iroyin

Awọn capacitors jẹ ọkan ninu awọn paati ti o wọpọ julọ ti a lo lori awọn igbimọ iyika.Bi nọmba awọn ẹrọ itanna (lati awọn foonu alagbeka si awọn ọkọ ayọkẹlẹ) tẹsiwaju lati pọ si, bẹ naa ni ibeere fun awọn capacitors. Ajakaye-arun Covid 19 ti dabaru pq ipese paati agbaye lati awọn semikondokito. to palolo irinše, ati awọn capacitors ti wa ni kukuru ipese1.
Awọn ijiroro lori koko ti awọn capacitors le ni rọọrun yipada sinu iwe tabi iwe-itumọ kan. Ni akọkọ, awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi oriṣiriṣi ti awọn agbara agbara, gẹgẹbi awọn capacitors electrolytic, awọn capacitors fiimu, awọn capacitors seramiki ati bẹbẹ lọ.Lẹhinna, ni iru kanna, awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi wa. dielectric materials.There are also different classes.As for the physical be, nibẹ ni o wa meji-ebute oko ati mẹta-ebute capacitor orisi.There tun ẹya X2Y iru capacitor, eyi ti o jẹ pataki kan bata ti Y capacitors encapsulated ni one.What nipa supercapacitors. Otitọ ni, ti o ba joko ki o bẹrẹ kika awọn itọsọna yiyan capacitor lati awọn aṣelọpọ pataki, o le ni rọọrun lo ọjọ naa!
Niwọn igba ti nkan yii jẹ nipa awọn ipilẹ, Emi yoo lo ọna ti o yatọ bi o ti ṣe deede.Gẹgẹbi a ti sọ tẹlẹ, awọn itọsọna yiyan capacitor le ni irọrun ri lori awọn oju opo wẹẹbu olupese 3 ati 4, ati awọn onimọ-ẹrọ aaye le nigbagbogbo dahun awọn ibeere pupọ julọ nipa awọn capacitors.Ninu nkan yii, Emi kii yoo tun ṣe ohun ti o le rii lori Intanẹẹti, ṣugbọn yoo ṣe afihan bi o ṣe le yan ati lo awọn capacitors nipasẹ awọn apẹẹrẹ ti o wulo. Diẹ ninu awọn ẹya ti a ko mọ diẹ sii ti yiyan capacitor, gẹgẹbi ibajẹ agbara, yoo tun bo.Lẹhin kika nkan yii, iwọ yoo tun bo. yẹ ki o ni kan ti o dara oye ti awọn lilo ti capacitors.
Awọn ọdun sẹyin, nigbati mo n ṣiṣẹ ni ile-iṣẹ kan ti o ṣe awọn ohun elo itanna, a ni ibeere ibere ijomitoro fun ẹrọ itanna eleto kan. Lori aworan apẹrẹ ti ọja ti o wa tẹlẹ, a yoo beere lọwọ awọn oludije ti o pọju "Kini iṣẹ ti DC asopọ electrolytic capacitor?"ati "Kini iṣẹ ti seramiki kapasito lẹgbẹẹ ërún?"A nireti pe idahun ti o pe ni kapasito ọkọ akero DC ti a lo fun ibi ipamọ agbara, awọn apẹja seramiki ni a lo fun sisẹ.
Idahun "ti o tọ" ti a n wa ni otitọ fihan pe gbogbo eniyan ti o wa lori ẹgbẹ apẹrẹ n wo awọn capacitors lati oju-ọna ayika ti o rọrun, kii ṣe lati oju-ọna imọran aaye kan. Oju-ọna ti ero-iṣiro ko jẹ aṣiṣe.Ni awọn igba kekere (lati diẹ kHz) si diẹ ninu awọn MHz), ilana igbimọ le maa ṣe alaye iṣoro naa daradara.Eyi jẹ nitori pe ni awọn iwọn kekere, ifihan agbara jẹ o kun ni ipo iyatọ.Lilo ilana igbimọ, a le rii capacitor ti o han ni Figure 1, nibiti o ti jẹ pe awọn ipele ti o ni ibamu pẹlu resistance resistance ( ESR) ati inductance jara deede (ESL) jẹ ki ikọlu ti kapasito yipada pẹlu igbohunsafẹfẹ.
Awoṣe yii n ṣe alaye ni kikun iṣẹ-ṣiṣe ti iṣan nigba ti o ba ti yipada sisẹ laiyara.Sibẹsibẹ, bi awọn igbohunsafẹfẹ ti npọ sii, awọn nkan di diẹ sii ati siwaju sii idiju.Ni aaye kan, paati naa bẹrẹ lati ṣe afihan ti kii ṣe ila-ilana.Nigbati igbohunsafẹfẹ ba pọ sii, awoṣe LCR ti o rọrun. ni o ni awọn oniwe-idiwọn.
Loni, ti a ba beere lọwọ mi ni ibeere ijomitoro kanna, Emi yoo wọ awọn gilaasi akiyesi akiyesi aaye mi ati sọ pe awọn iru agbara mejeeji jẹ awọn ẹrọ ipamọ agbara.Iyatọ ni pe awọn olutọpa elekitiroli le tọju agbara diẹ sii ju awọn capacitors seramiki.Ṣugbọn ni awọn ofin gbigbe agbara agbara. , Awọn capacitors seramiki le ṣe atagba agbara ni kiakia.Eyi ṣe alaye idi ti awọn capacitors seramiki nilo lati gbe ni atẹle si ërún, nitori pe ërún naa ni iwọn iyipada ti o ga julọ ati iyipada iyara ti a fiwe si agbara agbara akọkọ.
Lati inu irisi yii, a le jiroro ni asọye awọn iṣedede iṣẹ ṣiṣe meji fun awọn capacitors.One ni iye agbara ti capacitor le fipamọ, ati ekeji ni bii iyara agbara yii ṣe le gbe.Mejeeji da lori ọna iṣelọpọ ti capacitor, ohun elo dielectric, asopọ pẹlu kapasito, ati bẹbẹ lọ.
Nigbati iyipada ti o wa ninu Circuit ti wa ni pipade (wo Nọmba 2), o tọka si pe fifuye nilo agbara lati orisun agbara. Iyara ti iyipada yi tilekun npinnu iyara ti eletan agbara.Niwọn igba ti agbara ti nrin ni iyara ti ina (idaji) iyara ti ina ni awọn ohun elo FR4), o gba akoko lati gbe agbara.Ni afikun, aiṣedeede impedance wa laarin orisun ati laini gbigbe ati fifuye.Eyi tumọ si pe agbara ko ni gbe ni irin-ajo kan, ṣugbọn ni ọpọ. round trips5, ti o jẹ idi nigbati awọn yipada yipada ni kiakia, ti a ba ri idaduro ati ohun orin ni awọn iyipada igbi.
Nọmba 2: Yoo gba akoko fun agbara lati tan kaakiri ni aaye;impedance mismatch fa ọpọ yika irin ajo ti agbara gbigbe.
Otitọ pe gbigbe agbara gba akoko ati awọn irin-ajo iyipo lọpọlọpọ sọ fun wa pe a nilo lati wa orisun agbara ti o sunmọ fifuye bi o ti ṣee ṣe, ati pe a nilo lati wa ọna lati gbe agbara ni iyara. aaye laarin awọn fifuye, yipada ati capacitor.The igbehin ti wa ni waye nipa a kó ẹgbẹ kan ti capacitors pẹlu awọn kere ikọjujasi.
Ilana aaye tun ṣe alaye ohun ti o fa ariwo ipo ti o wọpọ.Ni kukuru, ariwo ipo ti o wọpọ ti wa ni ipilẹṣẹ nigbati agbara agbara ti fifuye ko ba pade lakoko iyipada.Nitorina, agbara ti a fipamọ sinu aaye laarin fifuye ati awọn oludari ti o wa nitosi yoo pese lati ṣe atilẹyin fun eletan igbese.Aaye laarin fifuye ati awọn oludari ti o wa nitosi jẹ ohun ti a pe ni parasitic / mutual capacitance (wo Nọmba 2).
A lo awọn apẹẹrẹ wọnyi lati ṣe afihan bi o ṣe le lo awọn olutọpa elekitirolitiki, awọn capacitors seramiki multilayer (MLCC), ati awọn capacitors fiimu.Mejeeji Circuit ati imọ-jinlẹ aaye ni a lo lati ṣe alaye iṣẹ ti awọn agbara agbara ti a yan.
Electrolytic capacitors ti wa ni o kun lo ninu awọn DC ọna asopọ bi awọn ifilelẹ ti awọn orisun agbara.The wun ti electrolytic capacitor igba da lori:
Fun iṣẹ EMC, awọn abuda ti o ṣe pataki julọ ti awọn capacitors jẹ impedance ati awọn abuda igbohunsafẹfẹ.Iwọn-igbohunsafẹfẹ ti o waiye nigbagbogbo da lori iṣẹ ti asopọ asopọ DC.
Imudani ti ọna asopọ DC ko da lori ESR ati ESL ti kapasito nikan, ṣugbọn tun lori agbegbe ti loop thermal, bi o ṣe han ni Nọmba 3.Agbegbe agbegbe igbona ti o tobi julọ tumọ si pe gbigbe agbara gba to gun, nitorina iṣẹ ṣiṣe. yoo fowo.
Ayipada-isalẹ DC-DC converter ti a še lati fi mule yi.The aso-ibamu EMC igbeyewo setup han ni Figure 4 ṣe a waiye itujade ọlọjẹ laarin 150kHz ati 108MHz.
O ṣe pataki lati rii daju wipe awọn capacitors ti a lo ninu apere yi iwadi ni o wa gbogbo lati kanna olupese lati yago fun orisirisi ba wa ni impedance features.When soldering the capacitor on the PCB, Rii daju wipe nibẹ ni o wa ko si gun nyorisi, bi eyi yoo mu awọn ESL of capacitor.Figure 5 fihan awọn atunto mẹta.
Awọn abajade itujade ti a ṣe ti awọn atunto mẹta wọnyi ni a fihan ni Nọmba 6. O le rii pe, ni akawe pẹlu kapasito 680 µF ẹyọkan, awọn agbara 330 µF meji ṣe aṣeyọri iṣẹ idinku ariwo ti 6 dB lori iwọn igbohunsafẹfẹ nla kan.
Lati ero-ọrọ Circuit, o le sọ pe nipa sisopọ awọn capacitors meji ni afiwe, mejeeji ESL ati ESR ti wa ni idaji.Lati oju-ọna imọran aaye, kii ṣe orisun agbara kan nikan, ṣugbọn awọn orisun agbara meji ni a pese si fifuye kanna. , fe ni atehinwa awọn ìwò agbara gbigbe akoko.Sibẹsibẹ, ni ti o ga nigbakugba, awọn iyato laarin meji 330 µF capacitors ati ọkan 680 µF kapasito yoo isunki.This jẹ nitori ga igbohunsafẹfẹ ariwo tọkasi insufficient igbese agbara respond.When gbigbe a 330 µF kapasito sunmo si iyipada, a dinku akoko gbigbe agbara, eyi ti o mu ki idahun igbesẹ ti kapasito mu daradara.
Abajade sọ fun wa ẹkọ ti o ṣe pataki pupọ. Alekun agbara ti kapasito kan kii yoo ṣe atilẹyin ibeere igbesẹ fun agbara diẹ sii.Ti o ba ṣeeṣe, lo diẹ ninu awọn paati capacitive kekere diẹ ninu awọn idi ti o dara pupọ fun eyi. Akọkọ jẹ idiyele.Gbogbogbo. soro, fun iwọn package kanna, iye owo capacitor kan pọ si ni afikun pẹlu iye agbara agbara.Lilo olukapa kan le jẹ diẹ gbowolori ju lilo ọpọlọpọ awọn capacitors kekere. Idi keji jẹ iwọn. Idiwọn idiwọn ni apẹrẹ ọja jẹ igbagbogbo giga. ti awọn paati.Fun awọn agbara agbara-nla, giga jẹ igbagbogbo pupọ fun apẹrẹ ọja.Idi kẹta ni iṣẹ EMC ti a rii ninu iwadii ọran.
Ohun miiran ti o yẹ ki o ronu nigbati o nlo kapasito electrolytic ni pe nigbati o ba so awọn capacitors meji ni lẹsẹsẹ lati pin foliteji, iwọ yoo nilo resistor iwọntunwọnsi 6.
Gẹgẹbi a ti sọ tẹlẹ, awọn capacitors seramiki jẹ awọn ohun elo kekere ti o le pese agbara ni kiakia. Nigbagbogbo a beere lọwọ mi ni ibeere “Bawo ni capacitor ni MO nilo?” Idahun si ibeere yii ni pe fun awọn agbara agbara seramiki, iye agbara ko yẹ ki o jẹ pataki. Iyẹwo pataki nibi ni lati pinnu iru igbohunsafẹfẹ ti iyara gbigbe agbara ti to fun ohun elo rẹ.Ti itujade ti a ṣe ba kuna ni 100 MHz, lẹhinna capacitor ti o ni idiwọ ti o kere julọ ni 100 MHz yoo jẹ yiyan ti o dara.
Eyi jẹ aiṣedeede miiran ti MLCC.I ti rii pe awọn onimọ-ẹrọ n lo agbara pupọ lati yan awọn capacitors seramiki pẹlu ESR ti o kere julọ ati ESL ṣaaju ki o to so awọn olupilẹṣẹ pọ si aaye itọkasi RF nipasẹ awọn itọpa gigun.O tọ lati darukọ pe ESL ti MLCC nigbagbogbo jẹ pupọ kekere ju awọn inductance asopọ lori awọn ọkọ.Connection inductance jẹ ṣi awọn julọ pataki paramita nyo awọn ga igbohunsafẹfẹ impedance ti seramiki capacitors7.
Nọmba 7 ṣe afihan apẹẹrẹ buburu kan. Awọn itọpa gigun (0.5 inches gun) ṣafihan o kere ju inductance 10nH. Abajade simulation fihan pe aiṣedeede ti capacitor di pupọ ju ti a ti ṣe yẹ lọ ni aaye igbohunsafẹfẹ (50 MHz).
Ọkan ninu awọn iṣoro pẹlu awọn MLCC ni pe wọn ṣọ lati ṣe atunṣe pẹlu eto inductive lori igbimọ.
O le dinku ariwo nipa yiyan paati pẹlu ESR ti o tobi tabi nirọrun fifi olutaja iye kekere kan (bii 1 ohm) ni jara pẹlu capacitor. Iru ọna yii nlo awọn paati ipadanu lati dinku eto naa. Ọna miiran ni lati lo agbara agbara miiran. iye lati gbe awọn resonance si isalẹ tabi ti o ga resonance ojuami.
Awọn capacitors fiimu ni a lo ni ọpọlọpọ awọn ohun elo.Wọn jẹ awọn capacitors ti yiyan fun awọn oluyipada DC-DC agbara-giga ati pe a lo bi awọn asẹ idalẹnu EMI kọja awọn laini agbara (AC ati DC) ati awọn atunto sisẹ ipo ti o wọpọ.A gba agbara X kan bi apẹẹrẹ lati ṣe apejuwe diẹ ninu awọn aaye akọkọ ti lilo awọn capacitors fiimu.
Ti iṣẹlẹ abẹlẹ ba waye, o ṣe iranlọwọ idinwo aapọn foliteji ti o ga julọ lori laini, nitorinaa a maa n lo pẹlu ipanu foliteji tionkojalo (TVS) tabi varistor oxide irin (MOV).
O le ti mọ gbogbo eyi, ṣugbọn ṣe o mọ pe iye agbara ti capacitor X kan le dinku pupọ pẹlu awọn ọdun ti lilo? capacitor X nikan ju silẹ si ida diẹ ninu iye ti o ni iwọn laarin ọdun kan tabi meji, nitorinaa eto ti a ṣe ni akọkọ pẹlu kapasito X padanu gbogbo aabo ti o le ni kapasito iwaju-opin.
Nitorinaa, kini o ṣẹlẹ? Afẹfẹ ọrinrin le wọ sinu kapasito, soke okun waya ati laarin apoti ati apopọ potting iposii.The aluminiomu metallization le lẹhinna jẹ oxidized.Alumina jẹ insulator itanna ti o dara, nitorinaa dinku capacitance.Eyi jẹ iṣoro kan pe gbogbo awọn capacitors fiimu yoo pade.Ọran ti Mo n sọrọ nipa rẹ ni sisanra fiimu. Awọn ami iyasọtọ olokiki lo awọn fiimu ti o nipọn, ti o mu ki awọn capacitors ti o tobi ju awọn ami iyasọtọ miiran lọ. Fiimu tinrin jẹ ki capacitor kere si agbara lati apọju (foliteji, lọwọlọwọ, tabi iwọn otutu), ati pe ko ṣeeṣe lati mu ararẹ larada.
Ti capacitor X ko ba ni asopọ patapata si ipese agbara, lẹhinna o ko nilo lati ṣe aniyan.Fun apẹẹrẹ, fun ọja ti o ni iyipada lile laarin ipese agbara ati agbara, iwọn le ṣe pataki ju igbesi aye lọ, ati lẹhinna o le yan kapasito tinrin.
Sibẹsibẹ, ti o ba ti kapasito ti wa ni patapata ti sopọ si awọn orisun agbara, o gbọdọ jẹ gíga gbẹkẹle.The ifoyina ti capacitors ni ko inevitable.If awọn capacitor iposii ohun elo jẹ ti o dara didara ati awọn kapasito ti wa ni ko igba fara si awọn iwọn otutu, awọn ju ni. iye yẹ ki o jẹ iwonba.
Ninu àpilẹkọ yii, akọkọ ṣe afihan wiwo imọ-ọrọ aaye ti awọn agbara.
Dokita Min Zhang jẹ oludasile ati oludamoran EMC ti Mach One Design Ltd, ile-iṣẹ imọ-ẹrọ ti o wa ni UK ti o ni imọran ni imọran EMC, laasigbotitusita ati ikẹkọ. Imọ-ijinlẹ rẹ ni awọn ẹrọ itanna agbara, awọn ẹrọ itanna oni-nọmba, awọn ọkọ ayọkẹlẹ ati apẹrẹ ọja ti ni anfani. awọn ile-iṣẹ ni ayika agbaye.
Ni Ibamu jẹ orisun akọkọ ti awọn iroyin, alaye, eto-ẹkọ ati awokose fun itanna ati awọn alamọdaju ẹrọ itanna.
Aerospace Automotive Communications Olumulo Electronics Education Energy ati Power Industry Information Technology Medical Military ati National olugbeja