важнейших пассивных компонентов в электронике. В простейшем случае представляет собой две металлические обкладки, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого многократно меньше линейных размеров. Назначение – накопление заряда и энергии электрического поля.

Разнообразные конденсаторы

История

Прототипом первого конденсатора была «лейденская банка», изобретенная в 1745 г. Это была стеклянная банка, в которой обкладками были тонкие листы оловянной фольги, наклеенные на внутренние и внешние стороны стенок. В качестве внешней обкладки могли выступать руки экспериментатора, а в качестве внутренней – жидкость.

Лейденская банка

Обратите внимание! Первый удар током при разряде конденсатора был получен при испытании лейденской банки с ладонями вместо внешней обкладки.

Конструкция конденсатора

Конденсатор представляет собой два проводящих электрода (обкладки), разделенных слоем диэлектрика. Толщина изолятора пренебрежимо мала, по сравнению с его линейными размерами. Емкость увеличивается пропорционально площади обкладок и обратно пропорционально толщине диэлектрика.

В элементах высокой емкости для уменьшения габаритов конструкцию «обкладка – диэлектрик – обкладка» сворачивают в рулон или делают многослойной.

Конструкция конденсаторов

Свойства конденсатора

Поскольку в конструкции конденсатора содержится диэлектрик, то при включении его в цепь постоянного напряжения ток идет только в первый момент времени, при зарядке обкладок.

В цепи переменного напряжения происходит циклическая перезарядка, поэтому наблюдается прохождение тока. Его величина определяется реактивным сопротивлением конденсатора, которое равно:

XC=1/(2πfC), где f – частота колебаний.

Таким образом, становится понятным, почему при постоянном напряжении ток отсутствует (частота равняется нулю, а сопротивление стремится к бесконечности).

Обозначение конденсаторов на схемах

На схемах конденсатор изображается в виде символических обкладок двумя параллельными черточками. С небольшими изменениями все типы конденсаторов используют данное обозначение.

Обозначение на схемах

Основные параметры

Главные параметры конденсаторов, которые используются при проектировании и ремонте устройств радиоэлектроники, – это емкость и номинальное напряжение. Кроме этого, существует еще несколько дополнительных параметров, которые могут влиять на элементы схемы. Конденсаторы имеют следующие основные характеристики.

Ёмкость

Это самый основной параметр, который характеризует накопление электрического заряда. Расчет значения производится по различным формулам, в зависимости от конструкционных особенностей: плоский, цилиндрический или круглый конденсатор. На практике большая их часть выпускается как разновидности плоского. Емкость современных устройств варьируется от единиц пикофарад до десятков тысяч микрофарад и даже единиц фарад.

Удельная ёмкость

Этот относительный параметр привязывает габариты к величине емкости. Таким образом, чем выше удельная емкость, тем меньше габариты конструкции, однако при этом может упасть электрическая прочность (рабочее напряжение).

Плотность энергии

Данный параметр важен при использовании конденсаторов в качестве накопителей энергии, определяет величину энергии на единицу массы или объема элемента.

Номинальное напряжение

Значение напряжения, при котором сохраняются рабочие параметры в течение срока службы, называется номинальным. Рабочее напряжение должно быть меньше номинального.

Важно! Превышение номинального напряжения чревато выходом элемента из строя. Электролитический конденсатор при этом может разрушиться со взрывом. Вопреки распространенному мнению, элемент, включенный в цепь с напряжением, в несколько раз меньше номинального, сохраняет все остальные параметры.

Полярность

Такие виды конденсаторов, как электролитические, зачастую требуют включения в цепь с соблюдением полярности. Поскольку такие элементы используются, в основном, как накопители или фильтры, это не составляет затруднений. Несоблюдение полярности приводит к:

  • несоответствию емкости;
  • повреждению.

Маркировка обязательно содержит информацию о полярности подключения.

Опасность разрушения (взрыва)

Разрушение со взрывом характерно для электролитических конденсаторов. Причиной взрыва является нагрев, который возникает из-за:

  • несоблюдения полярности;
  • расположения рядом с источниками тепла;
  • старения (увеличения утечки и повышения эквивалентного сопротивления).

Для уменьшения последствий разрушения на корпусе в торце ставят предохранительный клапан или формируют насечки на крышке. Такая конструкция гарантирует, что при резком увеличении давления внутри корпуса скопившиеся газы и электролит выделяются через клапан или разрушенную по насечкам крышку. Таким образом, предотвращается взрыв, при котором обкладки и электролит разбрасываются по большой площади и вызывают замыкание элементов плат. Охлаждение устройства снижает вероятность разрушения.

Последствия разрушения

Паразитные параметры

Отдельные виды параметров являются паразитными, которые стараются снизить при конструировании и изготовлении. Их описание приведено ниже.

Эквивалентная схема

Электрическое сопротивление изоляции диэлектрика конденсатора, поверхностные утечки Rd и саморазряд

Данный параметр зависит от свойств диэлектрика и материала корпуса. Он показывает, насколько уменьшается заряд с течением времени у элемента, не включенного во внешнюю цепь. Утечка происходит в результате неидеальности диэлектрика и по его поверхности.

Для некоторых конденсаторов в характеристиках указывается постоянная времени Т, которая показывает время, в течении которого напряжение на обкладках уменьшится в е (2.71) раз. Численно постоянная времени равняется произведению сопротивления утечки на емкость.

Эквивалентное последовательное сопротивление (Rs)

Эквивалентное последовательное сопротивление ЭПС (в англоязычной литературе ERS) слагается из сопротивления материала обкладок и выводов. К нему также может добавляться поверхностная утечка диэлектрика.

По своей сути, ЭПС представляет собой сопротивление, соединенное последовательно с идеальным конденсатором. Такая цепь в некоторых случаях может влиять на фазочастотные характеристики. ЭПС обязательно должно учитываться при проектировании импульсных источников питания и контуров авторегулирования.

Электролитические конденсаторы имеют особенность, когда из-за наличия внутри паров электролита, воздействующих на выводы, величина ЭПС со временем увеличивается.

Эквивалентная последовательная индуктивность (Li)

Поскольку выводы обкладок и сами обкладки металлические, то они имеют некоторую индуктивность. Таким образом, конденсатор представляет собой резонансный контур, что может оказать влияние на работу схемы в определенном диапазоне частот. Наименьшую индуктивность имеют СМД компоненты ввиду отсутствия у них проволочных выводов.

Тангенс угла диэлектрических потерь

Отношение активной мощности, передаваемой через конденсатор, к реактивной, называется тангенсом угла диэлектрических потерь. Данная величина зависит от потерь в диэлектрике и вызывает сдвиг фазы между напряжением на обкладке и током. Тангенс угла потерь важен при работе на высоких частотах.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ означает изменение емкости при колебаниях температуры. ТКЕ может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от того, как ведет себя емкость при изменениях температуры.

Для фильтрующих и резонансных цепей для компенсации температурного дрейфа в одной цепи используют элементы с разным ТКЕ, поэтому многие производители группируют выпускаемые элементы по величине и знаку коэффициента.

Диэлектрическая абсорбция

Данный эффект еще называют эффектом памяти. Проявляется он в том, что при разряде конденсатора через низкоомную нагрузку через некоторое время на обкладках возникает небольшое напряжение.

Величина диэлектрической абсорбции зависит от материалов, из которых изготовлен элемент. Она минимальна для тефлона и полистирола и максимальна для танталовых конденсаторов. Важно учитывать эффект при работе с прецизионными устройствами, особенно интегрирующими и дифференцирующими цепями.

Паразитный пьезоэффект

Так называемый «микрофонный эффект» выражается в том, что при воздействии механических нагрузок, в том числе акустических колебаний, керамический диэлектрик в некоторых типах устройств проявляет свойства пьезоэлектрика и начинает генерировать помехи.

Самовосстановление

Свойством самовосстановления после электрического пробоя обладают электролитические бумажные и пленочные конденсаторы. Такие типы конденсаторов и их разновидности нашли применение в цепях, обеспечивающих запуск электродвигателей, в особенности, если трехфазный асинхронный электродвигатель включается в однофазную сеть. Свойство восстановления широко используется в силовой технике.

Виды конденсаторов

Классификация конденсаторов производится по технологии изготовления и материалу диэлектрика и обкладок. Чтобы полностью классифицировать, какие бывают конденсаторы, требуется большой объем информации. Наибольшее распространение получили такие устройства.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

Бумажные состоят из двух алюминиевых лент, разделенных полосой из конденсаторной бумаги. В металлопленочных вместо алюминиевых лент используется способ напыления металла непосредственно на бумагу. Такие конденсаторы могут восстанавливать характеристики после электрического пробоя.

Распространенная бумажная конструкция

Электролитические конденсаторы

Состоят из металлического анода, у которого оксидный слой на поверхности выполняет роль диэлектрика. Вторая обкладка представлена жидким электролитом. Ввиду того, что слой окиси очень тонкий, емкость таких конструкций может достигать больших величин. Ценой этому следует низкое рабочее напряжение и требование соблюдения полярности.

Электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Это основной тип электролитических конденсаторов. Отличаются большой погрешностью емкости и низкой стойкостью к повышению температуры.

Танталовые электролитические конденсаторы

Разновидность электролитического, где в качестве анода используется спеченный танталовый порошок. Благодаря развитой поверхности анода, эквивалентная площадь обкладки получается очень большой. Используются в импульсных цепях.

Полимерные конденсаторы

Специальный проводящий органический полимер в таких устройствах используется в качестве замены электролита. Твердотельные электролитические конденсаторы имеют большой срок службы и не взрывоопасны.

Пленочные конденсаторы

В пленочных конструкциях диэлектриком выступают тонкие пленки полистирола, стироплекса, лавсана или фторопласта. Отличаются высокой стабильностью, низкими потерями, поэтому широко используются в высокочастотных устройствах.

Конденсаторы керамические

В данном случае диэлектриком служит керамика или стекло с напыленным слоем металла.

Керамические конденсаторы

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Конструкции низкой емкости, в основном с изменяемой емкостью (переменные) для плавной регулировки частотных характеристик схемы.

Маркировка конденсаторов

Маркировка отличается у различных производителей. В изделиях, производимых в СССР и постсоветских республиках, в маркировке обязательно присутствуют следующие данные:

  • Буквенно-цифровое обозначение, характеризующее тип и технологию изготовления;
  • Значение емкости и погрешность изготовления;
  • Номинальное напряжение;
  • ТКЕ;
  • Дата изготовления.

Для импортных изделий обязательно только обозначение емкости. Остальные параметры наносятся по усмотрению производителя.

Пример маркировки

Невозможно в ограниченном объеме подробно описать все существующие виды конденсаторов. Тем более что их конструкция постоянно совершенствуется, приходят новые технологии, которые позволяют снизить стоимость с одновременным улучшением характеристик.

Видео

Типы конденсаторов

— Типы конденсаторов »Электроника

Есть много разных типов конденсаторов, которые используются в электронном оборудовании, каждый из них имеет свои особенности: проверьте различия и какие из них применимы для различных приложений.


Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Супер конденсатор Конденсатор SMD Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы — подсказки и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования


Конденсаторы используются практически во всех электронных схемах, которые строятся сегодня.Конденсаторы производятся миллионами каждый день, но существует несколько различных типов конденсаторов.

Каждый тип конденсатора имеет свои преимущества и недостатки, которые можно использовать в различных приложениях.

Соответственно, необходимо немного знать о каждом типе конденсатора, чтобы можно было выбрать правильный для любого конкретного использования или применения.

Существует множество вариантов, в том числе, фиксированный или регулируемый конденсатор, выводной или с использованием технологии поверхностного монтажа, и, конечно же, диэлектрик: электролитический алюминий, тантал, керамика, пластиковая пленка, бумага и многое другое.


Полярные и неполярные типы

Одно из основных различий между различными типами конденсаторов заключается в том, являются ли они поляризованными.

По сути, поляризованный конденсатор — это конденсатор, который должен работать с напряжением на нем определенной полярности.

Некоторые из наиболее популярных типов поляризованных конденсаторов включают алюминиевый электролитический и танталовый. Они отмечены для обозначения положительного или отрицательного вывода, и они должны работать только с напряжением смещения в его направлении — обратное смещение может повредить или разрушить их.Поскольку конденсаторы выполняют множество задач, таких как связь и развязка, на них будет постоянное напряжение постоянного тока, и они будут пропускать только любые компоненты переменного тока.

Другой вид конденсатора — это неполяризованный или неполярный конденсатор. Этот тип конденсатора не требует полярности и может быть подключен любым способом в цепи. Керамика, пластиковая пленка, серебряная слюда и ряд других конденсаторов являются неполярными или неполяризованными конденсаторами.

Типы конденсаторов с выводами и поверхностного монтажа

Конденсаторы

доступны в виде выводов и конденсаторов для поверхностного монтажа.Практически все типы конденсаторов доступны в свинцовом исполнении: электролитические, керамические, суперконденсаторы, пластиковая пленка, серебряная слюда, стекло и другие специальные типы.

Конденсаторы SMD

немного более ограничены. Конденсаторы SMD должны выдерживать температуры, используемые в процессе пайки. Поскольку у конденсатора нет выводов, а также в результате используемых процессов пайки, компоненты SMD, включая конденсаторы, подвергаются полному повышению температуры самого припоя. В результате не все разновидности доступны в качестве конденсаторов SMD.

К основным типам конденсаторов для поверхностного монтажа относятся: керамические, танталовые и электролитические. Все они были разработаны, чтобы выдерживать очень высокие температуры пайки.

Конденсаторы переменной и постоянной емкости

Еще одно различие между типами конденсаторов — фиксированные они или переменные.

На сегодняшний день подавляющее большинство конденсаторов — это конденсаторы постоянной емкости, т.е. они не имеют никакой регулировки. Однако в некоторых случаях может потребоваться регулируемый или переменный конденсатор, где может потребоваться изменение емкости конденсатора.Обычно эти конденсаторы имеют относительно низкую стоимость, иногда максимальные значения до 1000 пФ.

Переменный конденсатор, используемый для настройки в радиостанциях

Переменные конденсаторы также могут быть классифицированы как переменные и предварительно установленные. Основные переменные могут быть отрегулированы ручкой управления и могут использоваться для настройки радио и т. Д. Предустановленные переменные конденсаторы обычно имеют регулировку винтом и предназначены для регулировки во время настройки, калибровки, тестирования и т. Д. Они не предназначены для регулироваться при нормальном использовании.

Типы конденсаторов постоянной емкости

Существует очень много различных типов конденсаторов фиксированной емкости, которые можно купить и использовать в электронных схемах.

Эти конденсаторы обычно классифицируются по диэлектрику, который используется в конденсаторе, поскольку он определяет основные свойства: электролитические, керамические, серебряно-слюдяные, металлизированная пластиковая пленка и ряд других.

Хотя в приведенном ниже списке приведены некоторые из основных типов конденсаторов, не все из них можно перечислить и описать, и есть несколько менее используемых или менее распространенных типов, которые можно увидеть.Однако он включает в себя большинство основных типов конденсаторов.

  • Керамический конденсатор: Как видно из названия, этот тип конденсатора получил свое название из-за того, что в нем используется керамический диэлектрик. Это дает множество свойств, включая низкий коэффициент потерь и разумный уровень стабильности, но это зависит от конкретного типа используемой керамики. Керамические диэлектрики не дают такого высокого уровня емкости на единицу объема, как некоторые типы конденсаторов, и в результате керамические конденсаторы обычно имеют значение от нескольких пикофарад до значений около 0.1 мкФ.

    Для компонентов с выводами широко используются дисковые керамические конденсаторы. Этот тип керамического конденсатора широко используется для таких применений, как развязка и связь. Конденсаторы с более высокими техническими характеристиками, особенно используемые в конденсаторах для поверхностного монтажа, часто имеют определенные типы керамических диэлектриков. Наиболее часто встречающиеся типы включают:

    • COG: обычно используется для низких значений емкости. Он имеет низкую диэлектрическую проницаемость, но обеспечивает высокую стабильность.
    • X7R: Используется для более высоких уровней емкости, поскольку он имеет гораздо более высокую диэлектрическую проницаемость, чем COG, но более низкую стабильность.
    • Z5U: используется для еще более высоких значений емкости, но имеет более низкую стабильность, чем COG или X7R.
    Керамические конденсаторы доступны как в традиционных устройствах с выводами, так и в проходных вариантах. Наиболее широко используемый формат для керамических конденсаторов — это конденсатор для поверхностного монтажа — формат представляет собой многослойный керамический конденсатор, также сокращенный до MLCC.Эти MLCC используются миллиардами каждый день, поскольку они образуют наиболее часто используемый тип конденсаторов для массового производства.

  • Электролитический конденсатор: Этот тип конденсатора является наиболее популярным типом с выводами для значений более 1 мкФ, имея один из самых высоких уровней емкости для данного объема. Конденсатор этого типа состоит из двух тонких пленок алюминиевой фольги, один из которых покрыт оксидным слоем в качестве изолятора.Между ними помещается пропитанный электролитом бумажный лист, затем две пластины наматываются друг на друга и затем помещаются в емкость.

    Электролитические конденсаторы поляризованы, т. Е. Их можно размещать в цепи только в одном направлении. Если они подключены неправильно, они могут быть повреждены, а в некоторых крайних случаях могут взорваться. Также следует соблюдать осторожность, чтобы не превышать номинальное рабочее напряжение. Обычно они должны эксплуатироваться значительно ниже этого значения.

    Этот тип конденсатора имеет большой допуск.Обычно значение компонента может быть указано с допуском -50% + 100%. Несмотря на это, они широко используются в аудиоприложениях в качестве разделительных конденсаторов и в приложениях сглаживания для источников питания. Они плохо работают на высоких частотах и ​​обычно не используются для частот выше 50–100 кГц.

    Электролитические конденсаторы выпускаются как традиционные устройства с выводами. У некоторых даже есть клеммы для пайки или даже винтовые клеммы, хотя они, как правило, зарезервированы для версий с более высоким током и емкостью, часто используемых в источниках питания.Электролитические конденсаторы также доступны в виде конденсаторов для поверхностного монтажа. Первоначально они не были доступны в формате для поверхностного монтажа из-за трудностей, возникающих в результате высоких температур, испытываемых конденсаторами при пайке. Теперь они преодолены, и электролиты широко доступны в качестве конденсаторов для поверхностного монтажа.


  • Конденсаторы с пластиковой пленкой: Конденсаторы с пластиковой пленкой могут быть изготовлены в двух основных форматах:
    • Металлизированная пленка: В пленочных конденсаторах этого типа пластиковая пленка имеет очень тонкий слой металлизации. фильм.Эта металлизация подключается к соответствующему разъему на одной или другой стороне конденсатора.
    • Пленочная фольга: Пленочный конденсатор этой формы имеет два электрода из металлической фольги, разделенных пластиковой пленкой. Клеммы присоединяются к торцам электродов с помощью сварки или пайки.
    В пластиковых пленочных конденсаторах могут использоваться различные диэлектрики. Поликарбонат, полиэстер и полистирол — одни из самых распространенных.У каждого есть свои свойства, позволяющие использовать их в определенных приложениях. Их значения могут варьироваться от нескольких пикофарад до нескольких микрофарад в зависимости от фактического типа.
    Конденсатор с полиэфирной пленкой Обычно они неполярные. В целом это хорошие конденсаторы общего назначения, которые можно использовать для различных целей, хотя их высокочастотные характеристики обычно не так хороши, как у керамических типов. Вот некоторые из наиболее распространенных типов:
    • Майлар — может создавать шум при использовании в приложениях, где есть вибрация.
    • Поликарбонат — Умеренный уровень потерь, который может увеличиваться с частотой. Очень высокое сопротивление изоляции.
    • Полиэстер — Умеренный уровень потерь, который может увеличиваться с частотой. Очень высокое сопротивление изоляции.
    • Полистирол — имеет очень небольшие потери, но объемный. Имеют температурный коэффициент около -150 ppm / C
    Пленочные конденсаторы доступны в виде традиционных устройств с выводами, но редко используются в качестве конденсаторов для поверхностного монтажа.Причина этого — высокие температуры, которые испытывает весь конденсатор SMT во время процессов пайки, используемых при поверхностном монтаже.

  • Тантал: Обычные алюминиевые электролитические конденсаторы довольно большие для многих применений. В приложениях, где важен размер, можно использовать танталовые конденсаторы. Они намного меньше, чем алюминиевые электролиты, и вместо использования пленки оксида на алюминии они используют пленку оксида на тантале.Обычно они не имеют высоких рабочих напряжений, 35 В обычно являются максимальными, а некоторые даже имеют значения всего вольта или около того.

    Танталовый конденсатор с выводами Как и электролитические конденсаторы, тантал также поляризован, и они очень нетерпимы к обратному смещению, часто взрываясь при воздействии напряжения. Однако их небольшой размер делает их очень привлекательными для многих приложений.

    Тантал уже давно доступен в формате конденсатора для поверхностного монтажа. До того, как стали доступны SMT-электролиты, эти конденсаторы стали основой для дорогостоящих конденсаторов для поверхностного монтажа.В настоящее время они все еще широко используются, хотя также доступны электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа.


  • Silver Mica: Серебряные слюдяные конденсаторы производятся путем нанесения серебряных электродов непосредственно на диэлектрик слюдяной пленки. Для достижения необходимой емкости используется несколько слоев. Добавляются провода для соединений, а затем вся сборка инкапсулируется. Значения конденсаторов из серебряной слюды колеблются от нескольких пикофарад до двух или трех тысяч пикофарад.
    Серебряный слюдяной конденсатор Этот тип конденсаторов не так широко используется в наши дни. Однако их все еще можно получить и использовать там, где стабильность стоимости имеет первостепенное значение и где требуются низкие потери. В связи с этим одно из их основных применений — в настраиваемых элементах схем, таких как генераторы, или в фильтрах.
  • Supercap Суперконденсаторы с уровнями емкости от фарада и выше становятся все более распространенным явлением.Эти суперконденсаторы обычно используются для таких приложений, как задержка памяти и тому подобное.
    Суперконденсатор или суперконденсатор Они слишком велики для использования в большинстве схем, и их частотная характеристика ограничена, но они представляют собой идеальные удерживающие конденсаторы, способные обеспечивать остаточный ток и напряжение для сохранения памяти на периоды, когда может быть отключено питание.

Обзор типов конденсаторов

Различные диэлектрики, конструкция конденсатора и т.п. означают, что разные типы конденсаторов, вероятно, будут иметь разные диапазоны значений, для которых доступны конденсаторы такого типа.

приведенная ниже таблица суммирует ожидаемые диапазоны для различных типов конденсаторов.

Приблизительные диапазоны для различных типов конденсаторов

Даже из выбора наиболее часто используемых типов конденсаторов видно, что доступно множество форм. У каждого есть свои преимущества и недостатки, и если для каждой работы выбрать правильный, то он может очень хорошо работать в цепи. Именно по этой причине при построении схем важно использовать конденсатор правильного типа.Если используется неправильная сортировка, то его производительность может не соответствовать стандарту, необходимому для схемы.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы Разъемы RF Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .

Конденсаторы различных типов — EIT | Инженерный технологический институт: EIT

Конденсатор — это пассивный электрический элемент, накапливающий энергию в виде электростатического поля.Проще говоря, конденсатор состоит из 2-х проводящих пластин, отделенных диэлектриком (изоляционным материалом). Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами и прямо пропорциональна площади поверхности проводящих пластин. Емкость также зависит от диэлектрической проницаемости материала, изолирующего пластины. Обычная единица измерения емкости сокращенно называется фарад. Это огромная единица; другие универсальные единицы известны как микрофарады, сокращенно 1 мкФ = 10-6F (мкФ) и пикофарады, сокращенно 1 пФ = 10-12F (пФ).

«Элемент электрической цепи, используемый для временного хранения заряда, состоящий, как правило, из двух металлических пластин, разделенных и изолированных друг от друга диэлектриком, также известным как конденсатор». Конденсатор в целом похож на батарею. Общим фактором, который присутствует в батарее и конденсаторе, является то, что они оба хранят электрическую энергию. Конденсаторы хранят электроны внутри в течение любого заданного периода времени. Конденсатор — это двусторонний механизм, который включает в себя 2 проводящих элемента, разделенных непроводящим материалом.Конденсатор на самом деле состоит из 2 проводящих поверхностей, на которых накапливается энергия, эти поверхности разделены тонким изоляционным листом, который имеет чрезвычайно большое сопротивление. Некоторые обычные непроводящие материалы, которые повсеместно присутствуют в конденсаторе, — это тефлон, керамика, фарфор и целлюлоза. Диэлектрик — это материал, который указывает тип используемого конденсатора и его конкретное использование. Это зависит от типа используемого диэлектрика и размера для применения в высоковольтных или высокочастотных устройствах.Конденсаторы производятся для самых разных товаров; некоторые конденсаторы настолько малы, что предназначены для таких продуктов, как калькуляторы, в то время как другие суперконденсаторы производятся для встраивания в компьютерную шину. Конденсаторы можно увидеть во всех видах систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, включая платы оттаивания и печатные платы. Самыми обычными типами конденсаторов, используемых в системе HVAC, являются пусковой конденсатор, двойной рабочий конденсатор и рабочий конденсатор. Конденсаторы в серии:
Когда конденсаторы соединены последовательно, общая емкость даже меньше, чем у любого из последовательно соединенных конденсаторов, индивидуальной емкости.Если более двух конденсаторов подключены последовательно, в результате получается отдельный конденсатор (экв.
л), который имеет общую сумму пластинчатого пространства одного конденсатора. Как мы хорошо знаем, увеличение расстояния между пластинами при неизменных остальных факторах приводит к падению емкости. Следовательно, общая емкость ниже, чем емкость любого отдельного конденсатора. Для расчета общей емкости конденсаторов, соединенных последовательно, приведена ниже формула: — Параллельно подключенные конденсаторы:
Когда конденсаторы объединены параллельно, общая емкость является суммой емкости отдельного конденсатора.Если более 2 конденсаторов соединены параллельно, в целом получается один соответствующий конденсатор, общая площадь которого равна
пластинчатой ​​поверхности отдельного конденсатора. Поскольку мы испытали увеличение поверхности пластины, в то время как другие важные факторы остаются неизменными, результатом является увеличение емкости. Формула для оценки параллельного сопротивления такая же, как и для расчета общей емкости конденсаторов, соединенных последовательно. Типы конденсаторов:
Конденсаторы могут использоваться различными способами в различных электронных схемах.Несмотря на то, что их метод работы остается в точности аналогичным, они могут использоваться для обеспечения ряда различных схемных операций, таких как: конденсатор связи
, конденсатор сглаживания, конденсатор развязки. Есть много других типов конденсаторов, которые можно использовать, максимум из них обсуждается ниже:
1. Керамический конденсатор: Керамический конденсатор используется во многих устройствах, от радио до радиочастот. Безусловно, керамические конденсаторы являются наиболее часто используемыми конденсаторами; Это потому, что эти конденсаторы
дешевы, надежны и их коэффициент потерь намного ниже.Эти керамические конденсаторы используются как для выводов, так и для поверхностного монтажа. Керамические конденсаторы являются наиболее широко используемыми конденсаторами, которые в настоящее время используются во многих приборах и электронных устройствах. В настоящее время керамические конденсаторы доступны в широком диапазоне форматов, от свинцовых компонентов до поверхностного монтажа. Широко доступны дисковые керамические конденсаторы с выводами. Эти керамические конденсаторы используются практически во всех видах электрического оборудования.Точные характеристики керамического конденсатора в основном зависят от типа используемого диэлектрика. Керамические конденсаторы считаются рабочими лошадками в мире конденсаторов тока. Керамические конденсаторы в настоящее время доступны в 3 основных типах, хотя также доступны дополнительные стили:
  • Дисковые керамические конденсаторы с выводами для монтажа по всему отверстию, покрытые слоем смолы.
  • Многослойные керамические конденсаторы для микросхем.
  • Специальные бессвинцовые дисковые керамические конденсаторы для микроволновых печей, предназначенные для установки в прорези на печатной плате и привариваемые на месте.

2. Электролитический конденсатор:
Этот тип конденсатора поляризован. Эти конденсаторы могут обеспечивать более высокое значение емкости — обычно выше 1 мкФ, этот тип конденсаторов обычно используется в низкочастотных приложениях.

Электролитический конденсатор уже много лет используется во многих устройствах. Пластины этого конденсатора изготовлены из проводящей алюминиевой фольги. Благодаря алюминиевой пленке пластины могут быть очень тонкими, а также гибкими.Следовательно, эти плиты можно упаковать в конце процедуры строительства. Две пластины, входящие в состав этого конденсатора, немного отличаются. Первый покрыт изоляционным оксидным листом, а между ними помещается бумажная прокладка, пропитанная электролитом. Фольга, изолированная оксидным покрытием, является анодом, тогда как щелочной электролит и вторая фольга работают как катод. Свойства электролитического конденсатора:
  • ESR Эквивалентное последовательное сопротивление.
  • Частотная характеристика — этот конденсатор имеет ограниченную частотную характеристику.
  • Leakage — даже несмотря на то, что он имеет превосходный уровень емкости
  • для данного объема, они также имеют высокую интенсивность утечки.
  • Пульсации тока — При использовании этого конденсатора в сильноточных приложениях важно учитывать ток пульсаций, он должен иметь место.
  • Допуск — этот конденсатор имеет очень широкий допуск

3. Танталовый конденсатор:
Эти конденсаторы даже поляризованы, и они также обеспечивают чрезвычайно высокое значение емкости для своего объема.Конденсаторы такого типа крайне фанатичны к обратному смещению, часто вызывая взрыв при использовании под давлением.

Танталовый конденсатор состоит из пористого фрагмента танталового сердечника, окаймленного пятиокиси тантала. Танталовый кабель вводится во фрагмент сердечника, а затем расширяется в осевом направлении от компонента. Покрытие из пятиокиси тантала покрыто графитом, диоксидом марганца, серебряным проводящим внешним слоем и, наконец, припоем. С 1960 года танталовые конденсаторы совершенствовались благодаря продвижению и разработке порошков тантала с превосходным зарядом, которые неизменно вносят свой вклад в проект малых танталовых конденсаторов.Танталовый конденсатор состоит из пористого фрагмента танталового сердечника, окаймленного слоем. Использование танталового конденсатора дает следующие преимущества:
  • Эти конденсаторы обладают повышенной объемной эффективностью.
  • Эти конденсаторы могут быть легко установлены на любых печатных платах.
  • Танталовые конденсаторы имеют лучшие частотные характеристики
  • Танталовые конденсаторы чрезвычайно надежны, так как они не теряют емкость
Танталовые конденсаторы

могут быть установлены в ноутбуках, ПК, схемах подушек безопасности в грузовиках и легковых автомобилях, мобильных телефонах, пейджерах и многих других устройствах. 4. Конденсатор переменной емкости:
Конденсатор переменной емкости — это своего рода конденсатор, который помогает накапливать энергию за счет генерации электрических полей. Сильной стороной этого устройства является то, что способность
сохранять электроэнергию можно изменять многократно или намеренно с помощью механических или электронных методов. Емкость переменного конденсатора может изменяться в течение всего срока службы самого устройства. В конденсаторе используется механическая структура, которая позволяет изменять удаленность между различными наборами пластин или, в частности, поверхность области вышележащих пластин вместе с диодами переменной емкости.Все они изменяют поведение своей емкости
из-за приложения обратного напряжения смещения.

Доступны различные типы переменного конденсатора. Вот они:
  • воздушный конденсатор переменного тока
  • вакуумный регулируемый конденсатор
  • регулируемый конденсатор
  • высоковольтный переменный керамический конденсатор

5. Бумажный конденсатор:
Бумажные конденсаторы изготавливаются из бумаги или пропитанной маслом бумаги, а листы алюминиевой фольги скручиваются в барабан и консервируются воском.Эти бумажные конденсаторы обычно использовались, но теперь их заменяют конденсаторы из полимера или пластика. Бумажные конденсаторы большие, чрезвычайно гигроскопичны и пропускают влагу, что приводит к потерям в диэлектрике, а их общие характеристики являются основным недостатком конденсаторов такого типа. Другие варианты состоят из бумаги-полиэстера, крафт-бумаги и конденсатора, пропитанного маслом.

Вот некоторые другие типы конденсаторов: 6. Конденсатор серебряной слюды:
Конденсатор этого типа мало используется в наши дни, но этот тип конденсатора по-прежнему обеспечивает очень высокий уровень стабильности, меньшие потери и точность там, где нет места. вызывает озабоченность.
7. Конденсатор из полистирольной пленки: Это относительно дешевый тип конденсаторов, но там, где это необходимо, поставляются конденсаторы с жесткими допусками. Они имеют трубчатую форму; это потому, что пластина или диэлектрический сэндвич скручиваются вместе.
8. Конденсатор из полиэфирной пленки: Эти конденсаторы используются там, где стоимость является проблемой, поскольку они не обеспечивают превосходных допусков. Эти конденсаторы, как правило, доступны только в виде свинцовых электрических компонентов.
9. Конденсатор из поликарбоната: Этот тип конденсатора применяется в устройствах, где важны производительность и надежность.Пленка из поликарбоната чрезвычайно устойчива и позволяет изготавливать конденсаторы с превосходными допусками, которые сохраняют значение емкости конденсаторов с течением времени.
10. Конденсатор из металлизированной полиэфирной пленки:
По сути, это конденсатор из полиэфирной пленки, единственное различие между ними состоит в том, что в металлизированных полиэфирных конденсаторах полиэфирная пленка металлизирована. Конденсаторы с металлизированной полиэфирной пленкой обычно доступны только в качестве свинцовых электрических компонентов.
11. Полипропиленовый конденсатор:
Этот конденсатор используется, когда требуется более высокий допуск, чем у полиэфирных конденсаторов.В этом конденсаторе в качестве диэлектрика используется полипропиленовая пленка. Эти конденсаторы обычно доступны только в виде свинцовых электрических компонентов.
12. Стеклянные конденсаторы:
В этом конденсаторе в качестве диэлектрика используется стекло. Это дорогой конденсатор, но он обеспечивает чрезвычайно высокий уровень производительности благодаря очень низким потерям, более высокому высокочастотному току (
нт), отсутствию пьезоэлектрического шума и некоторым другим важным характеристикам, которые делают их идеальными для нескольких высокопроизводительных ВЧ-приложений.
13. Суперконденсаторы:
Суперконденсаторы относятся к семейству электрохимических конденсаторов. Эти конденсаторы иногда называют конденсаторами с двойным электрическим слоем (EDLC) или ультраконденсаторами. Они не состоят из традиционного твердого диэлектрика. Значение емкости суперконденсатора определяется на основе 2 принципов хранения; эти два принципа влияют на общую емкость конденсатора. Суперконденсаторы
имеют небольшой вес и дешевы, поэтому в наши дни это самый популярный конденсатор на рынке.Они используются в большинстве портативных электронных устройств и телефонов, а также в самолетах и ​​автомобилях. Суперконденсаторы новой технологии гибкие и биоразлагаемые. Преимущества суперконденсатора:
  • Нет опасности перезарядки
  • Очень высокая скорость зарядки и разрядки
  • Высокая эффективность цикла (95% и более)
  • Практически неограниченный жизненный цикл — миллионы циклов — срок службы от 10 до 12 лет
  • Зарядка в секундах
  • Низкое сопротивление
  • Суперконденсаторы и сверхконденсаторы относительно дороги с точки зрения стоимости ватта

12.Ультраконденсатор:
Ультраконденсаторы и суперконденсаторы — это одно и то же, как было объяснено выше, пожалуйста, обратитесь.


Калькулятор емкости конденсатора:
Этот калькулятор емкости вычисляет емкость между двумя параллельными пластинами. Первый калькулятор метрический, а второй — дюймовый. Конденсаторы небольшого номинала могут быть выгравированы на печатной плате для радиочастотных целей, но в соответствии с условиями стандарта ma
использование отдельных конденсаторов является дополнительными затратами.Ниже приведены различные значения диэлектрической проницаемости.


Уравнение:
C = K * EO * A / D, где Eo = 8,854 × 10-12

Где:
K — диэлектрическая проницаемость материала,
A — площадь вышележащей поверхности пластин. ,
d-это расстояние между пластинами, и
C-Is емкость

Конденсаторная батарея:

Конденсаторная батарея представляет собой группу из нескольких конденсаторов одинакового номинала, которые соединены последовательно или параллельно с одним. другой для накопления электрической энергии.Результирующий банк затем используется для противодействия или коррекции паузы с коэффициентом мощности
или изменения фазы в источнике питания переменного тока (переменный ток). Их также можно использовать в источниках питания постоянного (постоянного тока) для повышения способности источника питания к пульсирующему току или для увеличения общей суммы накопленной энергии.
Конденсаторные батареи работают по той же теории, что и одиночный конденсатор; они предназначены для аккумулирования электроэнергии, но с большей способностью, чем у отдельного прибора.


Применение конденсаторов:
Конденсаторы используются для различных целей, это наиболее часто встречающееся устройство в любом электронном гаджете. У каждого типа конденсатора есть свои преимущества и недостатки, и, как следствие, применение pacitor ca
может быть разным. Некоторые конденсаторы подходят для использования на повышенных частотах, в то время как другие могут использоваться для низкочастотных целей. Без сомнения, важно иметь правильный конденсатор для точного использования схемы, чтобы
функционировал должным образом.

  • Время — для иллюстрации с 555timerIC для управления зарядкой и разрядкой.
  • Муфта — для иллюстрации между узлами аудиосистемы и для объединения громкоговорителя.
  • Накопление энергии — для иллюстрации в цепи вспышки фотоаппарата.
  • Сглаживание — для иллюстрации в блоке питания.
  • Tuning — для иллюстрации в радиосистеме.
  • Фильтрация — для иллюстрации в контроллере тона аудиосистемы.

Источник: https: // www.electronicshub.org/different-types-of-capacitors/

Типы конденсаторов и их применение

Конденсатор можно рассматривать как резервуар, в котором хранится электрический заряд. Чем больше емкость, тем больше зарядов способен накапливать конденсатор. Он бывает разной формы, размера и, конечно же, с разным рейтингом. По сути, он состоит из двух пластин, разделенных изолятором или диэлектриком, и имеет множество применений, и даже в нашей повседневной жизни мы используем его, даже не подозревая об этом.

Эта статья призвана дать вам некоторое представление о типах и использовании одного из наиболее часто используемых пассивных электрических компонентов: конденсатора.

Конденсаторы (Источник: flickr Эрик Шрейдер)

Прежде чем мы углубимся в его применение, давайте познакомимся с конденсаторами типа .

Типы конденсаторов

При разработке схемы для конкретного использования тип конденсатора играет ключевую роль в ее правильном функционировании.Каждый конденсатор имеет определенный набор характеристик, таких как допуск, номинальное напряжение и т. Д.

Конденсаторы

можно условно разделить на две категории: конденсаторы переменной емкости и конденсаторы постоянной емкости.

Переменный конденсатор , с другой стороны, будет иметь значение емкости, которое можно изменить. Этот конденсатор имеет две пластины, одна из которых неподвижна, а другая подключена к подвижному валу, а емкость изменяется путем изменения подвижной пластины.

Конденсатор постоянной емкости , как следует из названия, этот тип конденсатора имеет фиксированное значение емкости.Обе проводящие пластины неподвижны, поэтому значение ее емкости нельзя изменить.

Из них чаще используется фиксированный тип. В этой статье рассматриваются некоторые из хорошо известных типов конденсаторов постоянной емкости.

Керамические конденсаторы:

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используется керамический материал. Вы можете легко идентифицировать его, так как большая часть из них имеет форму диска. Диск покрыт керамическим материалом и помещается между двумя выводами. Когда требуется более высокое значение емкости, несколько слоев керамических материалов сплавлены вместе, чтобы сформировать диэлектрик.

Основным преимуществом этого типа конденсатора является то, что он является неполяризованным конденсатором. Это означает, что вы можете подключить его в любом направлении в вашей цепи.

В зависимости от номинальных значений температуры и допусков они делятся на три категории: керамические конденсаторы класса 1, класса 2 и класса 3.

Конденсаторы

класса 1 являются наиболее стабильными с точки зрения температурной устойчивости и имеют хорошую точность, в то время как конденсаторы класса 3 имеют относительно низкую точность и наименьшую стабильность.

Алюминиевые электролитические конденсаторы:

Алюминиевые электролитические конденсаторы

имеют широкий диапазон допусков и, следовательно, являются одними из наиболее часто используемых конденсаторов. Здесь жидкий или гелевый материал, наполненный ионами, действует как электролит. Этот электролит отвечает за большие значения емкости конденсаторов этих типов. Это поляризованные конденсаторы и, следовательно, их необходимо аккуратно подключать к печатной плате, не забывая об их положительном / отрицательном выводах.Они имеют цилиндрическую форму с двумя выводами разной длины.

Более короткий вывод обозначает отрицательный вывод, а более длинный вывод обозначает положительный вывод. Поэтому, когда вы используете его в своей цепи, помните золотое правило: «Напряжение на положительной стороне должно быть выше, чем на отрицательной стороне».

Электролит может быть твердым полимером или влажным электролитом и состоять из ионов алюминия. Электролитический конденсатор с более высокими значениями емкости имеет и недостатки.Сюда входят большие токи утечки, высокие допуски и эквивалентное сопротивление.

Танталовые электролитические конденсаторы:

Танталовые электролитические конденсаторы — это еще один тип электролитических конденсаторов, в которых анод изготовлен из тантала. Использование тантала дает конденсаторам более высокие значения допуска, но более низкое максимальное рабочее напряжение, чем алюминиевый электролитический конденсатор, он не может использоваться в качестве прямой замены того же самого.

Танталовые конденсаторы

имеют очень тонкий диэлектрический слой и, следовательно, более высокое значение емкости на единицу объема.Он показывает сравнительно хорошую стабильность и частотные характеристики, чем другие типы конденсаторов.

Однако танталовые конденсаторы создают риск потенциального отказа, который может возникнуть во время скачков напряжения, когда анод входит в прямой контакт с катодом. Это может привести к химической реакции в зависимости от силы энергии, производимой во время процесса. Поэтому при использовании этого конденсатора вам придется использовать ограничители тока или плавкие предохранители в качестве предохранительной схемы.

Пленочные конденсаторы:

Пленочные конденсаторы

, как следует из названия, имеют диэлектрики из тонкой пластиковой пленки. Этот фильм создается с помощью сложного процесса рисования пленки. Пленка может быть металлизированной или необработанной, это зависит от требований характеристик конденсатора. Этот тип конденсатора имеет хорошую стабильность при низкой индуктивности и сравнительно дешевле, чем его аналоги. В зависимости от типа используемого диэлектрика эти пленочные конденсаторы подразделяются на различные категории, такие как полиэфирная пленка, пластиковая пленка и т. Д.

Это неполяризованные конденсаторы с желаемыми характеристиками. По сравнению с электролитным конденсатором он имеет более длительный срок хранения и срок службы, что делает его более надежным.

Серебряные слюдяные конденсаторы:

В конденсаторах

Silver Mica в качестве диэлектрика используется слюда, группа природных минералов, которая зажата между двумя металлическими листами. Специфическое кристаллическое связывание слюды помогает в производстве очень тонких слоев диэлектрика. Этот конденсатор популярен своей надежностью и стабильностью при небольшом значении емкости.Эти конденсаторы с низкими потерями не поляризованы и могут быть изготовлены со многими высокими допусками.

Теперь, когда вы получили представление о некоторых конденсаторах и их сильных сторонах, давайте обсудим основные области применения этих конденсаторов.

Какой конденсатор и где можно использовать?

Конденсаторы керамические

Это, вероятно, наиболее широко производимые конденсаторы из-за их бесконечного применения. Наиболее заметная область, где используются эти конденсаторы, — это резонансный контур передающей станции, который требует высокой точности и высокой мощности конденсатора.Благодаря своей неполярности и доступности в широком диапазоне емкостей, номинальных напряжений и размеров, он также популярен как конденсатор общего назначения. Чтобы уменьшить радиочастотный шум в двигателе постоянного тока, можно использовать керамические конденсаторы на щетках двигателя.

Конденсаторы электролитные

Электролитические конденсаторы находят свое применение в приложениях с высокими емкостями без поляризации переменного тока (например, в цепи фильтрации). Другие области включают в себя импульсный источник питания, сглаживание входа и выхода в фильтрах нижних частот.В схемах с большой амплитудой и высокочастотными сигналами их нельзя использовать, поскольку они будут иметь высокие значения ESR.

Конденсаторы танталовые

Преимущество этих конденсаторов заключается в том, что они имеют низкий ток утечки наряду с высокой емкостью, а также лучшей стабильностью и надежностью. Это делает их хорошим выбором для выборки и удержания цепей, цепей фильтрации источников питания компьютеров и сотовых телефонов. Они доступны в военных версиях, которые не высыхают со временем и, следовательно, действуют как замена электролитическим конденсаторам в военных приложениях.

Пленочные конденсаторы

Эти конденсаторы популярны среди энтузиастов силовой электроники. Они используются почти во всех силовых электронных устройствах, рентгеновских аппаратах, фазовращателях и импульсных лазерах. Даже в импульсном блоке питания используется пленочный конденсатор для коррекции коэффициента мощности. Варианты с более низким напряжением используются в качестве развязывающих конденсаторов, фильтров и аналого-цифровых преобразователей. Их можно использовать как часть обычных цепей, а также для сглаживания скачков напряжения.

Серебряные слюдяные конденсаторы

В областях, где требуется низкая емкость, но требуется высокая стабильность, например, в силовых радиочастотных цепях, можно использовать конденсаторы из серебряной слюды.Высокое напряжение пробоя делает его пригодным для работы с высоким напряжением. Они обладают низкими потерями и поэтому широко используются в схемах с высокочастотной настройкой, таких как генераторы.

В этой статье рассмотрены наиболее известные типы конденсаторов. Помимо этого, существует несколько других типов, таких как подстроечный конденсатор, воздушный конденсатор, суперконденсатор и т. Д. Подстроечный конденсатор — это переменный тип, который обычно не используется. Суперконденсаторы представляют собой комбинацию нескольких электролитических конденсаторов, образующих конденсатор более высокого номинала, который проявляет свойства как конденсаторов, так и аккумуляторной батареи.

На этом мы подошли к концу статьи. Надеюсь, вы получили ясное и четкое представление о типах конденсаторов и их различных применениях.

Спасибо за внимание!


Автор: Cicy имеет степень магистра в области электротехники и электроники со специализацией в силовой электронике. Она писатель-фрилансер, который пишет, чтобы упростить сложные концепции понятным языком.

типов конденсаторов — Инженеры-преподаватели.com

Конденсаторы бывают всех форм и размеров, и обычно их значение указывается в фарадах. Их также можно разделить на две группы: фиксированные и переменные. Конденсаторы постоянной емкости, которые имеют приблизительно постоянную емкость, затем могут быть дополнительно разделены в соответствии с типом используемого диэлектрика. Некоторые разновидности: бумажные, масляные, слюдяные, электролитические и керамические конденсаторы. На рисунке 111 показаны схематические символы для постоянного и переменного конденсатора.

Рисунок 111. Условные обозначения для постоянного и переменного конденсатора.
Фиксированные конденсаторы

Слюдяные конденсаторы
Фиксированный слюдяной конденсатор изготовлен из пластин из металлической фольги, разделенных листами слюды, которые образуют диэлектрик. Вся конструкция покрыта формованным пластиком, который не пропускает влагу. Слюда является отличным диэлектриком и выдерживает более высокие напряжения, чем бумага, без образования дуги между пластинами. Обычные значения слюдяных конденсаторов колеблются от примерно 50 мкФ до примерно 0,02 мкФ.

Керамика
Керамический конденсатор изготовлен из таких материалов, как титановая кислота и барий в качестве диэлектрика. Внутри эти конденсаторы не имеют катушки, поэтому они хорошо подходят для использования в высокочастотных приложениях. Они имеют форму диска, доступны с очень маленькими значениями емкости и очень маленькими размерами. Этот тип довольно небольшой, недорогой и надежный. И керамический, и электролитический конденсаторы являются наиболее широко доступными и используемыми конденсаторами.

Электролитический
Используются два типа электролитических конденсаторов: (1) мокрый электролитический и (2) сухой электролитический.

Мокрый электролитический конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных электролитом с диэлектриком электролита, который в основном представляет собой проводящую соль в растворителе. Для емкостей, превышающих несколько микрофарад, площади пластин бумажных или слюдяных конденсаторов должны стать очень большими; поэтому вместо них обычно используются электролитические конденсаторы. Эти блоки обеспечивают большую емкость при небольших физических размерах. Их значения колеблются от 1 до примерно 1500 микрофарад. В отличие от других типов, электролитические конденсаторы обычно поляризованы, с положительным выводом, отмеченным знаком «+», и отрицательным проводом, отмеченным знаком «-», и на них следует воздействовать только постоянным напряжением или только пульсирующим постоянным напряжением.

Электролит, контактирующий с отрицательной клеммой, в пастообразной или жидкой форме, составляет отрицательный электрод. Диэлектрик представляет собой чрезвычайно тонкую пленку оксида, нанесенную на положительный электрод конденсатора. Положительный электрод, который представляет собой алюминиевый лист, сложен для достижения максимальной площади. Конденсатор во время изготовления подвергается процессу формования, при котором через него пропускают ток. Прохождение тока приводит к осаждению тонкого оксидного покрытия на алюминиевой пластине.

Близкое расстояние между отрицательным и положительным электродами приводит к сравнительно высокому значению емкости, но допускает большую вероятность пробоя напряжения и утечки электронов от одного электрода к другому.

Электролит установки сухого электролиза представляет собой пасту, содержащуюся в сепараторе, изготовленном из абсорбирующего материала, такого как марля или бумага. Сепаратор не только удерживает электролит на месте, но и предотвращает короткое замыкание пластин. Сухие электролитические конденсаторы изготавливаются как в цилиндрической, так и в прямоугольной блочной форме и могут находиться внутри картонных или металлических крышек.Поскольку электролит не может пролиться, сухой конденсатор можно установить в любом удобном месте. Электролитические конденсаторы показаны на рисунке 112.

Рисунок 112. Электролитические конденсаторы.

Тантал
Эти конденсаторы, как и электролитические, изготовлены из материала, называемого танталом, который используется для изготовления электродов. Они превосходят электролитические конденсаторы, обладая лучшими температурными и частотными характеристиками. Когда танталовый порошок спекается с целью его застывания, внутри образуется трещина.Эта трещина используется для хранения электрического заряда. Как и электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы также поляризованы и обозначены символами «+» и «-».

Полиэфирная пленка
В этом конденсаторе тонкая полиэфирная пленка используется в качестве диэлектрика. Эти компоненты недорогие, термостабильные и широко используются. Допуск составляет примерно 5–10 процентов. Он может быть довольно большим в зависимости от емкости или номинального напряжения.

Масляные конденсаторы
В радио- и радиолокационных передатчиках часто используются напряжения, достаточно высокие, чтобы вызвать искрение или пробой бумажных диэлектриков.Следовательно, в этих применениях предпочтительны конденсаторы, в которых в качестве диэлектрического материала используется бумага, пропитанная маслом или маслом. Конденсаторы этого типа значительно дороже обычных бумажных конденсаторов, и их использование обычно ограничивается радио- и радиолокационным передающим оборудованием. [Рисунок 113]

Рисунок 113. Масляный конденсатор.
Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы в основном используются в схемах радионастройки, и их иногда называют «настраивающими конденсаторами».«У них очень маленькие значения емкости, обычно от 100 пФ до 500 пФ.

Триммеры
Триммер фактически представляет собой регулируемый или переменный конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется керамика или пластик. Большинство из них имеют цветовую кодировку, чтобы легко узнать их настраиваемый размер. На керамическом типе напечатано значение. Цвета: желтый (5 пФ), синий (7 пФ), белый (10 пФ), зеленый (30 пФ) и коричневый (60 пФ).

Варакторы
Конденсатор или варактор переменного напряжения также известен как диод переменной емкости или варикап.В этом устройстве используется изменение ширины барьера в диоде с обратным смещением. Поскольку ширина барьера диода действует как непроводник, диод образует конденсатор при обратном смещении. По сути, материал N-типа становится одной пластиной, а переходы — диэлектриком. Если напряжение обратного смещения увеличивается, ширина барьера увеличивается, эффективно разделяя две обкладки конденсатора и уменьшая емкость.

Типы | Направляющая конденсатора

Существует множество различных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свое применение, характеристики и конструкцию.На этой странице перечислены различные типы конденсаторов, описанные в руководстве по конденсаторам.

Воздушный конденсатор

Воздушные конденсаторы используют воздух в качестве диэлектрика. Простейшие воздушные конденсаторы состоят из двух проводящих пластин, разделенных воздушным зазором. Воздушные конденсаторы могут быть выполнены с переменной или постоянной емкостью. Постоянные воздушные конденсаторы используются редко, поскольку существует множество других типов с превосходными характеристиками.

Переменные воздушные конденсаторы часто используются из-за их простой конструкции.Обычно они состоят из двух наборов полукруглых металлических пластин, разделенных воздушными зазорами. Один набор закреплен, а другой прикреплен к валу, который позволяет пользователю вращать узел, тем самым изменяя емкость по мере необходимости. Чем больше перекрытие между двумя наборами пластин, тем выше емкость. Состояние максимальной емкости достигается, когда перекрытие между двумя наборами пластин является наибольшим, а состояние наименьшей емкости достигается при отсутствии перекрытия.

Керамический конденсатор

В керамическом конденсаторе в качестве диэлектрического материала используется керамический материал.Наиболее часто используемые керамические конденсаторы в современной электронике — это многослойный чип-конденсатор (MLCC) и керамический дисковый конденсатор. MLCC изготавливаются по технологии SMD (поверхностного монтажа) и широко используются благодаря небольшим размерам.

Типичные значения емкости находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, хотя значения составляют до 100 мкФ. Керамические конденсаторы неполяризованы, поэтому их можно безопасно подключать к источнику переменного тока, и они имеют отличную частотную характеристику благодаря низким паразитным эффектам.

На сегодняшний день доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2.Класс 1 используется, когда требуется высокая стабильность и низкие потери. Они очень точны, а его емкость очень стабильна. Класс 2 имеет высокую емкость на единицу объема и в основном используется для менее чувствительных приложений.

Электролитический конденсатор

Это тип конденсатора, в котором используется электролит для достижения большей емкости, чем в других типах конденсаторов. Электролит — это жидкость / гель, содержащий высокую концентрацию ионов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, поэтому напряжение на положительной клемме всегда больше, чем на отрицательной клемме.

Преимущество большой емкости имеет несколько недостатков. К ним относятся большие токи утечки, допуски около 20%, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы.

Электролитические конденсаторы могут быть с жидким электролитом или твердым полимером. Электролитические конденсаторы имеют типичное значение емкости от 1 мкФ до 47 мФ и рабочее напряжение до нескольких сотен вольт.

Суперконденсатор

Суперконденсаторы — это электронные устройства, которые могут накапливать очень большие количества электрического заряда.Суперконденсаторы — это особый подтип электролитических конденсаторов, известный как двухслойные конденсаторы или ультраконденсаторы. Это полярное устройство, которое требует правильного включения в цепь.

Суперконденсаторы

используют два механизма для хранения электрической энергии вместо использования обычного диэлектрика: псевдоемкость и емкость двойного слоя. Емкость двойного слоя имеет электростатическое происхождение, а псевдоемкость является электрохимической, что означает, что суперконденсаторы сочетают в себе функции обычных конденсаторов с функциями. обычной батареи.Емкость, достигаемая с помощью этой технологии, может достигать 12000 F.

В то время как обычный электростатический конденсатор может иметь высокое максимальное рабочее напряжение, типичное максимальное напряжение заряда суперконденсатора составляет от 2,5 до 2,7 вольт. Быстрая зарядка и разрядка этих устройств очень интересны для некоторых приложений, где суперконденсаторы могут полностью заменить батареи.

Танталовый конденсатор

Этот тип конденсатора является еще одним подтипом электролитического конденсатора.Они сделаны из металлического тантала, который действует как анод, покрыт слоем оксида, который действует как диэлектрик, окруженный проводящим катодом. Тантал позволяет получить очень тонкий диэлектрический слой, что приводит к более высокому значению емкости на единицу объема, превосходным частотным характеристикам по сравнению с другими типами конденсаторов и превосходной стабильности во времени.

Танталовые конденсаторы

обычно поляризованы, поэтому их необходимо правильно подключить в цепь. Его недостатком является неблагоприятный режим отказа, который приводит к тепловому неуправляемому выходу из строя, небольшим взрывам и пожарам, которые можно предотвратить с помощью внешних отказоустойчивых устройств, таких как ограничитель тока или плавкий предохранитель.

Технологические достижения позволяют использовать танталовые конденсаторы в самых разных схемах, которые часто используются в автомобильной промышленности, ноутбуках, сотовых телефонах и других устройствах, чаще всего в виде устройств поверхностного монтажа (SMD). Эти танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа занимают гораздо меньше места на печатной плате (PCB) и обеспечивают большую плотность упаковки.

Другие типы конденсаторов

типов конденсаторов и их применение

В области бытовой электроники существуют различные типы компонентов, используемых в электронных схемах для многих приложений, и одним из наиболее распространенных пассивных компонентов, которые существуют почти в каждом устройстве, является конденсатор.Конденсатор, изобретенный около 260 лет назад ученым из Германии, использовался как устройство, которое аккумулирует потенциальную энергию, которая в основном представляет собой электрический заряд, электростатически. В отличие от аккумуляторов, которые хранят свой заряд в виде химической энергии, конденсаторы заряжаются и разряжаются довольно быстро в магнитном поле с помощью двух параллельных проводящих пластин, разделенных диэлектриком. Лейденская банка, первоначально построенная голландским профессором Питером ван Мушенбруком, известна как первый в мире конденсатор, состоящий из простой стеклянной емкости, частично заполненной водой и алюминиевой фольгой внутри.Стеклянный сосуд действует как изолятор для двух проводников, представляющих собой алюминиевую фольгу, в то время как внутри сосуда подвешена металлическая цепь, соединенная с латунным стержнем, расположенным над крышкой сосуда. Оттуда будет применен источник заземления, и все это, по сути, составляет основу конденсатора. Чтобы зарядить лейденскую банку, напряжение просто прикладывают к банке и к латунному стержню, который также разряжается таким же образом. Что касается различных типов конденсаторов, все они имеют одну и ту же функцию, которая заключается в хранении энергии, чтобы ее можно было использовать позже, но они бывают в различных формах и упаковках, которые будут объяснены ниже.

Конденсатор электролитический

Это одни из наиболее распространенных конденсаторов, емкость которых может варьироваться от различных значений, используемых в бесчисленных приложениях. При использовании двух металлических пленочных пластин в качестве проводников и электродов полужидкий раствор электролита служит диэлектриком. В большинстве случаев электролитические конденсаторы поляризованы и обозначаются маркировкой, указывающей правильную полярность при подаче напряжения. От операций сглаживания до простых схем синхронизации, электролитические конденсаторы могут быть как в алюминиевых, так и в танталовых формах, которые можно найти практически в любом устройстве.

Пленочный конденсатор

Другой распространенный поляризованный конденсатор — это пленочный конденсатор, а в качестве диэлектрика используется очень тонкая пластиковая пленка, которая может варьироваться от полиэфирной пленки, полистирольной пленки, полипропиленовой пленки и многих других. Основное отличие пленочных конденсаторов от любых других — это пленочный диэлектрик, который может принимать различные физические формы в зависимости от назначения. Пленочные конденсаторы, которые имеют полипропиленовую пленку, чаще всего используются для высокочастотных, мощных применений, особенно при работе с переменным напряжением и индукционным нагревом, но могут использоваться для многих других приложений.

Слюдяной конденсатор

Одним из уникальных поляризованных конденсаторов является слюдяной конденсатор, в котором вместо воздуха или пластика в качестве диэлектрика используется слюда. Если вы не знали раньше, слюда относится к группе природных минералов, и когда вы слышите название «серебряный слюдяной конденсатор» или «демпфированный слюдяной конденсатор», это относится к слюде, покрытой металлическими пластинами из этого конкретного материала для производства желаемое значение емкости. В качестве завершающего штриха слюдяные конденсаторы обычно имеют эпоксидное покрытие для защиты внутренних частей от внешней среды.Что касается применений для слюдяных конденсаторов, благодаря своей высокой точности рабочих характеристик, они могут использоваться в фильтрах, передатчиках, радиоприемниках, телевизионных усилителях и т. Д.

Бумажный конденсатор

Один из конденсаторов, который вы, возможно, не видели так часто, — это бумажный конденсатор, конструкция которого чрезвычайно проста для понимания. Он использует два листа алюминиевой фольги в качестве проводников, а его диэлектрик состоит из бумаги, которую можно смазывать маслом или воском. После этого бумажные конденсаторы часто свертывают в форме цилиндра с капсулой, покрытой пластиком.Корпус бумажного конденсатора отличается от других тем, что его ножки выходят горизонтально, а не вертикально. Уникальным аспектом бумажного конденсатора является то, что он имеет путь с низким сопротивлением к напряжению переменного тока и путь с высоким сопротивлением к напряжению постоянного тока, поэтому его лучше всего использовать в цепях переменного тока или в любых приложениях с высоким напряжением / током.

Керамический конденсатор

Последним типом конденсатора является керамический конденсатор, и он отличается от остальных, поскольку является неполяризованным компонентом, а это означает, что нет специального входа для положительных и отрицательных проводов.Как сказано в названии, эти конденсаторы используют керамический материал в качестве диэлектрика и могут быть двух типов: многослойные керамические конденсаторы или керамические дисковые конденсаторы. Для проектов поверхностного монтажа, которые обычно меньше по размеру, многослойные керамические конденсаторы, как правило, отлично работают с конденсаторами меньшего размера. Однако в проектах со сквозными отверстиями широко известно использование керамических дисковых конденсаторов. Говоря о проектах, я настоятельно рекомендую использовать Seeed OPL, если вам требуются какие-либо электронные компоненты для ваших проектов, поскольку в их библиотеке есть невероятное разнообразие деталей, охватывающих почти все типы конденсаторов.После этого, если вы хотите, вы также можете изготовить и собрать свой проект в печатную плату с помощью Seeed PCB Assembly, поскольку детали, выбранные из OPL, можно затем использовать на вашей печатной плате несколькими щелчками мыши. Их обслуживание совершенно легкое и доступно для таких клиентов, как вы, и я бы действительно рекомендовал проверить их, если вы еще этого не сделали.

В любом случае, с керамическими конденсаторами они имеют очень низкое максимальное номинальное напряжение и неполяризованы, поэтому подключение источника переменного тока к этим конденсаторам не проблема.Кроме того, керамические конденсаторы, как известно, обладают удивительной частотной характеристикой из-за низких паразитных эффектов, таких как сопротивление или индуктивность, что делает их идеальными практически для любого применения.

Подводя итог, можно сказать, что конденсаторы в области электроники играют важную роль во многих схемах с их широким разнообразием для удовлетворения ваших конкретных требований. Все они имеют свой индивидуальный аспект с тем, для чего они лучше всего подходят, поэтому, если вы хотите выбрать конкретный конденсатор для своего проекта, убедитесь, что вы сделали правильный выбор, учитывая все другие возможные варианты.Однако вы обнаружите, что будете использовать много электролитических, пленочных и керамических конденсаторов, в основном при создании проектов, поскольку они являются наиболее распространенными конденсаторами общего назначения и довольно дешевы в приобретении. Но вы можете наткнуться на слюдяные конденсаторы или даже бумажные конденсаторы при погружении в более специализированные приложения, поэтому убедитесь, что вы всегда знаете, с чем вы работаете, его общие характеристики и то, как вы должны использовать это правильно.

Какой тип конденсатора следует использовать? | Блоги

Марк Харрис

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

Конденсаторы

Конденсаторы

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

Конденсаторы используются для:

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

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

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

Типы конденсаторов, их номинальное напряжение и емкость

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

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

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы

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

Basic SMT керамические конденсаторные сборки
Image Source

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

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

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

MLCC

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

Другие преимущества:

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

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

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

Керамические конденсаторы класса 1

Керамические конденсаторы

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

Коды допусков для керамических конденсаторов класса 1 приведены ниже:

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

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

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

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

Керамические конденсаторы класса 2

Керамические конденсаторы

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

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

Коды символов для допусков керамических конденсаторов класса 2:

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

Первый символ — это буква, обозначающая нижнюю границу диапазона рабочих температур.Вторая цифра указывает на верхний предел рабочей температуры. Третий символ — это буква, обозначающая изменение емкости во всем диапазоне рабочих температур.

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

Керамические конденсаторы класса 3

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

Конденсаторы танталовые

Тантал — это тип электролитического конденсатора, который изготовлен с использованием металлического тантала в качестве анода, покрытого тонким слоем оксида, который действует как диэлектрик. Тантал предлагает очень тонкий диэлектрический слой, что приводит к более высоким значениям емкости на единицу объема.

Танталовые конденсаторы SMT
Image Source

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

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

Танталовые конденсаторы

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

Линейное изменение емкости с температурой

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

Зависимость емкости MLCC и танталового конденсатора от температуры
Источник изображения

Ограниченные микрофонные / пьезоэлектрические эффекты

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

Керамический конденсатор и танталовый конденсатор Акустические эффекты
Источник изображения

Характеристики емкости в зависимости от напряжения

Танталовые конденсаторы

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

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

Стабильность во времени

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

Старение MLCC проявляется в уменьшении емкости с течением времени
Image Source

Алюминиевые электролитические конденсаторы

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

Основные алюминиевые электролитические конденсаторы
Источник изображения

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

Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора
Image Source

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

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

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

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

Алюминиевые электролитические конденсаторы

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

Конденсаторы полимерные

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

Полимерные конденсаторы
Image Source

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

Полимерные конденсаторы

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

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

Характеристики емкости в зависимости от напряжения

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

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

Очень низкое ESR

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

Высокая емкость

Алюминиевые полимерные конденсаторы

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

Нет утечки

Алюминиевые конденсаторы

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

Без пьезоэффекта

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

Стабильность частоты

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

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

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

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

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

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

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

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

Пленочные конденсаторы переменного тока
Источник изображения

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

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

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

Полиэфирная пленка

Полиэфирные пленочные конденсаторы — это недорогие пленочные конденсаторы общего назначения, основным преимуществом которых является превосходная стабильность при более высоких температурах (до 125 ° C)

Основные характеристики:

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

Обычно они используются для:

  • Цепи, в которых конденсатор должен выдерживать высокие пиковые уровни тока.
  • Фильтрация, где не требуются высокие уровни допуска.
  • Приложения общего назначения и развязки, а также блокировка по постоянному току.
  • Источники питания, в которых не нужны электролитические конденсаторы с очень высокой емкостью.
  • Аудиоприложения.
Конденсатор из полиэфирной пленки
Источник изображения

Полипропиленовая (ПП) пленка

Конденсаторы с полипропиленовой пленкой широко доступны и используются в самых разных областях.

Основные характеристики

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

PP используются во многих приложениях:

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


ПТФЭ / тефлоновая пленка Пленочные конденсаторы из ПТФЭ

выпускаются как в металлизированном, так и в пленочном / фольгированном вариантах. Эти конденсаторы выдерживают экстремальные температуры и обеспечивают стабильную работу. Однако эти конденсаторы относительно дороги и, как правило, используются для узкоспециализированных приложений.

Основные характеристики:

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

Пленка из полистирола

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

Основные характеристики:

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

Слюдяные конденсаторы

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

Серебряные слюдяные конденсаторы
Источник изображения

Основные характеристики слюдяных конденсаторов:

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

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в:

  • Фильтры — высокие уровни допуска и стабильности позволяют точно рассчитывать фильтры и быстро прогнозировать их работу.
  • ВЧ-генераторы
  • и другие ВЧ-схемы — в этих приложениях их низкие уровни потерь позволяют улучшить добротность настроенной схемы.
  • Радиочастотные передатчики большой мощности.
  • Приложения высокого напряжения.

Кремниевые конденсаторы

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

Кремниевые конденсаторы для поверхностного монтажа
Источник изображения

Кремниевые конденсаторы имеют следующие преимущества:

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

Ограничения кремниевых конденсаторов:

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

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

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

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы — это еще один тип конденсаторов, который нельзя сравнивать с другими. Этот тип конденсатора используется для совершенно иной цели, чем описанные выше. Суперконденсаторы, по крайней мере, в применении, больше похожи на батареи, чем другие типы конденсаторов, которые мы обсуждали. Основное назначение этих конденсаторов — накопление энергии с сильноточной подачей тока или приложения для резервного копирования памяти, такие как RAM или GPS.

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

Интересные плоские суперконденсаторы от Murata
Источник изображения

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

Суперконденсаторы
Image Source

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

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

Преимущества суперконденсаторов:

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

Однако у этих конденсаторов есть и недостатки, например:

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

Заключение

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

Приложения

MLCC быстро растут. Это самые популярные конденсаторы, и на то есть веские причины. Они дешевы, компактны, в целом имеют хорошие характеристики. Они предлагают идеальный компромисс между техническими характеристиками и стоимостью для большинства основных приложений развязки, фильтрации и обхода.

Танталовые конденсаторы

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

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

Алюминиевые полимерные и танталовые конденсаторы

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

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

Конденсаторы

Mica — самые необычные конденсаторы, которые мы когда-либо видели. У них высокая устойчивость, стабильность и точность, но они относительно редки и дороги.

Кремниевые конденсаторы

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

Суперконденсаторы

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

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

Есть еще вопросы? Вызовите специалиста Altium.

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *