ГОСТ Р 57440-2017 Конденсаторы. Классификация и система условных обозначений

ГОСТ Р 57440-2017

ОКС 31.060.01

Дата введения 2017-08-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт «Электронстандарт» (АО «РНИИ «Электронстандарт») совместно с акционерным обществом «Научно-исследовательский институт «Гириконд» (АО «НИИ «Гириконд)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 «Изделия электронной техники, материалы и оборудование»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 4 апреля 2017 г. N 256-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользователя — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на конденсаторы, применяемые в радиоэлектронной аппаратуре, и устанавливает их классификацию и систему условных обозначений. Настоящий стандарт не распространяется на конденсаторы, разработанные до срока введения его в действие, условные обозначения которых отличаются от установленных настоящим стандартом.

Настоящий стандарт предназначен для применения предприятиями, организациями и другими субъектами научной и хозяйственной деятельности независимо от форм собственности и подчинения, а также федеральными органами исполнительной власти Российской Федерации, участвующими в разработке, производстве, эксплуатации конденсаторов в соответствии с действующим законодательством.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

Таблицы замены импортных конденсаторов на отечественные. Смешанная буквенно-цифровая маркировка. Конденсаторы

Основным параметром конденсатора является его номинальная емкость, измеряемая в фарадах (Ф) микрофарадах (мкФ) или пикофарадах (пФ).

Конденсаторы

Допустимые отклонения емкости конденсатора от номинального значения указаны в стандартах и определяют класс его точности. Для конденсаторов , как и для сопротивлений, чаще всего применяются три класса точности I (E24), II (Е12) и III (E6), соответствующие допускам ±5 % , ±10 % и ±20 % .

По виду изменения емкости конденсаторы делятся на изделия с постоянной емкостью, переменной и саморегулирующиеся. Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора. Для сокращения записи применяется специальное кодирование:

• П – пикофарады – пФ
• Н – одна нанофарада
• М – микрофарад – мкФ

Ниже в качестве примера приводятся кодированные обозначения конденсаторов:

• 51П – 51 пФ
• 5П1 – 5,1 пФ
• h2 – 100 пФ
• 1Н – 1000 пФ
• 1Н2 – 1200 пФ
• 68Н – 68000 пФ = 0,068 мкФ
• 100Н – 100 000 пФ = 0,1 мкФ
• МЗ – 300 000 пФ = 0,3 мкФ
• 3М3 – 3,3 мкФ
• 10М – 10 мкФ

Числовые значения ёмкостей 130 пФ и 7500 пФ целые числа (от 0 до 9999 пФ)

Конструкции конденсаторов постоянной емкости и материал, из которого они изготовляются, определяются их назначением и диапазоном рабочих частот.

Высокочастотные конденсаторы имеют большую стабильность, заключающуюся в незначительном изменении емкости при изменении температуры, малые допустимые отклонения емкости от номинального значения, небольшие размеры и вес. Они бывают керамическими (типов КЛГ, КЛС, КМ, КД, КДУ, КТ, КГК, КТП и др.), слюдяными (КСО, КГС, СГМ), стеклокерамическими (СКМ), стеклоэмалевыми (КС) и стеклянными (К21У).

Конденсатор с дробной ёмкостью
от 0 до 9999 Пф

Для цепей постоянного, переменного и пульсирующего токов низкой частоты требуются конденсаторы с большими емкостями, измеряемыми тысячами микрофарад. В связи с этим выпускаются бумажные (типов БМ, КБГ), металлобумажные (МБГ, МБМ), электролитические (КЭ, ЭГЦ, ЭТО, К50 , К52 , К53 и др.) и пленочные (ПМ, ПО, К73 , К74 , К76) конденсаторы.

Конструкции конденсаторов постоянной емкости разнообразны. Так, слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и отдельные типы керамических конденсаторов имеют пакетную конструкцию. В них обкладки, выполненные из металлической фольги или в виде металлических пленок, чередуются с пластинами из диэлектрика (например, слюды).

Емкость конденсатора 0,015 мкФ

Конденсатор с ёмкостью 1 мкФ

Для получения значительной емкости формируют пакет из большого числа таких элементарных конденсаторов. Электрически соединяют между собой все верхние обкладки и отдельно – нижние. К местам соединений припаивают проводники, служащие выводами конденсатора. Затем пакет спрессовывают и помещают в корпус.

Применяется и дисковая конструкция керамических конденсаторов . Роль обкладок в них выполняют металлические пленки, нанесенные на обе стороны керамического диска. Бумажные конденсаторы часто имеют рулонную конструкцию. Полосы алюминиевой фольги, разделенные бумажными лентами с высокими диэлектрическими свойствами, свертываются в рулон. Для получения большой емкости рулоны соединяют друг с другом и помещают в герметичный корпус.

В электролитических конденсаторах диэлектрик представляет собой оксидную пленку, наносимую на алюминиевую или танталовую пластинку, являющуюся одной из обкладок конденсатора, вторая обкладка – электролит.

Электролитический конденсатор 20,0 × 25В

Металлический стержень (анод) должен подключаться к точке с более высоким потенциалом, чем соединенный с электролитом корпус конденсатора (катод). При невыполнении этого условия сопротивление оксидной пленки резко уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через конденсатор, и может вызвать его разрушение.

Такую конструкцию имеют электролитические конденсаторы типа КЭ. Выпускаются также электролитические конденсаторы с твердым электролитом (типа К50).

Проходной конденсатор

Площадь перекрытия пластин или расстояние между ними у конденсаторов переменной емкости можно изменять различными способами. При этом меняется и емкость конденсатора. Одна из возможных конструкций конденсатора переменной емкости (КПЕ) изображена на рисунке справа.

Конденсатор переменной ёмкости от 9 пФ до 270 пФ

Здесь емкость изменяется путем различного расположения роторных (подвижных) пластин относительно статорных (неподвижных).

Зависимость изменения емкости от угла поворота определяется конфигурацией пластин. Величина минимальной и максимальной емкости зависит от площади пластин и расстояния между ними. Обычно минимальная емкость С мин, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, составляет единицы (до 10 – 20) пикофарад, а максимальная емкость С макс, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, – сотни пикофарад.

В радиоаппаратуре часто используются блоки КПЕ, скомпонованные из двух, трех и более конденсаторов переменной емкости, механически связанных друг с другом.

Конденсатор переменной ёмкости от 12 пФ до 497 пФ

Благодаря блокам КПЕ можно изменять одновременно и на одинаковую величину емкость различных цепей устройства.

Разновидностью КПЕ являются подстроечные конденсаторы . Их емкость так же, как и сопротивление подстроечных резисторов, изменяют лишь с помощью отвертки. В качестве диэлектрика в таких конденсаторах могут использоваться воздух или керамика.

Конденсатор подстроечный от 5 пФ до 30 пФ

На электрических схемах конденсаторы постоянной емкости обозначаются двумя параллельными отрезками, символизирующими обкладки конденсатора, с выводами от их середин. Рядом указывают условное буквенное обозначение конденсатора – букву С (от лат.

Capacitor – конденсатор).

После буквы С ставится порядковый номер конденсатора в данной схеме, а рядом через небольшой интервал пишется другое число, указывающее на номинальное значение емкости.

Емкость конденсаторов от 0 до 9999 пФ указывают без единицы измерения, если емкость выражена целым числом, и с единицей измерения – пФ, если емкость выражена дробным числом.

Подстроечные конденсаторы

Емкость конденсаторов от 10 000 пФ (0,01 мкФ) до 999 000 000 пФ (999 мкФ) указывают в микрофарадах в виде десятичной дроби либо как целое число, после которого ставят запятую и нуль. В обозначениях электролитических конденсаторов знаком « + » помечается отрезок, соответствующий положительному выводу – аноду, и после знака « х » – номинальное рабочее напряжение.

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ) обозначаются двумя параллельными отрезками, перечеркнутыми стрелкой.

Если необходимо, чтобы к данной точке устройства подключались именно роторные пластины, то на схеме они обозначаются короткой дугой. Рядом указываются минимальный и максимальный пределы изменения емкости.

В обозначении подстроечных конденсаторов параллельные линии пересекаются отрезком с короткой черточкой, перпендикулярной одному из его концов.

В соответствии со стандартами IEC на практике применяется четыре способа кодировки номинальной емкости.

1. Кодировка тремя цифрами

Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ.

Таблица 1

* Иногда последний ноль не указывают.

2. Кодировка четырьмя цифрами

Возможны варианты кодирования 4-значным числом. Но и в этом случае последняя цифра указывает количество нулей, а первые три — емкость в пикофарадах (pF).

Таблица 2

3. Маркировка ёмкости в микрофарадах

Вместо десятичной точки может ставиться буква R.

4. Смешанная буквенно-цифровая маркировка ёмкости, допуска, ТКЕ, рабочего напряжения

В отличие от первых трех параметров, которые маркируются в соответствии со стандартами, рабочее напряжение у разных фирм имеет различную буквенно-цифровую маркировку.

Примеры:

Рисунок 1

Цветовая маркировка

На практике для цветового кодирования постоянных конденсаторов используются несколько методик цветовой маркировки

* Допуск 20%; возможно сочетание двух колец и точки, указывающей на множитель.

** Цвет корпуса указывает на значение рабочего напряжения.

Вывод «+» может иметь больший диаметр.

Для маркировки пленочных конденсаторов используют 5 цветных полос или точек:

Первые три кодируют значение номинальной емкости, четвертая — допуск, пятая — номинальное рабочее напряжение.

Маркировка допусков

В соответствии с требованиями Публикаций 62 и 115-2 IEC (МЭК) для конденсаторов установлены следующие допуски и их кодировка:

Маркировка ТКЕ

Конденсаторы с ненормируемым ТКЕ

* Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры

* В скобках приведен реальный разброс для импортных конденсаторов в диапазоне температур -55…+85″С.

** Современная цветовая кодировка. Цветные полоски или точки. Второй цвет может быть представлен цветом корпуса.

Конденсаторы с нелинейной зависимостью от температуры

* Обозначение приведено в соответствии со стандартом EIA, в скобках — IEC.

** В зависимости от технологий, которыми обладает фирма, диапазон может быть другим.

Например, фирма PHILIPS для группы Y5P нормирует -55…+125 њС.

*** В соответствии с EIA. Некоторые фирмы, например Panasonic, пользуются другой кодировкой.

Особенности кодировки конденсаторов производства СССР

В СССР придерживались стандартов МЭК, поэтому можно пользоваться вышеприведенными данными, но были и незначительные отличия.

Кодированное обозначение номинальных емкостей состоит из двух или трех цифр и буквы. Буква кода является множителем, составляющим значение емкости (см. таблицу), и определяет положение десятичной дроби.

Допускаемое отклонение величины емкости в процентах от номинального значения указывают теми же буквами, что и допуски на сопротивление резисторов, однако, с некоторыми дополнениями (см. таблицу). Для конденсаторов емкостью менее 10 пФ допускаемое отклонение устанавливается в пикофарадах :

Конденсаторы маркируются кодом в следующем порядке:

• номинальная емкость;
• допускаемое отклонение емкости;
• ТКЕ и (или) номинальное напряжение.

Приведем примеры кодированной маркировки конденсаторов.

Сокращенная буквенно-цифровая маркировка на конденсаторе 33pKL обозначает номинальную емкость 33 пФ с допускаемым отклонением ±10% и температурной нестабильностью группы М75 (75х10 -6 °C -1). Надпись m10SF обозначает 100 мкФ (0,1 миллифарады) с допуском -20…+50% и номинальным напряжением 20 В.

Номинальная емкость 150 пФ может обозначаться 150р или n15; 4700пф — 4n7; 0,15 мкФ — µ15; 2.2мкф — 2µ2.

Примечание . В скобках указано старое обозначение допуска.

Напр. В	Букв. обозн.	Напр. В	Букв. обозн.	Напр. В	Букв. обозн.	Напр. В	Букв. обозн	Напр. В	Букв. обозн
1,0	I	6.3	B	40	S	100	N	350	T
2,5	M	10	D	50	J	125	P	400	Y
3. 2	A	16	E	63	K	160	Q	450	U
4.0	C	20	F	80	L	315	X	500	V

Содержание:

Большое значение для правильного выбора того или иного элемента в различных схемах имеет маркировка конденсаторов. По сравнению с , она довольно сложная и разнообразная. Особые трудности возникают при чтении обозначений на корпусах маленьких конденсаторов в связи с незначительной площадью поверхности. Квалифицированный специалист, постоянно использующий данные устройства в своей работе, должен уверенно читать маркировку изделия и правильно ее расшифровывать.

Как маркируются большие конденсаторы

Чтобы правильно прочитать технические характеристики устройства, необходимо провести определенную подготовку. Начинать изучение нужно с единиц измерения. Для определения емкости применяется специальная единица — фарад (Ф). Значение одного фарада для стандартной цепи представляется слишком большим, поэтому маркировка бытовых конденсаторов осуществляется менее крупными единицами измерения. Чаще всего используется mF = 1 мкф (микрофарад), что составляет 10 -6 фарад.

При расчетах может применяться внемаркировочная единица — миллифарад (1мФ), имеющая значение 10 -3 фарад. Кроме того, обозначения могут быть в нанофарадах (нФ) равных 10 -9 Ф и пикофарадах (пФ), составляющих 10 -12 Ф.

Нанесение маркировки с большими размерами осуществляется прямо на корпус. В некоторых конструкциях маркировка может отличаться, но в целом, необходимо ориентироваться по единицам измерения, которые упоминались выше.

Обозначения иногда наносятся прописными буквами, например, MF, что на самом деле соответствует mF — микрофарадам. Также встречается маркировка fd — сокращенное английское слово farad. Поэтому mmfd будет соответствовать mmf или пикофараду. Кроме того, существуют обозначения, включающие число и одну букву. Такая маркировка выглядит как 400m и применяется для маленьких конденсаторов.

В некоторых случаях возможно нанесение допусков, которые являются допустимым отклонением от номинальной емкости конденсатора. Данная информация имеет большое значение, когда при сборке отдельных видов электрических цепей могут потребоваться конденсаторы с точным значением емкости. Если в качестве примера взять маркировку 6000uF + 50%/-70%, то значение максимальной емкости составит 6000 + (6000 х 0,5) = 9000 мкФ, а минимальной 1800 мкФ = 6000 — (6000 х 0,7).

При отсутствии процентов, необходимо отыскать букву. Обычно она располагается отдельно или после числового обозначения емкости. Каждой букве соответствует определенное значение допуска. После этого можно приступать к определению номинального напряжения.

При больших размеров корпуса конденсатора, маркировка напряжения обозначается числами, за которыми расположены буквы или буквенные сочетания в виде V, VDC, WV или VDCW. Символы WV соответствуют английскому словосочетанию WorkingVoltage, что в переводе означает рабочее напряжение. Цифровые показатели считаются максимально допустимым напряжением конденсатора, измеряемым в вольтах.

При отсутствии на корпусе устройства какого-либо обозначения, указывающего на напряжение, такой конденсатор должен использоваться только в низковольтных цепях. В цепи переменного тока следует использовать устройство, предназначенное именно для этих целей. Нельзя применять конденсаторы, рассчитанные на постоянный ток, без возможности преобразования номинального напряжения.

Следующим этапом будет определение положительных и отрицательных символов, указывающих на наличие полярности. Определение плюса и минуса имеет большое значение, поскольку неправильное определение полюсов может привести к короткому замыканию и даже взрыву конденсатора. При отсутствии специальных обозначений, подключение устройства может быть выполнено к любым клеммам, независимо от полярности.

Обозначение полюсов иногда наносится в виде цветной полосы или кольцеобразного углубления. Такая маркировка соответствует отрицательному контакту в электролитических алюминиевых конденсаторах, своей формой напоминающих консервную банку. В танталовых конденсаторах с очень маленькими размерами эти же обозначения указывают на положительный контакт. При наличии символов плюса и минуса цветовую маркировку можно не принимать во внимание.

Расшифровка маркировки конденсаторов

Чтобы расшифровать маркировку, необходимо значение первых двух цифр, обозначающих емкость. Если конденсатор имеет очень маленькие размеры, не позволяющие обозначить емкость, его маркировка происходит по стандарту EIA, применяемому для всех современных изделий.

Обозначение цифр

Если в обозначении присутствует только две цифры и одна буква, в этом случае цифровые значения соответствуют емкости устройства. Все остальные маркировки расшифровываются по-своему, в соответствии с той или иной конструкцией.

Третья цифра в обозначении является множителем нуля. В этом случае расшифровка выполняется в зависимости от цифры, расположенной в конце. Если такая цифра находится в диапазоне 0-6, то к первым двум цифрам добавляются нули в определенном количестве. Для примера можно взять маркировку 453, которая будет расшифровываться как 45 х 10 3 = 45000.

Когда последняя цифра будет 8, то первые две цифры умножаются на 0,01. Таким образом, при маркировке 458, получается 45 х 0,01 = 0,45. Если же 3-й цифрой будет 9, то первые две цифры нужно умножить на 0,1. В результате обозначение 459 преобразуется в 45 х 0,1 = 4,5.

После определения емкости, нужно определить единицу для ее измерения. Самые мелкие конденсаторы — керамические, пленочные и танталовые имеют емкость, измеряемую в пикофарадах (пФ), составляющих 10 -12 . Для измерения емкости больших конденсаторов применяются микрофарады (мкФ), равные 10 -6 . Единицы измерения могут обозначаться буквами: р — пикофарад, u- микрофарад, n — нанофарад.

Обозначение букв

После цифр необходимо расшифровать буквы, входящие в маркировку. Если буква присутствует в двух первых символах, ее расшифровка производится несколькими способами. При наличии буквы R, она заменяется запятой, применяемой для десятичной дроби. Расшифровка маркировки 4R1 будет выглядеть как 4,1 пФ.

При наличии букв р, n, u, соответствующих пико-, нано- и микрофараде также выполняется замена на десятичную запятую. Обозначение n61 читается как 0,61 нФ, маркировка 5u2 соответствует 5,2 мкФ.

Маркировка керамических конденсаторов

Керамические конденсаторы обладают плоской круглой формой и двумя контактами. На корпусе кроме основных показателей, указывается допуск отклонений от номинальной емкости. С этой целью используется определенная буква, проставляемая сразу же после цифрового обозначения емкости. Например, буква «В» соответствует отклонению + 0,1 пФ, «С» — + 0,25 пФ, D — + 0,5 пФ. Эти значения применяются при емкости менее 10 пФ. У конденсаторов с емкостью более 10 пФ буквенные обозначения соответствуют определенному проценту отклонений.

Смешанная буквенно-цифровая маркировка

Маркировка допуска может состоять из буквенно-цифрового обозначения по схеме «буква-цифра-буква». Первый буквенный символ соответствует минимальной температуре, например, Z = 10 градусам, Y = -30 0 C, X = -55 0 C. Второй цифровой символ — это максимальная температура.

Цифры соответствуют следующим показателям: 2 — 45 0 С, 4 — 65 0 С, 5 — 85 0 С, 6 — 105 0 С, 7 — 125 0 С. Значение третьего буквенного символа означает изменяющуюся емкость конденсатора, в пределах между минимальной и максимальной температурой. К более точным показателям относится «А» со значением + 1,0%, а к менее точным — «V» с показателем от 22 до 82%. Чаще всего используется «R», составляющая 15%.

Прочие маркировки

Маркировка, нанесенная на корпус конденсатора, позволяет определить значение напряжения. На рисунке отражены специальные символы, соответствующие максимально допустимому напряжению для конкретного устройства. В данном случае приводятся параметры для конденсаторов, которые могут эксплуатироваться только при постоянном токе.

В некоторых случаях маркировка конденсаторов значительно упрощается. С этой целью используется только первая цифра. Например, ноль будет означать напряжение ниже 10 вольт, значение 1 — от 10 до 99 вольт, 2 — от 100 до 999 В и так далее, по такому же принципу.

Прочие маркировки касаются конденсаторов, выпущенных значительно раньше или предназначенных для особых целей. В таких случаях рекомендуется воспользоваться специальными справочниками, чтобы не допустить серьезной ошибки при сборке электрической схемы.

Конденсатор — это простейший элемент с двумя металлическими обкладками, разделенными диэлектрическим веществом. Принцип работы этих приборов основан на способности сохранения электрического заряда: то есть заряжаться, а в нужный момент разряжаться. Существует множество способов записи номинальной емкости этого прибора на его корпусе. Так, маркировка конденсаторов может состоять только из цифр (три или четыре) или из буквенно-цифрового кода, а также из цветовых индикаторов. В этой статье мы рассмотрим основные виды записи электрических параметров емкостей.

Цифровая маркировка конденсаторов

При кодировке с помощью трех цифр первые две цифры обозначают емкость устройства, а последняя — показатель степени по основанию 10 для получения значения в пикофарадах. При такой записи последний символ «9» будет соответствовать «-1». Соответственно, если первая цифра ноль (010), то емкость составит 1 пФ. Маркировка конденсаторов, состоящая из четырех цифр, аналогична тройной, только здесь первые три цифры означают емкость, а последняя — степень. Например, если запись имеет вид 1722, то это означает, что емкость прибора составляет 17,2 нФ (172*102 пФ = 17200 пФ или 17,2 нФ).

Маркировка конденсаторов буквенно-цифровым методом

При таком способе записи литера обозначает десятичную запятую, а цифры — величину емкости. Такой способ кодировки может иметь вид: 16 п означает 16 пФ (25 р — 25 пФ), 3н2 соответствует 3,2 нФ (6n6 — 6,6 нФ), μ35 соответственно 0,35 мкФ. Иногда при обозначении десятичной точки применяют литеру R. Принято таким образом маркировать величину емкости в микрофарадах, однако, если перед литерой R расположен нуль, значит емкость в пикофарадах. Пример: 0R7 соответствует 0,7 пФ (R67 — 0,67 мкФ), 5R6 означает 5,6 мкФ. Таким образом осуществляется как маркировка импортных конденсаторов, так и конденсаторов отечественного производства. Отличаются по способу записи только планарные керамические приборы. Из-за их малого размера используют специальные цветовые коды, значение которых можно сравнивать с таблицами, которые приводятся в технических характеристиках каждого такого элемента. Приводить их в этой статье бесполезно, так как каждый производитель использует свои способы цветовой кодировки.

Маркировка керамических конденсаторов

На приборах такого типа обычно ставится цифровой вид записи величины емкости. Например, маркировка 214 будет соответствовать значению 210 000 пикофарад (210 нФ и 0,21 мкФ). При значении 211 — 210 пФ, при 210 — 21 пФ. Кроме величины емкости на керамических конденсаторах указывают значение допускаемого отклонения. Этот параметр маркируют либо в числовом виде в процентах (например, ±5%, 20%), либо литерой латинского алфавита. Как исключение попадаются конденсаторы, в которых допуск закодирован русской буквой. Например, если на приборе нанесена маркировка М75С, то это означает, что значение емкости будет 0,075 мкФ, а допуск составит ±10%. Чаще всего в аппаратуре бытового назначения применяют конденсаторы, допуск которых составляет H, M, J, K. Эти символы всегда наносятся после значения номинальной емкости прибора. Например, 25nK, 120nM, 450nJ. Таблицы расшифровки значений допускаемых отклонений приводятся в техническом описании каждого конденсатора.

Емкость рабочего конденсатора для трехфазного двигателя таблица

Чтобы подключить асинхронный электродвигатель трехфазного типа к однофазной сети на напряжение 220 В, необходимо создать условия для сдвига фаз на обмотках статора двигателя. Сдвиг фаз сформирует имитацию кругового вращающегося магнитного поля, заставляющего вращаться вал ротора двигателя. Конденсатор даёт току «запас» в π/2=90° относительно напряжения, и это создаёт дополнительный момент вращения ротора.

При подключении двигателя к сети используют два подключенных параллельно конденсатора — пусковой и рабочий. Данный калькулятор позволяет рассчитать ёмкость этих конденсаторов, ёмкость пускового конденсатора берется из расчёта 2,5 емкости рабочего конденсатора.

Для получения необходимых значений ёмкости, заполните поля формы ниже. Тип соединения обмоток двигателя, мощность двигателя, КПД и коэффициент мощности обозначены на шильдике электродвигателя. Способ соединения обмоток зависит от напряжения сети, к которой выполняется подключение: 220 В — «треугольник», когда концы обмоток соединены между собой, к их началам подводится питающее напряжение; 380 В — «звезда», при котором концы одной обмотки соединены с началом другой.

Наши сети электропитания созданы трехфазными. Потому что генераторы, работающие на электростанциях, имеют трехфазные обмотки и вырабатывают три синусоидальных напряжения, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 120°.

Но мы чаще всего пользуемся всего одной фазой — проводим себе один фазный провод из трех и все к нему подключаем. Только в технике нашей часто встречаются электродвигатели, и они по природе своей трехфазны. Ну а фаза от фазы чем отличается? Только сдвигом во времени. Сдвига такого очень просто добиться, включив в цепь питания реактивные элементы: емкости или индуктивности.

Но ведь обмотка на статоре сама и является индуктивностью. Поэтому остается добавить к двигателю снаружи только емкость, конденсатор, а обмотки подключить так, чтобы одна из них в другой сдвигала фазу в одну сторону, а конденсатор в третьей делал то же самое, только в другую. И получатся те же самые три фазы, только «вынутые» из одной фазы питающих проводов.

Последнее обстоятельство означает, что мы нагружаем трехфазным двигателем только одну из фаз приходящего питания. Разумеется, это вносит дисбаланс в потребление энергии. Поэтому все-таки лучше, когда трехфазный двигатель питается трехфазным напряжением, а построить цепь его питания от одной приходящей фазы хорошо, только если мощность двигателя не особо велика.

Включение трехфазного электродвигателя в однофазную сеть питания

Обмотки электродвигателя соединяют двумя способами: звезда (Y) или треугольник (Δ).

При подключении трехфазного двигателя к однофазной сети предпочтительнее соединение типа треугольник. На шильдике двигателя об этом есть информация, и когда там обозначено Y — звезда, самым лучшим вариантом было бы открыть его кожух, найти концы обмоток и правильно переключить обмотки в треугольник. Иначе потери мощности будут слишком большими.

Включение двигателя на одну фазу питающей сети требует создания из нее и двух остальных. Это можно сделать по следующей схеме

При запуске двигателя в работу в самом начале требуется высокий стартовый ток, поэтому емкости рабочего конденсатора обычно не хватает. Чтобы «ему помочь», используют специальный стартовый конденсатор, который подключается к рабочему конденсатору параллельно. В самом простом случае (невысокая мощность двигателя) его выбирают точно таким же, как и рабочий. Но для этой цели выпускаются и специально стартовые конденсаторы, на которых так и написано: starting.

Стартовый конденсатор должен быть включен в работу только во время пуска и разгона двигателя до рабочей мощности. После этого его отключают. Используется кнопочный выключатель. Или двойной: одной клавишей включается сам двигатель и кнопка фиксируется во включенном положении, кнопка же, замыкающая цепь рабочего конденсатора, каждый раз размыкается.

Как подобрать конденсатор

Конденсаторы для трехфазного двигателя нужны достаточно большой емкости — речь идет о десятках и сотнях микрофарад. Однако конденсаторы электролитические для этой цели не годятся. Они требуют подключения однополярного, то есть специально для них придется городить выпрямитель из диодов и сопротивлений. Кроме того, со временем в электролитических конденсаторах высыхает электролит и они теряют емкость. Поэтому если будете ставить такой на двигатель, необходимо делать на это скидку, а не верить тому, что на них написано. Ну и еще одно за ними числится: электролитические конденсаторы имеют свойство иногда взрываться.

Поэтому задачу, как выбрать конденсатор под трехфазный двигатель, часто решают в несколько этапов

Сначала подбираем приблизительно. Надо рассчитать емкость конденсатора по простейшему соотношению как 7 мкФ на каждые 100 ватт мощности. То есть 700 ватт дает нам 49 мкФ первоначально. Емкость выбираемого пускового конденсатора берется в диапазоне 1–3-кратного превышения емкости рабочего конденсатора. Выберите 2*50 = 100 мкФ — будет само то. Ну, для начала можно взять побольше, потом подобрать конденсаторы, ориентируясь на работу двигателя. От емкости конденсаторов зависит реальная мощность движка. Если ее мало, двигатель при тех же оборотах потеряет мощность (обороты не зависят от мощности, а только от частоты напряжения), так как ему будет не хватать тока. При чрезмерной емкости конденсаторов у него будет перегрев от избытка тока.

Нормальная работа двигателя, без шума и рывков — это неплохой критерий правильно выбранного конденсатора. Но для большей точности можно сделать расчет конденсаторов по формулам, а такую проверку оставить на потом в качестве окончательного подтверждения успешности результатов подбора конденсаторов.

Однако надо все-таки подключить конденсаторы.

Подключение пускового и рабочего конденсаторов для трехфазного электромотора

Вот оно соответствие всех нужных приборов элементам схемы

Теперь выполним подключение, внимательно разобравшись с проводами

Так можно подключить двигатель и предварительно, используя неточную прикидку, и окончательно, когда будут подобраны оптимальные значения.

Подбор можно сделать и экспериментально, имея несколько конденсаторов разных емкостей. Если их присоединять параллельно друг другу, то суммарная емкость будет увеличиваться, при этом нужно смотреть, как ведет себя двигатель. Как только он станет работать ровно и без перенагрузки, значит, емкость находится где-то в районе оптимума. После этого приобретается конденсатор, по емкости равный этой сумме емкостей испытываемых конденсаторов, включенных параллельно. Однако можно при таком подборе измерять фактический потребляемый ток, используя измерительные токовые клещи, а провести расчет емкости конденсатора по формулам.

Как рассчитать емкость рабочего конденсатора

Для двух соединений обмоток берутся несколько разные соотношения.

В формуле введен коэффициент соединения Кс, который для треугольника равен 4800, а для звезды — 2800.

Где значения Р (мощность), U (напряжение 220 В), η (КПД двигателя, в процентном значении деленном на 100) и cosϕ (коэффициент мощности) берутся с шильдика двигателя.

Вычислить значение можно с помощью обычного калькулятора или воспользовавшись чем-то вроде подобной вычислительной таблицы. В ней нужно подставить значения параметров двигателя (желтые поля), результат получается в зеленых полях в микрофарадах

Однако не всегда есть уверенность, что параметры работы двигателя соответствуют тому, что написано на шильдике. В этом случае нужно измерить реальный ток измерительными клещами и воспользоваться формулой Cр = Кс*I/U.

Расчет емкости фазосдвигающего конденсатора

для трехфазного асинхронного двигателя в бытовой однофазной сети

Рабочий и пусковой конденсаторы включаются в цепь параллельно, во время пуска работают одновременно, затем пусковой отключают. В момент пуска асинхронных двигателей (особенно, с нагрузкой на валу) в сети 220 В требуется повышенная емкость фазосдвигающего конденсатора (в 2-3 раза выше емкости рабочего).

Двигатель, имеющий маркировку 220/380 и Δ/Y включается в однофазную сеть 220В по схеме треугольник, по схеме звезда в сети 220В такой двигатель будет терять в мощности троекратно и сильно греться.

При соединении конденсаторов параллельно их емкость суммируется. При соединении конденсаторов последовательно, рабочее напряжение в цепи будет равняться сумме напряжений всех конденсаторов, а емкость вычисляется по формуле: 1/C = 1/C1 + 1/C2 + . + 1/Cn. Рабочее напряжение в цепи конденсаторов должно быть минимум в полтора раза выше напряжения сети (то есть не менее 330В в сети 220В). Таким образом, два конденсатора на 200 мкф с рабочим напряжением 200В дадут при последовательном соединении емкость 100 мкф и допустимое рабочее напряжение 400В. При параллельном соединении емкость будет 400 мкф и рабочее напряжение 200В (самое низкое значение допустимого напряжения из всего набора конденсаторов в цепи). Необходимые конденсаторы представлены в сетевых магазинах в разделе пусковых конденсаторов (не ищите по старинке бумажные — их практически перестали выпускать).

Видеопримеры работы двигателя 2.2 кВт и 1.1 кВт с одной и той же нагрузкой и правильно подобранными рабочими и пусковыми конденсаторами, разница в скорости пуска 3 и 20 секунд. И сборка на 3.3 кВт весело крутится (пильный диск 350 мм в диаметре).

Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 — Переключатель направления вращения (реверс), В2 — Выключатель пусковой ёмкости; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.

На схеме представлено последовательное (сверху) и параллельное (снизу) соединение кон­ден­саторов.

На рисунке представлена схема соединения обмоток двигателя «Звезда».

На рисунке представлена схема соединения обмоток двигателя «Треугольник».

Сравнение пленочных конденсаторов с электролитическими

В статье рассматриваются особенности конструкции и основные характеристики пленочных конденсаторов. Приводятся области использования пленочных и электролитических конденсаторов. Показано, что алюминиевые электролитические конденсаторы предпочтительно использовать в схемах, где требуется запасать энергию, а пленочные конденсаторы успешнее справляются с задачами в сильноточных и высоковольтных цепях.

Конденсаторы в схемах силовой электроники, как правило, выполняют две функции. Первая из них состоит в сглаживании пульсаций напряжения, а вторая – в фильтрации помех для обеспечения электромагнитной совместимости. Причем, в последнем случае задача разделяется на две подзадачи. Для решения одной из них конденсаторы используются в сетевых помехоподавляющих фильтрах, а для решения другой от конденсаторов требуется «умение» подавлять помехи и всплески напряжения длительностью от десятков наносекунд до нескольких микросекунд, вызванные процессами коммутации силовых ключей.

В настоящей статье акцент сделан на конденсаторах, используемых для сглаживания напряжения. Мы рассмотрим, в основном, пленочные конденсаторы, сравним их с алюминиевыми электролитическими конденсаторами и постараемся определить границы применения каждого типа.

Бесспорным преимуществом алюминиевых электролитических конденсаторов является высокая удельная емкость на единицу объема – по этому показателю они превосходят конденсаторы всех других типов. К сожалению, у электролитических конденсаторов немало и недостатков: срок их службы заметно зависит от температуры, у них большое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), что приводит к саморазогреву от токов пульсаций. Кроме того, у них плохие частотные свойства. Перечисленные недостатки электролитических конденсаторов можно в какой-то степени компенсировать за счет корректного их выбора для конкретных приложений, но полностью от них избавиться не удается, что и дает шанс пленочным конденсаторам.

Пленочные конденсаторы имеют меньшую плотность емкость, чем электролитические, но у них заметно меньше ESR при том же значении произведения CV (C – емкость конденсатора, V – номинальное напряжение конденсатора, указанное изготовителем), что позволяет увеличить допустимый ток пульсаций. Пленочные конденсаторы более терпимы к всплескам перенапряжения.

Конденсаторы этого типа в течение ограниченного интервала времени выдерживают перегрузку по напряжению до 100%, в то время как для алюминиевых электролитических конденсаторов перенапряжение, как правило, не должно превышать 20%. В промышленном оборудовании перенапряжение – не редкость: оно может возникать при разрядах молнии и коммутации мощных токоприемников.

Если накопление энергии не является главной задачей, то пленочные конденсаторы выигрывают у электролитических. Например, на низковольтной шине постоянного тока требуется устанавливать конденсаторы, способные пропускать ток пульсаций величиной в сотни, а иногда и тысячи ампер. В этом случае низкое значение ESR является ключевым параметром.

Кроме того, пленочные конденсаторы хорошо подходят для применения в высоковольтном оборудовании. Их максимально допустимое напряжение достигает нескольких тысяч вольт, тогда как для электролитических конденсаторов этот показатель ограничен в пределах 500–550 В. С помощью последовательного соединения конденсаторов можно увеличить указанный диапазон, но при этом уменьшится эквивалентная емкость соединения, да и выравнивание напряжения на последовательно соединенных конденсаторах едва ли можно назвать легкой задачей.

Ну и, конечно, еще одним несомненным преимуществом пленочных конденсаторов над электролитическими является их неполярность, т. е. они могут работать в цепи переменного тока. В таблице приведены основные параметры различных типов пленочных конденсаторов.

Таблица. Основные параметры пленочных конденсаторов разных типов

Параметр		Полиэфирные (PET)	Полипропилен­нафталатовые (PEN)	Полипропилен­сульфидные	Полипропи­леновые (PP)
Относительная диэлектри­ческая проницаемость при частоте 1 кГц		3,3	3	3	2,2
Толщина пленки (мин.), мкм		0,7–0,9	0,9–1,4	1,2	1,9–3,0
Влагопоглощение, %		низкое	0,4	0,05	менее 0,1
Напряженность поля пробоя, В/мкм		580	500	230	400
Рабочие напряжения постоянного тока (ном.), В		50–1000	16–250	16–100	40–2000
Емкость		100 пФ…22 мкФ	100 пФ…1 мкФ	100 пФ…0,47 мкФ	100 пФ…10 мкФ
Диапазон рабочей температуры, °С		–55…125/150	–55…150	–55…150	–55…150
Изменение емкости в диапазоне рабочей температуры, %		±5	±5	±1,5	±2,5
Фактор рассеивания мощности (коэффициент потерь) (10–6)	1 кГц	50–200	42–80	2–15	0,5–5
	10 кГц	110–150	54–150	2,5–25	2–8
	100 кГц	170–300	120–300	12–60	2–25
	1 МГц	200–350	–	18–70	4–40
Постоянная времени RC, с	25°С	более 10 тыс.	более 10 тыс.	более 10 тыс.	более 100 тыс.
	85°С	–	–	–	–
Остаточная поляризация (диэлектрическая абсорбция)		0,2–0,5	1–1,2	0,05–1	0,01–0,1
Способность к самовосстановлению		средняя	средняя–низкая	низкая	высокая

Не менее важным для конденсаторов, работающих в силовых цепях, является фактор рассеивания мощности DF (коэффициент потерь). Чем меньше этот коэффициент, тем меньше потери мощности, и соответственно, меньше нагрев. Напомним формулу (1) для вычисления DF:

DF = ESR/XC = tgσ,                  (1)

где XC – емкостное сопротивление конденсатора равное 1/(2πfC).

На рисунке 1 показана зависимость коэффициента рассеяния DF от температуры и частоты. Как видно из рисунка, эта зависимость невелика. Заметим, что коэффициент рассеяния DF у пленочных конденсаторов существенно ниже, чем у электролитических.

Рис. 1. Зависимость коэффициента рассеяния DF от температуры и частоты

На рисунке 2 схематично показано устройство пленочного конденсатора. При их производстве применяются две технологии. В первой из них используется металлизированная фольга, а во второй – напыление металлов. В первой технологии металлическую фольгу толщиной 5 мкм, играющую роль обкладки конденсаторов, помещают между слоями диэлектриков. Вторая технология предполагает напыление алюминия, цинка или сплавов цинка, разогретых примерно до 1200°C, на полипропиленовую пленку толщиной 20–50 нм.

Рис. 2. Устройство пленочного конденсатора

При использовании металлической фольги обеспечиваются высокие значения допустимых токов, но в таких конденсаторах отсутствует или крайне слабо проявляется эффект самовосстановления. У конденсаторов, изготовленных путем напыления металлов, имеется способность самовосстанавливаться после некоторых аварийных ситуаций, что повышает надежность системы в целом. При пробое такого конденсатора возникает электрическая дуга, причем температура в месте пробоя может достигать 6000°C. В этом случае металл испаряется в течение примерно 10 мкс, благодаря чему исчезает проводящий тракт и восстанавливается диэлектрическая прочность поврежденного участка. После процесса самовосстановления может немного уменьшиться емкость конденсатора.

Иногда область металлизации разбивается на множество участков (вплоть до нескольких миллионов), которые соединяются между собой узкими проводниками, играющими роль предохранителей. В этом случае несколько уменьшается максимально допустимый ток, но увеличивается запас прочности, позволяющий повысить допустимое напряжение. Иногда совмещают обе технологии изготовления для получения компромиссных характеристик между максимальным пиковым током и способностью к самовосстановлению.

Рис. 3. Типичная топология системы питания

Приведем несколько примеров использования конденсаторов. На рисунке 3 показана типичная топология системы питания. Рассмотрим случай, когда конденсатор С1 используется для накопления энергии. Допустим, мощность DC/DC-преобразователя составляет P = 1 кВт, а его КПД = 0,9. При этом требуется, чтобы при пропадании входного напряжения в течение t = 20 мс (один период питающего напряжения) величина напряжения на конденсаторе не стала бы менее 300 В. В таком случае емкость конденсатора С1 можно определить из выражения (2):

P ∙ t/КПД = С ∙ (V_N² – V_D²)/2,                   (2)

где V_N = 400 В – начальное напряжение конденсатора С1; V_D = 300 В – конечное напряжение конденсатора в момент времени t = 20 мс.

Подставляя принятые в примере значения, получим С = 654 мкФ. При этом номинальное напряжение конденсатора должно составить 450 В. В ассортименте известных производителей, выпускающих оба типа конденсаторов, например компании TDK, имеется электролитический конденсатор B43508, который вполне удовлетворяет предъявленным требованиям: его емкость составляет 680 мкФ, и он рассчитан на напряжение 450 В.

Эта же компания производит пленочные конденсаторы серии B32678. Их максимальная емкость с нормированным напряжением составляет 180 мкФ. Таким образом, если мы выберем этот конденсатор, нам потребуется соединить четыре компонента параллельно. Разумеется, это решение не является удовлетворительным – оно не экономично и его габариты велики. Следовательно, в данном случае счет 1:0 в пользу электролитических конденсаторов.

Рассмотрим еще один пример системы питания, но большей мощности. В тяговых системах также используется шина питания 400 В, но конденсатор С1 в таком случае предназначен только для сглаживания пульсаций. Допустим, требуется, чтобы пульсации не превышали 4 В при среднеквадратичном значении токе пульсации 80 А и частоте пульсаций f = 20 кГц. Тогда емкость конденсаторов вычисляется из (3):

С = I_СКЗ/(2πfV_П) = 160 мкФ.                      (3)

Максимально допустимый ток пульсаций электролитического конденсатора равен примерно 3,5 А (используем известное эмпирическое правило для электролитических конденсаторов: 20 мА/мкФ). Таким образом, потребуется примерно 23 электролитических конденсатора, включенных параллельно. В то же время с этой же задачей способен справиться один-единственный пленочный конденсатор серии B32678. В данном случае бесспорное преимущество уже не на стороне электролитического компонента, и счет становится 1:1. Следует добавить, что из-за меньшего ESR и коэффициента потерь DF полипропиленового конденсатора уменьшится и рассеяние тепла.

Мы привели этот простой пример с единственной целью – показать, что нельзя однозначно вынести суждение о том, какой из рассмотренных конденсаторов лучше или хуже: каждый из них хорош в разных условиях. Для подтверждения этой «умной мысли» бросим на чашу весов еще экономические соображения.

В [1] приводятся следующие данные по конденсаторам, рассмотренным в примере выше. Удельная стоимость энергоемкости алюминиевого электролитического конденсатора составляет 0,47 долл./Дж, а у пленочного конденсатора этот показатель заметно больше и достигает 3 долл. /Дж. Однако если обратиться к удельным показателям на единицу пульсирующего тока, то ситуация изменится на противоположную: удельная стоимость электролитических конденсаторов составит 2,68 долл./А, а пленочных – 0,42 долл./А.

Приведем пример использования пленочных конденсаторов, в котором проявляется их другая сильная сторона – неполярность. На рисунке 4 показано типовое использование этих компонентов в цепи переменного тока на выходе инвертора. Неполярные конденсаторы других типов проигрывают пленочным в данном случае практически по всем параметрам.

Рис. 4. Использование пленочных конденсаторов в цепи переменного тока на выходе инвертора

Литература

1. Rudy Ramos. Film capacitors: Characteristics and uses in power applications

Твердотельный оксидный конденсатор от ТЕАРО. Маленький шаг в технологии производства, большой скачок в надежности и качестве

4 Дек 2017

Авторы статьи

Станислав Косенко, Ольга Синякова, olga. [email protected]

Задать вопрос

Заказать образцы

Полезные ссылки

(Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №3 2014)
Скачать статью в формате PDF (359 КБ)

---

В 1983 году на мировом рынке традиционно известные алюминиевые оксидные конденсаторы с жидким электролитом впервые были потеснены их «младшими собратьями», изготавливаемыми по обновленной технологии. Многие производители, в том числе тайваньская фирма ТЕАРO, зародившаяся еще в 1956 году как одно из подразделений корпорации SAMPO, вместо жидкого электролита вскоре стали применять специальный токопроводящий твердотельный полимер, что позволило существенно улучшить параметры таких конденсаторов. В данной статье поясняются особенности устройства и маркировки твердотельных оксидных конденсаторов, производимых фирмой ТЕАРО, а также приведена их сравнительная оценка с традиционными аналогами.

Рис. 1. Конструкция оксидного конденсатора

Устройство оксидных конденсаторов

Среди общеизвестных электронных компонентов наиболее простым является конденсатор, содержащий две металлические обкладки, разделенные диэлектриком. Чем больше площадь обкладок и тоньше слой диэлектрика, тем большей емкостью обладает конденсатор. Столь незамысловатый прибор незаменим практически во всех электронных устройствах, и прежде всего, как фильтрующий элемент, сглаживающий пульсирующее напряжение в импульсных источниках питания. Очевидно, что для требуемой достаточно большой емкости площадь обкладок конденсатора получается весьма значительной, поэтому для уменьшения габаритов одним из немногих конструктивных решений исполнения такого элемента может быть сворачивание обкладок в компактный рулон. Такую конструкцию оксидного конденсатора иллюстрирует рис. 1.

Верхняя часть рисунка (1a) соответствует внешнему виду собранного конденсатора, а средняя (1б) – условно развернутому рулону, образованному обкладками. Здесь хорошо видно, что две алюминиевые ленточные обкладки в центре рулона соединены с выводами, на один из которых (более длинный – анод) подают положительное напряжение, на другой (катод) – отрицательное. Рулон с выводами помещен в алюминиевый корпус – стакан, в верхней части которого выводы герметизируют с помощью уплотнительного резинового диска. При свертывании в рулон отрицательная обкладка с обеих сторон оказывается отделенной от положительной разделительным слоем, который в конденсаторе с жидким электролитом представляет собой пористую бумагу, пропитанную специальным токопроводящим жидким химическим составом. В твердотельном конденсаторе в качестве разделительного слоя, как упоминалось ранее, используют токопроводящий полимер. Такую конструкцию межобкладочного пространства в оксидном конденсаторе поясняет его крупноплановое сечение, показанное на рис. 1в.

Как можно убедиться, разделительный слой в данной конструкции разделяет обкладки лишь физически, а по своим электрическим свойствам он служит почти идеальным проводником. Следовательно, во избежание короткого замыкания между обкладками должен существовать еще и некий диэлектрик. Таким диэлектриком в оксидных конденсаторах с жидким электролитом служит показанная на рисунке тонкая пленка из оксида алюминия на положительной обкладке. В полимерных конденсаторах изоляционную окисную пленку создают не на обкладке, а на поверхности токопроводящего разделительного слоя. Как в первом, так и во втором случае окисление производят электрохимическим способом. Регулируя длительность процесса окисления, получают такую толщину окисной пленки, чтобы с запасом обеспечить ее пробивное напряжение, существенно превышающее требуемое максимально допустимое рабочее для данного конденсатора.

Рис. 2. Процесс самовосстановления твердотельного полимерного конденсатора

Описанная конструктивная особенность порождает два замечательных свойства твердотельных конденсаторов, существенно повышая их качественные показатели по сравнению с аналогами. Во-первых, при возникновении электрического пробоя в последних под воздействием значительного электрического тока вскипающий электролит сопровождается бурным газовыделением, взрывом корпуса и нередко – даже повреждением других близкорасположенных на общей печатной плате элементов. Но в твердом токопроводящем полимере отсутствует как жидкая, так и газообразная фаза, поэтому и взрыв исключен. И во-вторых, полимерные конденсаторы благодаря электротермическому воздействию электрического тока утечки при микропробоях обладают важным свойством самовосстановления, как это поясняет рис. 2.

При нормальной работе твердотельного оксидного конденсатора (рис.2a) его структура бездефектна, все элементы (анодная обкладка, токопроводящий слой и диэлектрическая окисная пленка на нем) функционируют нормально. Однако под воздействием стресса – внешнего резкого механического или термического воздействия, как и при чрезмерно быстром изменении напряжения на обкладках, в сравнительно тонкой изоляционной пленке, исчисляемой микрометрами, может возникнуть микродефект (рис. 2б). В силу ухудшения изоляционных свойств окисной пленки ток утечки между обкладками может существенно возрасти. Его протекание в таком случае приводит к электротермическому разогреву полимерного слоя (рис. 2в), и капсула расплавленного полимера «накрывает» микродефект. При дальнейшем нагреве молекулярные связи в проводящем ток полимерном сегменте вблизи микродефекта разрываются, электрическое сопротивление проводящего слоя многократно возрастает, соответственно ток утечки резко снижается, капсула остывает, и параметры конденсатора быстро приходят в норму (рис. 2г).

Твердотельный токопроводящий полимер по своим характеристикам оказался также более жизнестойким и термостабильным по сравнению с жидким электролитом, с годами постепенно испаряющимся сквозь рези-новый уплотнительный диск (рис. 1). Поэтому проводимость жидкого электролита со временем снижается, отрицательно воздействуя на основные параметры конденсатора, что подтверждено специальными исследованиями, проведенными в научных подразделениях компании ТЕАРО. О результатах этих исследований далее пойдет речь в нашей статье.

Таблица 1. Общие параметры оксидных конденсаторов, участвующих в испытании

Сравнительная характеристика оксидных конденсаторов

Для сравнительных исследований специалистами были выбраны три типа производимых компанией ТЕАРО конденсаторов с номинальной емкостью 470 мкФ и предельным рабочим напряжением 16 В: миниатюрный алюминиевый электролитический общего применения (Miniature Aluminum Electrolytic Capacitor) серии SK; электролитический низкоимпедансный с увеличенной долговечностью (Aluminum Electrolytic Low Impedance & Long Life Capacitor) серии TA; твердотельный алюминиевый с токопроводящим полимером (Conductive Polymer Aluminum Solid Capacitor) серии CG. Перечисленные конденсаторы сравнивались как между собой, так и с производимыми сторонними компаниями танталовыми конденсаторами (Tantalum Capacitor), условно обозначенными на рисунках индексом ТТ. В некоторых случаях емкость танталовых конденсаторов и сравниваемых аналогов отличалась от 470 мкФ, о чем сообщалось в исходных данных проводимых экспериментов.

Необходимо отметить, что конденсаторы серии SK производятся с наиболее широкой возможностью выбора как требуемого напряжения (6,3…500 В), так и емкости (1…22000 мкФ). Для конденсаторов серии CG этот выбор значительно меньше – 2,5…25 В и 10…2200 мкФ соответственно. Интервал рабочего напряжения и номинальной емкости низкоимпедансных долговечных конденсаторов составляет 6,3…35 В и 33…8200 мкФ. Танталовые конденсаторы производятся с допустимым рабочим напряжением 2,5…63 В и емкостью 0,1…2200 мкФ. Номинальная емкость всех конденсаторов измеряется на частоте 120 Гц при окружающей температуре 20 °С. С ростом рабочей частоты, что необходимо учитывать в проектировании ИИП, емкость конденсаторов существенно меняется, причем по-разному для различных типов. Габаритные размеры всех отобранных для сравнительной оценки конденсаторов примерно одинаковы.

Для учета тока утечки сравниваемых аналогов в таблице приведена некоторая эмпирическая формула, одинаковая для танталовых и алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом. Значение емкости в формулу подставляют в мкФ, а напряжения в вольтах. Если результат вычисления превышает 3 мкА, тогда в инженерных расчетах руководствуются этим предельно возможным значением. Определить ток утечки можно и практически, подавая рабочее напряжение на конденсатор не менее чем за 2 мин до измерений. У полимерного конденсатора ток утечки может быть в десятки раз больше, чем у аналогов, но не более 300 мкА.

Приведенные в таблице стоимостные показатели следует принимать как ориентировочные, поскольку они подвержены изменениям из конъюнктурных соображений. Но общая тенденция такова, что наиболее низкая цена у алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом. Примерно вдвое выше у низкоимпедансных электролитических, и в шесть раз – у полимерных. Такое соотношение цен вполне оправдано, и мы это увидим по результатам измерений электрических параметров. Если руководствоваться только таким важным параметром, как эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС), и перед конструктором при проектировании импульсного источника питания стоит задача обеспечения минимальных пульсаций его выходного напряжения, то возможных решений будет два: либо применить один полимерный конденсатор, либо не менее 10 аналогичных алюминиевых с жидким электролитом. Очевидно, что второй вариант можно принять в малоответственных проектах. Там, где требуется надежность источника питания и термостабильность параметров проектируемого прибора в целом, применение твердополимерных конденсаторов представляется наиболее рациональным. Рассмотрим подробнее данный аспект проектирования на практических примерах.

Влияние ЭПС конденсатора на параметры источника питания

Рис. 3. Схема включения конденсатора в рабочем режиме

Сравнение ЭПС твердотельного полимерного конденсатора с другими аналогами показывает, что оно минимально и составляет 11 мОм. Его измеряют на стандартной частоте 100 кГц при температуре 20 °С. ЭПС низкоимпедансного конденсатора в 8 раз больше, а для алюминиевого оно увеличивается двадцатикратно. Причем в отличие от твердотельного полимерного для выбранных аналогов ЭПС измеряют на частоте 120 Гц, что дополнительно ухудшит их показатели на рабочих частотах в десятки килогерц. Данный параметр сильно зависит от емкости конденсатора, рабочей частоты и используемых в изготовлении материалов. Более подробно данное свойство конденсаторов будет рассмотрено ниже.

Для того чтобы понять важность данного параметра, обратимся к рис. 3, где изображены схема включения конденсатора С и его эквивалентная схема замещения. На рисунке в виде отдельного резистора R отображено ЭПС, и как отдельный дроссель L – эквивалентная последовательная индуктивность (ЭПИ). Конденсатор включен между импульсным источником питания (ИИП), преобразующим напряжение 12 В в более низкое 5 В, и некоторой нагрузкой, составленной из цифровых интегральных микросхем (ИМС).

В работе понижающего ИИП можно наблюдать два полупериода, что сказывается на выходном напряжении ИИП, как это показано на рис. 4. На первом полупериоде происходит передача определенной порции электрической энергии в накопительный конденсатор С1 и параллельно в нагрузку ИМС, при этом пульсирующее напряжение на нагрузке и фильтрующем алюминиевом конденсаторе с жидким электролитом возрастает от 4,93 до 5,07 В (рис. 4а). На втором полупериоде выход ИИП отключен от нагрузки, и ее питание осуществляется за счет энергии, накопленной конденсатором, при этом пульсирующее напряжение снижается от 5,07 до 4,93 В. Таким образом, размах пульсаций составляет 140 мВ, в то время как средний уровень выходного напряжения, поддерживаемый системой регулирования в ИИП, соответствует требуемому значению 5 В.

Рис. 4. Осциллограммы пульсаций выходного напряжения с разнотипными фильтрующими конденсаторами

Пульсации рабочего напряжения следует учитывать при выборе конденсатора. Запас максимально допустимого рабочего напряжения с учетом пульсаций, как показано в таблице, установлен с коэффициентом 1,15 от номинального для твердотельного полимерного конденсатора и 1,25 для остальных, что составляет 18,4 и 20 В соответственно.

На другой осциллограмме (рис. 4б) показано, как изменятся пульсации выходного напряжения, если вместо алюминиевого с жидким электролитом применить твердотельный полимерный конденсатор той же номинальной емкости 470 мкФ. Здесь отчетливо заметно, что резко снизился размах пульсаций – от 140 до 30 мВ. Такому факту можно дать простое объяснение, если обратиться к рис. 3. Поскольку ЭПС конденсатора включено параллельно нагрузке, постоянная составляющая тока I= проходит к нагрузке напрямую, не ощущая наличия конденсатора. Но на пульсации, то есть переменную составляющую тока I~, ЭПС оказывает шунтирующее воздействие, отводя на общий провод питания их основную часть, как показано на рисунке. Чем меньше ЭПС, тем сильнее шунтирование, что подтверждает сравнение рисунков 4а и 4б.

Необходимо заметить, что при смене фильтрующего конденсатора изменился не только размах пульсаций, но и форма. При этом примерно равными остаются очень резкие игольчатые броски напряжения. Причина их присутствия обусловлена наличием в конденсаторах ЭПИ, показанной как отдельный дроссель на рис. 3. Резкое изменение тока при его пульсации порождает на ЭПИ напряжение ЭДС самоиндукции, накладывающееся на выходное напряжение. При больших ЭПС относительный вклад игольчатых фрагментов в пульсациях напряжения малозаметен, и общая форма пульсаций носит пилообразную форму. При малых ЭПС относительный вклад ЭПИ возрастает, поэтому пульсации вместо пилообразной приобретают экспоненциальную форму. Следовательно, наблюдая за формой пульсаций выходного напряжения, можно сделать определенный вывод о влиянии на данный параметр ИИП величины ЭПС примененных конденсаторов и выбрать наилучший.

Как показано на рис. 3, пульсации высокочастотного тока порождаются не только в ИИП. Нагрузка ИМС, объединяющая в общем случае ряд цифровых устройств (коммутатор, триггер, схема совпадения, счетчик, сдвигающий регистр и пр.) является нестационарной. В ходе срабатывания отдельных элементов в ИМС также могут возникнуть значительные импульсные токи i~, и если ЭПС фильтрующего конденсатора будет недостаточно мало, шунтирование вторичных помех окажется неэффективным. В этом случае помеховые сигналы от ИМС смогут проникнуть на другие узлы, подключенные к общему ИИП, и вызвать отказ в работе прибора в целом. Поэтому в ответственных случаях проектирования конструктор должен осознанно выбирать фильтрующий конденсатор таким, чтобы он надежно подавлял пульсации тока как со стороны ИИП, так и со стороны нагрузки.

Оценка влияния температуры корпуса на основные параметры конденсатора

В таблице приведены значения максимально допустимых пульсаций тока в отобранных конденсаторах, составляющие 0,4 А для алюминиевого с жидким электролитом, 0,84 А для низкоимпедансного и 5 А для твердотельного полимерного конденсатора. Здесь фигурирует эффективное значение тока. Обращает на себя внимание значительное различие данного показателя для разнотипных конденсаторов, примерно одинаковых по габаритам. И вполне обоснованно можно предположить, что в данном случае главную роль играют не габариты, а эквивалентное последовательное сопротивление, столь разнящееся в зависимости от типа конденсатора и его емкости.

Рис. 5. Температурная зависимость корректирующего коэффициента для допустимых пульсаций тока

Если в основе ограничения напряжения на конденсаторе, содержащего пульсации, лежит опасность электрического пробоя тонкой диэлектрической окисной пленки, о чем говорилось ранее, то при ограничении пульсаций тока учитывают другой критерий, связанный с тепловым разрушением. Об отрицательном влиянии на долговечность конденсатора повышенной рабочей температуры мы поговорим несколько позже. Сейчас же лишь поясним, как учитывают и нормируют нагрев конденсатора пульсациями тока.

Известно, что при прохождении тока I через резистор сопротивлением R на нем выделяется электрическая мощность P, измеряемая в ваттах. Данное соотношение справедливо и по отношению к конденсатору, если учесть, что в качестве тока подставляют эффективное значение пульсаций тока в амперах, а эквивалентное последовательное сопротивление – в омах (чтобы мощность измерялась в ваттах), а не миллиомах, как ранее. Выделяемая на конденсаторе мощность пульсаций приводит к возрастанию температуры корпуса на ΔT градусов, которую определяют [2] по формуле:

ΔT= I2R/AH

где А– эффективная охлаждающая поверхность конденсатора, зависящая от его типоразмера, см 2;  Н– коэффициент теплового излучения, численно равный примерно 1,5…2 мВт/см2 · °С. Как можно заключить, градиент температуры в прилежащем к конденсатору пространстве прямо пропорционален значению ЭПС и возведенному в квадрат эффективному значению пульсаций тока и обратно пропорционален эффективной охлаждающей поверхности конденсатора.

Рис. 6. Температурная зависимость корректирующего коэффициента для допустимого рабочего напряжения

Принято считать, что условия эксплуатации конденсатора вполне приемлемы, если разница температуры корпуса и окружающей среды не превышает 5 °С. Именно из этих соображений рассчитывают максимальное значение пульсаций тока, приведенное в таблице. Однако вполне понятно, что условия рассеяния тепла при окружающей температуре 25 и 85 °С несколько отличаются. Поэтому для учета влияния максимально допустимых пульсаций тока на нагрев конденсатора вводят дополнительный поправочный коэффициент, графическая зависимость которого от температуры представлена на рис. 5.

Предположим, несколько примененных на выходе ИИП фильтрующих конденсаторов емкостью 100 мкФ и предельным рабочим напряжением 10 В должны рассеять пульсации тока с эффективным значением 3000 мА. Температура внутри корпуса ИИП составляет 95 °С. Поскольку для полимерного конденсатора допустимые пульсации тока составляют 2320 мА, с учетом поправочного коэффициента это значение, как показано на рисунке, при повышенной температуре не изменится. Следовательно, два полимерных конденсатора с большим запасом обеспечат требуемую надежность ИИП. В случае применения аналогичных танталовых конденсаторов учитываем, что они при комнатной температуре способны рассеять пульсации тока 1149 мА, и при температуре 95 °С следует учитывать температурный коэффициент 0,9. В результате допустимые пульсации тока для них составят 1034 мА, и для нейтрализации пульсаций 3000 мА потребуется как минимум три танталовых конденсатора, что заведомо невыгодно как с надежностной, так и экономической точки зрения. Стоимость танталовых конденсаторов может быть в несколько раз больше, чем у полимерных аналогов.

Рис. 7. Температурная зависимость относительного изменения емкости

Поправочный температурный коэффициент следует также учитывать при выборе максимально допустимого рабочего напряжения конденсатора, для чего служит диаграмма на рис. 6. Если, например, для питания некоторого устройства потребуется применить ИИП с выходным напряжением 10 В в условиях окружающей температуры 95 °С, в та- ком случае без малейшего ущерба для надежности могут быть применены твердотельные полимерные конденсаторы с предельно допустимым рабочим напряжением 10 В, и ни в коем случае – танталовые, у которых поправочный температурный коэффициент при заданной температуре 95 °С равен 0,92, то есть допустимое напряжение снизится до значения 10•0,92=9,2 В. Если предельное рабочее напряжение для танталовых конденсаторов при температуре 85 °С выбрать равным 16 В, то при 95 °С допустимое напряжение составит 16•0,92=14,72 В, что вполне удовлетворяет условиям эксперимента. Однако здесь не учитывается термостабильность танталового конденсатора, о чем будет пояснено далее, поэтому в жестких условиях оправданным оказывается применение только полимерных конденсаторов.

Изменение температуры корпуса приводит также к изменению номинального значения емкости алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом, и почти не оказывает никакого влияния на низкоимпедансный и твердотельный полимерный конденсатор, как это иллюстрирует рис. 7 для конденсаторов емкостью 15 мкФ на частоте 100 кГц. Даже при температуре –30 °С алюминиевый конденсатор уменьшает свою емкость на 25%, что делает невозможным его применение в условиях отрицательных температур. Низкоимпедансный конденсатор по термостабильности номинальной емкости незначительно превосходит твердотельный полимерный, но выбор последнего более предпочтителен, так как он намного превосходит низкоимпедансный по термостабильности ЭПС, о чем наглядно свидетельствует рис. 8. На рисунке приведены диаграммы изменения ЭПС трех конденсаторов емкостью 15 мкФ на частоте 100 кГц. При снижении температуры корпуса от 25 до –20 °С ЭПС алюминиевого конденсатора с жидким электролитом изменяется в интервале 1,5…7 Ом (увеличивается в 4,7 раза), низкоимпедансного 0,68…0,9 Ом (увеличивается на 32%), у твердотельного полимерного не изменяется и составляет 18 мОм.

Рис. 8. Температурная зависимость эквивалентного последовательного сопротивления

Теперь обратимся к рис. 3, и повторим измерения с твердотельным полимерным конденсатором емкостью 470 мкФ и предельным рабочим напряжением 16 В. Результат данного измерения повторяет полученный ранее (рис. 4б). Подчеркнем, что данные измерения проведены при комнатной температуре 25 °С. На следующем этапе исследований за счет внешнего охлаждения снизим температуру конденсатора до –20 °С, и отметим, что при этом размах пульсаций остается прежним. Попытаемся вместо полимерного конденсатора применить три алюминиевых конденсатора с жидким электролитом емкостью 470 мкФ, соединенных параллельно. При комнатной температуре пульсации напряжения иллюстрирует рис. 9а. Снова охладим конденсаторы (рис. 9б), и, как видим, размах пульсаций возрастает более чем в 2 раза. На основании проведенных измерений можно сделать вывод: применение вместо одного полимерного нескольких конденсаторов с жидким электролитом позволяет получить соизмеримо малые пульсации напряжения, однако при отрицательных температурах они недопустимо возрастают за счет изменения емкости и ЭПС последних, что исключает их использование в ответственных проектах.

Рис. 9. Влияние температуры на пульсации напряжения в конденсаторе с жидким электролитом

Рассмотренный выше подробный учет влияния температуры на параметры конденсаторов подтверждает, что наиболее термостабильным среди них является твердотельный полимерный. Однако при этом влияние частоты затрагивалось лишь косвенно, поэтому более подробно остановимся на частотной стабильности параметров.

Влияние частоты на параметры конденсаторов

На рис. 3 представлена общепринятая схема замещения конденсатора, включающая в себя электрическую емкость, ЭПС и ЭПИ. Потребность реального учета ЭПС и ЭПИ в конденсаторах возникла после того, как схемотехническое построение источников питания (ИП) как в промышленной, так и бытовой электронике претерпело качественный скачок. Используемые ранее низкочастотные ИП с трансформаторами, работающими на частоте 50 Гц, за какое-то десятилетие почти повсеместно были вытеснены ИИП благодаря их более совершенным массогабаритным показателям и более высокому КПД. Однако при этом принцип импульсного преобразования энергии на частотах в десятки килогерц предполагал, что рабочие частоты фильтрующих конденсаторов должны существенно возрасти, поскольку спектральные составляющие таких коммутирующих импульсов размещаются в диапазоне сотен килогерц – единиц мегагерц.

Для этого потребовалось учитывать полное сопротивление конденсатора Z, характер изменения которого с частотой f определяют емкостная составляющая X_C=1/2πfC и индуктивная X_L=2πfL, как это изображено на рис. 10. Поскольку емкостное сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте, с ростом частоты оно уменьшается.

Индуктивное, прямо пропорциональное частоте, наоборот – возрастает. Существует также некоторая резонансная частота fрез, на которой емкостная составляющая сопротивления по модулю уравнивается с индуктивной. Явлением резонанса обусловлен характер изменения модуля полного сопротивления, включающего в себя геометрическую сумму всех компонентов – активного R=ЭПС и реактивных X_L, X_C:

Геометрическое суммирование можно выполнить на рисунке сложением отдельных графических компонентов и убедиться, что модуль полного сопротивления вначале монотонно уменьшается, затем стабилизируется на уровне, близком к эквивалентному последовательному сопротивлению, после чего начинает расти.

Рис. 10. Качественная характеристика частотной зависимости полного сопротивления конденсатора

Подставив в вышеприведенную формулу параметры сравниваемых низкоимпедансного и полимерного конденсаторов, можно получить диаграмму изменения модуля их полного сопротивления, приведенную на рис. 11. Но это, если можно так выразиться, «теоретический продукт», не учитывающий, что емкость конденсаторов с изменением частоты отнюдь не стабильна. На практике эта зависимость весьма сильная, особенно для танталового конденсатора, как это иллюстрирует рис. 12. Алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом, уступающие танталовым по своим параметрам, рассматривать в данном аспекте не имеет смысла. Сравнивая графики для полимерных и танталовых конденсаторов, видим, что на частоте 1 кГц емкость танталового конденсатора снижается почти на 13%, на 10 кГц – на 27%, и когда частота достигает 100 кГц – уменьшается в 2 раза! Можно ли такой конденсатор применять в ответственных проектах? Ответ вполне ожидаемый.

Рис. 11. Влияние температуры на полное сопротивление танталового и полимерного конденсатора

При тех же условиях твердотельный полимерный конденсатор свою емкость почти не меняет и имеет неоспоримое преимущество перед аналогами как по частотной стабильности своих параметров, так и температурной, о чем шла речь в предыдущем разделе статьи. Но при этом никак не был затронут вопрос о влиянии температуры на долговечность конденсаторов. Рассмотрим его особо.

Влияние температуры на долговечность конденсаторов

Рис. 12. Частотная зависимость емкости танталового и полимерного конденсатора

Как установлено многолетними исследованиями, на долговечность оксидных конденсаторов определяющее влияние оказывает температура корпуса, которая зависит как от температуры окружающего воздуха (внешней теплоты), так и теплоты, порождаемой внутри конденсатора (внутренней теплоты). Внешняя теплота вызывает ускоренную деградацию образующих конденсатор элементов (рис. 1) – резинового уплотнительного диска, электролита, алюминиевых обкладок, а также испарение электролита, как упоминалось ранее. Эти разрушительные процессы ускоряются внутренней теплотой, основным источником которой является подробно рассмотренное в предыдущем разделе рассеяние на ЭПС конденсатора пульсаций тока. Именно так создается некий порочный круг отрицательных, взаимно ускоряющих друг друга процессов: тепло порождает ухудшение параметров конденсатора, ухудшение параметров приводит к возрастанию температуры конденсатора.

Таблица 2. Зависимость долговечности конденсаторов от рабочей температуры и пульсаций тока

Скорость протекания деградационных процессов в твердотельном полимерном конденсаторе гораздо меньше, чем в конденсаторах с жидким электролитом, поскольку стойкость полимера несравненно выше. Выполним расчет долговечности конденсаторов в зависимости от условий эксплуатации с помощью табличного процессора Excel на основе вспомогательных материалов от специалистов фирмы TEAPO. Отталкиваясь от максимально допустимой рабочей температуры 85°С для алюминиевых конденсаторов с жидким электролитом и 105 °С для твердотельных полимерных, будем в расчетах понижать рабочую температуру ступенями по 10 °С, одновременно изменяя пульсации рабочего тока на уровне 25%, 50%, 75% и 100% от максимально допустимого значения. Результаты расчета представлены в таблице 2. Анализируя полученные данные, можно убедиться в несомненном преимуществе твердотельных полимерных конденсаторов, поскольку при любых условиях их долговечность оказывается в 3…6 раз выше по сравнению с конденсаторами на основе жидкого электролита. Да и сами исходные условия для полимерных конденсаторов несопоставимо тяжелее. Например, максимально жесткий режим у конденсаторов с жидким электролитом соответствует температуре 85 °С и пульсациям тока 0,4 А, а у полимерных – 105 °С и 5 А. Аналогичный вывод можно получить при анализе диаграмм, размещенных на рис. 13. Здесь учитывают необратимое уменьшение емкости конденсатора в процессе эксплуатации и считают, что конденсатор подлежит замене при снижении емкости более допустимых техническими условиями (ТУ) пределов – 10 или 20%.

Таблица 3. Твердотельные полимерные конденсаторы фирмы ТЕАРО

Рис. 13. Температурная зависимость долговечности танталового и полимерного конденсатора

Подводя итог проведенному сравнительному анализу параметров трех различающихся по технологии изготовления типов конденсаторов, можно сделать вывод о несомненном преимуществе параметров полимерного конденсатора серии CG. Компания TEAPO производит также множество других серий полимерных конденсаторов, но в рамках одной статьи подробно их осветить просто невозможно, поэтому ограничимся лишь общей характеристикой.

Обзор полимерных конденсаторов фирмы ТЕАРО

Полную номенклатуру конденсаторов, производимых фирмой ТЕАРО, и подробную характеристику параметров можно почерпнуть из источника [4]. Вкратце познакомимся лишь с твердотельными полимерными, представленными в таблице 3.

Рис. 14. Габаритные размеры полимерных конденсаторов серии CG

Пользуясь приведенными в таблице данными, конструктор в соответствии с техническим заданием на прорабатываемый проект сможет выбрать такой типономинал твердотельного полимерного конденсатора, который позволит без труда достичь требуемых технических параметров устройства. Данные по ЭПС для конкретного конденсатора представляют собой некоторое значение в интервале, показанном в таблице, причем, как это пояснялось ранее, с уменьшением емкости выбранного конденсатора его ЭПС возрастает, и наоборот.

Рис. 15. Маркировка полимерных конденсаторов

Габаритные размеры твердотельных полимерных конденсаторов также сильно разнятся в зависимости от серии, емкости и максимально допустимого рабочего напряжения. Приведем данные лишь для используемых нами в испытании конденсаторов серии CG (рис. 14). Здесь диаметр корпуса D может принимать значения от 4 до 10 мм, диаметр выводов d – 0,45…0,6 мм, высота корпуса H – 5,4…12,5 мм, межвыводное расстояние P – 1,5…5±0,5 мм. Для остальных типономиналов требуемые характеристики без труда можно найти в [4].

Маркировка конденсаторов производится на торцевой стороне корпуса так, как это показано на рис. 15.

Заключение

Стремительное развитие рынка электронной техники в настоящее время ускоряется благодаря зарождению и становлению все новых и новых прикладных цифровых и интернет-технологий. Производители в сегменте инновационных приборов и оборудования, стремясь обеспечить себе конкурентные преимущества на рынке за счет безупречной надежности своих продуктов, вынуждены применять комплектующие компоненты с высочайшими техническими параметрами. Также одним из определяющих критериев выбора элементной базы служит репутация ее поставщика. Удачным примером производителя с мировым именем, который одновременно с постоянным высоконаучным обеспечением своего производства руководствуется грамотным менеджментом в области ценовой политики реализуемых на рынке пассивных элементов, заслуженно следует признать компанию Teapo Electronic Corporation.

Данная фирма осуществляет прямые поставки своей продукции более чем четыремстам ведущим производителям компьютерной техники и телекоммуникационного оборудования, блоков питания и бытовой электронной техники, среди которых можно назвать всемирно известные компании LiteOn, Dell, Asus, Gigabyte, Elitegroup, Motorola, Hewlett Packard и многие другие.

Приведенная аргументация стратегии выбора элементной базы наряду с широкой технической поддержкой своей продукции, осуществляемой компанией Teapo Electronic Corporation, для любого конструктора, выбирающего в своей практической деятельности полимерные конденсаторы от данного производителя, служит убедительной гарантией того, что разработанный им прибор не ухудшит технические показатели в течение всего расчетного срока службы.

 

Дополнительную информацию о продукции Teapo Electronic Corporation можно получить у официального дистрибьютора в России и Украине – компании PT Electronics, [email protected].

 

Литература

1. http://www.teapo.com.tw

2. https://ptelectronics.ru/wp-content/uploads/Teapo_polymer_cap_2014.ppt

3. Introduction of Life Calculation Formula — https://ptelectronics.ru/wp-content /uploads/20140108 _ Alum_ E- CAP_ Life _Calculation_Formula_Intro.ppt

4. Full Page Catalog www.teapo.com/WebSiteFile/Download/Catalog.pdf

 

Таблицы максимальных значений ESR у электролитических конденсаторов

Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?

Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.

Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости C, которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос. Далее резистор R_s, который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка.

Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp. Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.

Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L.

Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.

Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:

• Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;
• Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок. Активное сопротивление проводов;
• Контактное сопротивление между обкладками и выводами;
• Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.

Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (Equivalent Serial Resistance).

Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.

Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще. Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR, что означает «низкое ЭПС».

При ремонте любой аппаратуры необходимо производить замеры ESR при помощи специального измерительного прибора — ESR-метра. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На сегодняшний день самый доступный — это универсальный тестер радиокомпонентов LCR-T4 Tester, функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов. В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.

Максимально допустимые значения ESR электролитических конденсаторов приведены в таблицах ниже.

1. Максимально-допустимые ESR конденсаторов Китайского и японского производства

2. ESR новых электролитических конденсаторов замеренных тестером LCR T4

В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №2) использовались новые конденсаторы разных производителей.

3. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.

Таблица преобразования конденсаторов

»Электроника

Значения конденсатора могут быть выражены в мкФ, нФ и пФ, и часто требуется преобразование значений между ними, нФ в мкФ, нФ в пФ и наоборот.

---

Capacitance Учебное пособие включает:
Capacitance Формулы конденсатора Емкостное реактивное сопротивление Параллельные конденсаторы Последовательные конденсаторы Диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость Коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь, ESR Таблица преобразования конденсаторов

---

Конденсаторы — это очень распространенная форма электронных компонентов, и номиналы конденсаторов обычно выражаются в микрофарадах, мкФ (иногда мкФ, когда микроконтроллер недоступен), нанофарадах, нФ и пикофарадах, пФ.

Часто эти множители перекрываются. Например, 0,1 мкФ также можно выразить как 100 нФ, и есть еще много примеров такого рода путаницы в обозначениях.

Также в некоторых областях использование нанофарад, нФ, менее распространено, значения выражаются в долях мкФ и большим кратным пикофарадам, пФ. В этих обстоятельствах может потребоваться преобразование в нанофарады, нФ, когда доступны компоненты, отмеченные в нанофарадах.

Иногда может сбивать с толку, когда на принципиальной схеме или в списке электронных компонентов может указываться значение, например, в пикофарадах, а в списках дистрибьютора электронных компонентов в магазине электронных компонентов может упоминаться это в другом.

Также при проектировании электронной схемы необходимо убедиться, что значения электронных компонентов указаны в текущем кратном десяти. Вылет в десять раз может быть катастрофой!

Таблица преобразования конденсаторов ниже показывает эквиваленты между & microF, nF и pF в удобном табличном формате. Часто при покупке у дистрибьютора электронных компонентов или в магазине электронных компонентов в маркировке спецификаций могут использоваться другие обозначения, и может потребоваться их преобразование.

Значения конденсаторов могут быть в диапазоне 10 ⁹ и даже больше, поскольку в настоящее время используются суперконденсаторы. Чтобы избежать путаницы с большим количеством нулей, присваиваемых значениям различных конденсаторов, широко используются общие префиксы pico (10 ^-12 ), nano (10 ^-9 ) и micro (10 ^-6 ). При преобразовании между ними иногда полезно иметь таблицу преобразования конденсаторов или таблицу преобразования конденсаторов для различных значений конденсаторов.

Еще одним требованием для преобразования емкости является то, что для некоторых схем маркировки конденсаторов фактическое значение емкости указывается в пикофарадах, после чего требуется преобразование значения в более обычные нанофарады или микрофарады.

Также другие формы электронных компонентов используют те же формы умножителя. Резисторы, как правило, не подходят, поскольку их значения измеряются в Ом и более высоких кратных, таких как кОм или & МОм, но индуктивности измеряются в Генри, а значения намного меньше.Поэтому милли-Генри и микро-Генри широко используются, и поэтому могут потребоваться аналогичные преобразования.

Калькулятор преобразования емкости

Калькулятор преобразования значений емкости, представленный ниже, позволяет легко преобразовывать значения, выраженные в микрофарадах: мкФ, нанофарадах: нФ и пикофарадах: пФ. Просто введите значение и то, в чем оно выражается, и значение будет отображаться в мкФ, нФ и пФ, а также значение в фарадах!

Калькулятор преобразования емкости

Преобразовать электростатическую емкость.

Конденсатор Таблица преобразования

Диаграмма или таблица, подтверждающая простой перевод между микрофарадами, мкФ; нанофарады, нФ, и пикофарады, пФ приведены ниже. Это помогает уменьшить путаницу, которая может возникнуть при переключении между разными множителями значений.

Таблица преобразования значений конденсатора пФ в нФ, мк в нФ и т. Д. .
микрофарад (мкФ)	Нанофарад (нФ)	Пикофарады (пФ)
0.000001	0,001	1
0,00001	0,01	10
0,0001	0,1	100
0,001	1	1000
0,01	10	10000
0,1	100	100000
1	1000	1000000
10	10000	10000000
100	100000	100000000

Эта таблица преобразования конденсаторов или таблица преобразования конденсаторов позволяет быстро и легко найти различные значения, указанные для конденсаторов, а также преобразование между пикофарадами, нанофарадами и микрофарадами.

Популярные преобразования конденсаторов

Существует несколько популярных способов записи значений конденсаторов. Часто, например, керамический конденсатор может иметь значение 100 нФ. При использовании в цепях с электролитическими конденсаторами часто бывает интересно понять, что это 0,1 мкФ. Эти полезные преобразования могут помочь при проектировании, создании или обслуживании схем.

Преобразование обычных конденсаторов
100 пФ = 0,1 нФ
1000 пФ = 1 нФ
100 нФ = 0.1 мкФ

При проектировании схем или любом использовании конденсаторов часто бывает полезно иметь в виду эти преобразования конденсаторов, поскольку значения переходят от пикофарад к нанофарадам, а затем от нанофарад к микрофарадам.

Более подробная таблица коэффициентов преобразования между различными значениями, нФ в пФ, мкФ в нФ и т. Д., Приведена ниже.

Таблица коэффициентов преобразования между мкФ, нФ и пФ
Преобразовать	Умножить на:
от пФ до нФ	1 x 10 -3
от пФ до мкФ	1 x 10 -6
нФ в пФ	1 х 10 3
от нФ до мкФ	1 x 10 -3
мкФ до пФ	1 х 10 6
мкФ до нФ	1 х 10 3

Номенклатура преобразования конденсаторов

Хотя большинство современных схем и описаний компонентов используют номенклатуру мкФ, нФ и пФ для детализации значений конденсаторов, часто в старых схемах цепей, описаниях схем и даже самих компонентах может использоваться множество нестандартных сокращений, и это не всегда может быть понятно именно то, что они означают.

Основные варианты для различных подмножителей емкости приведены ниже:

• Микрофарад, мкФ: Значения для конденсаторов большей емкости, таких как электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и даже некоторых бумажных конденсаторов, измеренные в микрофарадах, могли быть обозначены в мкФ, мФД, МФД, МФ или мкФ. Все они относятся к величине, измеренной в мкФ. Эта терминология обычно связана с электролитическими конденсаторами и танталовыми конденсаторами.
• Нано-Фарад, нФ: Терминология нФ или нано-Фарад не использовалась широко до стандартизации терминологии, и поэтому это подмноженное не имело множества сокращений. Термин нанофарад стал использоваться гораздо шире в последние годы, хотя в некоторых странах его использование не так широко, и значения выражаются в большом количестве пикофарад, например 1000 пФ на 1 нФ или доли микрофарады, например 0,001 мкФ, опять же для нанофарада.Эта терминология обычно ассоциируется с керамическими конденсаторами, металлизированными пленочными конденсаторами, включая многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа, и даже с некоторыми современными конденсаторами из серебряной слюды.
• Пико-Фарад, пФ: Снова использовались различные сокращения, чтобы указать значение в пикофарадах, пФ. Используемые термины включали: микроромикрофарады, mmfd, MMFD, uff, мкФ. Все они относятся к значениям в пФ. Значения конденсаторов, измеряемые в пикофарадах, часто используются в радиочастотных схемах и оборудовании.Соответственно, эта терминология используется в основном для керамических конденсаторов, но она также используется для серебряных слюдяных конденсаторов и некоторых пленочных конденсаторов.

Стандартизация терминологии помогла в преобразовании значений из одного подмножества в другое. Это означает, что места для недопонимания значительно меньше. Проще преобразовать из мкФ в нФ и пФ. Это часто бывает полезно, когда на принципиальной схеме может упоминаться номинал конденсатора, упомянутый одним способом, а в списках дистрибьюторов электронных компонентов — другим.

Таблица преобразования емкости очень полезна, потому что разные производители электронных компонентов могут маркировать компоненты по-разному, иногда обозначая их как несколько нанофарад, тогда как другие производители могут маркировать свои эквивалентные конденсаторы как доли микрофарад и так далее. Очевидно, что дистрибьюторы электронных компонентов и магазины электронных компонентов будут использовать номенклатуру производителей.

Точно так же принципиальные схемы могут по-разному обозначать компоненты, часто для сохранения общности и т. Д.Соответственно, это помогает иметь возможность конвертировать пикофарады в нанофарады и микрофарады и наоборот. Это может помочь идентифицировать компоненты, отмеченные значениями, выраженными в нанофарадах, когда в спецификации или списке деталей для схемы могут быть значения, выраженные в микрофарадах, мкФ и пикофарадах, пФ.

Часто бывает полезно иметь возможность использовать калькулятор преобразования емкости, подобный приведенному выше, но часто вы знакомы с преобразованиями, и популярные эквиваленты, такие как 1000 пФ — это нанофарад, а 100 нФ — 0.1 мкФ.

При использовании электронных компонентов и проектировании электронных схем эти преобразования быстро становятся второй натурой, но даже в этом случае таблицы преобразования емкости и калькуляторы часто могут быть очень полезными. Эти преобразования, очевидно, полезны для конденсаторов, а также других электронных компонентов, таких как индукторы.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение Текущий Сопротивление Емкость Мощность Трансформеры RF шум Децибел, дБ Q, добротность
Вернуться в меню «Основные понятия».. .

Основы номиналов конденсаторов

Существуют некоторые стандартные значения конденсаторов, которые со временем менялись. Чтобы найти значение, необходимое для вашей схемы, вам нужно знать, как обращаться с префиксами. И вам нужно знать, как рассчитать номиналы конденсаторов.

Если вы искали конденсаторы, вы, вероятно, видели много разных букв и странных значений. Вроде 0,47 или 22 пФ. Это немного сбивает с толку, но понять, что это значит, несложно.

Из этой статьи вы узнаете наиболее стандартные номиналы конденсаторов, используемые префиксы и как рассчитать номинал конденсатора для вашей схемы.

Префиксы

Значения конденсаторов указаны в Фарадах. Используемый символ — F. Он назван в честь английского физика Майкла Фарадея.

Но 1 фарад довольно большой. Значения конденсаторов обычно указываются с префиксом. Часто приходится работать с емкостью конденсаторов от пикофарад до микрофарадов.

Чтобы упростить работу с этим, я покажу вам, как работают префиксы.(-12). Также можно записать 0.000000000001

Вот таблица с наиболее распространенными префиксами для конденсаторов:

Какие номиналы конденсаторов существуют?

Конденсаторы

доступны во многих номиналах. Со временем появились некоторые стандартные ценности. Вот таблица с сайта rfcafe.com с наиболее часто встречающимися значениями конденсаторов:

Таблица с сайта rfcafe.com

Как выбрать номиналы конденсаторов?

Вы выбираете емкость конденсатора, используя постоянную времени RC:

Эта константа дает вам время, за которое напряжение в RC-цепи изменится с 0% до 63% от его полного значения.

Вы можете использовать эту постоянную времени для расчета частоты среза в фильтре или того, как долго будет задержка в цепи мигающего света.

Расчет емкости конденсатора для цепи

Фильтр нижних частот с использованием конденсатора и резистора

Допустим, мы хотим сделать фильтр нижних частот с частотой среза 15 кГц. Формула для расчета частоты среза:

и переключая его, мы можем вычислить для C:

Теперь давайте выберем резистор 1 кОм.Это дает нам:

Итак, чтобы получить частоту среза 15 кГц, нам понадобится резистор 1 кОм и конденсатор 11 нФ.

Конденсаторы различных типов

Чтобы все было еще более запутанным, конденсаторы бывают разных типов. Я написал простое руководство о том, как выбрать тип конденсатора, который вам следует проверить.

Нет необходимости запоминать эти вещи. Просто добавьте эту страницу в закладки, и в дальнейшем у вас будет легкий доступ к ней. Когда вы используете префиксы и формулу достаточное количество раз, вы автоматически запомните их.

Возвращение значений конденсаторов к электронным компонентам онлайн

Таблица преобразования значений стандартных конденсаторов

пФ — нФ

Вот моя полная таблица преобразования для всех стандартных номиналов конденсаторов. Эта диаграмма позволяет конвертировать между пикофарадами, нанофарадами и микрофарадами. При всех перечисленных здесь значениях вам не понадобится калькулятор.

6847 нФ91 нФ 900 900 пФ 0,11 мкФ0 пФ5 мкФ00 пФ

пикофарад	нанофарад	мкФ
1.0 пФ	0,0010 нФ	0,0000010 мкФ
1,1 пФ	0,0011 нФ	0,0000011 мкФ
1,2 пФ	0,0012 нФ	0,0000012 мкФ
1,3 пФ	0,0013 нФ	0,0013 нФ	0,0013 нФ 0,0000013 мкФ
1,5 пФ	0,0015 нФ	0,0000015 мкФ
1,6 пФ	0,0016 нФ	0,0000016 мкФ
1,8 пФ	0.0018 нФ	0,0000018 мкФ
2,0 пФ	0,0020 нФ	0,0000020 мкФ
2,2 пФ	0,0022 нФ	0,0000022 мкФ
2,4 пФ	0,0024 нФ	0,0000024 мкФ
2,7 пФ	0,0027 нФ	0,0000027 мкФ
3,0 пФ	0,0030 нФ	0,0000030 мкФ
3,3 пФ	0,0033 нФ	0.0000033 мкФ
3,6 пФ	0,0036 нФ	0,0000036 мкФ
3,9 пФ	0,0039 нФ	0,0000039 мкФ
4,3 пФ	0,0043 нФ	0,0000043 мкФ
0,0047 нФ	0,0000047 мкФ
5,1 пФ	0,0051 нФ	0,0000051 мкФ
5,6 пФ	0,0056 нФ	0,0000056 мкФ
6.2 пФ	0,0062 нФ	0,0000062 мкФ
6,8 пФ	0,0068 нФ	0,0000068 мкФ
7,5 пФ	0,0075 нФ	0,0000075 мкФ
8,2 пФ	0,0082 нФ 0,0000082 мкФ
9,1 пФ	0,0091 нФ	0,0000091 мкФ
10 пФ	0,010 нФ	0.000010 мкФ
11 пФ	0,011 нФ	0,000011 мкФ
12 пФ	0,012 нФ	0,000012 мкФ
13 пФ	0,013 нФ	0,000013 мкФ
	0,015 нФ	0,000015 мкФ
16 пФ	0,016 нФ	0,000016 мкФ
18 пФ	0,018 нФ	0,000018 мкФ
20 пФ	0.020 нФ	0,000020 мкФ
22 пФ	0,022 нФ	0,000022 мкФ
24 пФ	0,024 нФ	0,000024 мкФ
27 пФ	0,027 нФ	0,000027 мкФ
30 пФ	0,030 нФ	0,000030 мкФ
33 пФ	0,033 нФ	0,000033 мкФ
36 пФ	0,036 нФ	0.000036 мкФ
39 пФ	0,039 нФ	0,000039 мкФ
43 пФ	0,043 нФ	0,000043 мкФ
47 пФ	0,047 нФ	51 0,000047 мкФ
	0,051 нФ	0,000051 мкФ
56 пФ	0,056 нФ	0,000056 мкФ
62 пФ	0,062 нФ	0,000062 мкФ
68 пФ	0.068 нФ	0,000068 мкФ
75 пФ	0,075 нФ	0,000075 мкФ
82 пФ	0,082 нФ	0,000082 мкФ
91 пФ	0,091 нФ	0,000057 мкФ
100 пФ	0,10 нФ	0,00010 мкФ
110 пФ	0,11 нФ	0,00011 мкФ
120 пФ	0.12 нФ	0,00012 мкФ
130 пФ	0,13 нФ	0,00013 мкФ
150 пФ	0,15 нФ	0,00015 мкФ
160 пФ	0,16 нФ	0,00016 мкФ
180 пФ	0,18 нФ	0,00018 мкФ
200 пФ	0,20 нФ	0,00020 мкФ
220 пФ	0,22 нФ	0,00022 мкФ
240 пФ	0.24 нФ	0,00024 мкФ
270 пФ	0,27 нФ	0,00027 мкФ
300 пФ	0,30 нФ	0,00030 мкФ
330 пФ	0,33 нФ	0,00057 мкФ
360 пФ	0,36 нФ	0,00036 мкФ
390 пФ	0,39 нФ	0,00039 мкФ
430 пФ	0,43 нФ	0,00043 мкФ
470 пФ	0,00047 мкФ
510 пФ	0,51 нФ	0,00051 мкФ
560 пФ	0,56 нФ	0,00056 мкФ
620 пФ	0,62 нФ	0,000
680 пФ	0,68 нФ	0,00068 мкФ
750 пФ	0,75 нФ	0,00075 мкФ
820 пФ	0,82 нФ	0,00082 мкФ
910 пФ	0,00091 мкФ
1000 пФ	1,0 нФ	0,0010 мкФ
1100 пФ	1,1 нФ	0,0011 мкФ
1200 pF	1,2 нФ	0,0012 мкФ
1300 пФ	1,3 нФ	0,0013 мкФ
1500 пФ	1,5 нФ	0,0015 мкФ
1600 пФ	1.6 нФ	0,0016 мкФ
1800 пФ	1,8 нФ	0,0018 мкФ
2000 пФ	2,0 нФ	0,0020 мкФ
2200 пФ	2,2 нФ	0,0022 мкФ
2400 пФ	2,4 нФ	0,0024 мкФ
2700 пФ	2,7 нФ	0,0027 мкФ
3000 пФ	3,0 нФ	0,0030 мкФ
3300 пФ	3.3 нФ	0,0033 мкФ
3600 пФ	3,6 нФ	0,0036 мкФ
3900 пФ	3,9 нФ	0,0039 мкФ
4300 пФ	4,3 нФ	0,0043 мкФ
4700 пФ	4,7 нФ	0,0047 мкФ
5100 пФ	5,1 нФ	0,0051 мкФ
5600 пФ	5,6 нФ	0,0056 мкФ
6200 пФ	6.2 нФ	0,0062 мкФ
6800 пФ	6,8 нФ	0,0068 мкФ
7500 пФ	7,5 нФ	0,0075 мкФ
8200 пФ	8,2 нФ	0,0082 мкФ
9100 пФ	9,1 нФ	0,0091 мкФ
10000 пФ	10 нФ	0,010 мкФ
11000 пФ	11 нФ	0.011 мкФ
12000 пФ	12 нФ	0,012 мкФ
13000 пФ	13 нФ	0,013 мкФ
15000 пФ	15 нФ	0,015 мкФ
16000 пФ	16 нФ	0,016 мкФ
18000 пФ	18 нФ	0,018 мкФ
20000 пФ	20 нФ	0,020 мкФ
22000 пФ	22 нФ	0.022 мкФ
24000 пФ	24 нФ	0,024 мкФ
27000 пФ	27 нФ	0,027 мкФ
30000 пФ	30 нФ	0,030 мкФ
33000 пФ	33 нФ	0,033 мкФ
36000 пФ	36 нФ	0,036 мкФ
39000 пФ	39 нФ	0,039 мкФ
43000 пФ	43 нФ	0.043 мкФ
47000 пФ	47 нФ	0,047 мкФ
51000 пФ	51 нФ	0,051 мкФ
56000 пФ	56 нФ	0,056 мкФ
62000 пФ	62 нФ	0,062 мкФ
68000 пФ	68 нФ	0,068 мкФ
75000 пФ	75 нФ	0,075 мкФ
82000 пФ	82 нФ	0.082 мкФ
91 нФ	0,091 мкФ
100000 пФ	100 нФ	0,10 мкФ
1168 110000 пФ	110 нФ
120000 пФ	120 нФ	0,12 мкФ
130000 пФ	130 нФ	0,13 мкФ
150000 пФ	150 нФ	0.15 мкФ
160000 пФ	160 нФ	0,16 мкФ
180000 пФ	180 нФ	0,18 мкФ
200000 пФ	200 нФ	0,20 мкФ
220000 пФ	220 нФ	0,22 мкФ
240000 пФ	240 нФ	0,24 мкФ
270000 пФ	270 нФ	0,27 мкФ
300000 пФ	300 нФ	0.30 мкФ
330000 пФ	330 нФ	0,33 мкФ
360000 пФ	360 нФ	0,36 мкФ
3 пФ	390 нФ	0,39 мкФ
430000 пФ	430 нФ	0,43 мкФ
470000 пФ	470 нФ	0,47 мкФ
510000 пФ	510 нФ	0,51 мкФ
560000 пФ	560 нФ	56 мкФ
620000 пФ	620 нФ	0,62 мкФ
680000 пФ	680 нФ	0,68 мкФ
750000 пФ	750 нФ	0,75 мкФ
8200	820 нФ	0,82 мкФ
910 нФ	0,91 мкФ
1000000 пФ	1000 нФ	1.0 мкФ
1100000 пФ	1100 нФ	1,1 мкФ
1200000 пФ	1200 нФ	1,2 мкФ
1300000 пФ	1300 нФ	1,3 мкФ
1500000 пФ	1500 нФ	1,5 мкФ
1600000 пФ	1600 нФ	1,6 мкФ
1800000 пФ	1800 нФ	1,8 мкФ
2000000 пФ	2000 нФ	2.0 мкФ
2200000 пФ	2200 нФ	2,2 мкФ
2400000 пФ	2400 нФ	2,4 мкФ
2700000 пФ	2700 нФ	2,7 мкФ
	3000 нФ	3,0 мкФ
3300000 пФ	3300 нФ	3,3 мкФ
3600000 пФ	3600 нФ	3,6 мкФ
3 0 пФ	3900 нФ	3.9 мкФ
4300000 пФ	4300 нФ	4,3 мкФ
4700000 пФ	4700 нФ	4,7 мкФ
5100000 пФ	5100 нФ	5,1 мкФ
5600	5600 нФ	5,6 мкФ
6200000 пФ	6200 нФ	6,2 мкФ
6800000 пФ	6800 нФ	6,8 мкФ
7500000 пФ	7500 7.
8200000 пФ	8200 нФ	8,2 мкФ
9100 нФ	9,1 мкФ

Выбор номиналов конденсаторов может стать настоящей головной болью для большинства любителей и инженеров. «Какие стандартные значения?» это то, о чем я иногда спрашиваю себя.

Еще хуже, когда вам приходится ходить по магазинам в поисках нужного вам значения, потому что некоторые магазины могут указывать его в пФ, в то время как другие используют нФ, так что вы в конечном итоге конвертируете между пикофарадами, нанофарадами и микрофарадами, чтобы выяснить, то же самое.

Что ж, не бойтесь больше, потому что Пит здесь, и я решил сделать полную диаграмму для серии E24. Ни в одной поисковой системе не было сайта с такой диаграммой, показывающей каждую ценность вместе с конверсией. На вычисления у меня ушло много времени, так что будем надеяться, что кто-то сочтет это полезным.

Как читать значение кода конденсатора

Очень простой метод считывания значения конденсатора

Нажмите здесь, чтобы увидеть цветовой код резистора и код резистора SMD

• На керамических дисковых конденсаторах напечатан двух- или трехзначный код.

• Первые два числа описывают емкость конденсатора, а третье число — количество нулей в умножителе.

• Когда первые два числа умножаются на множитель, результирующее значение является значением конденсатора в пикофарадах .

• Если есть только два числа, это означает, что множителя нет. Затем вы просто считываете значение первых двух чисел в пикофарадах .

• Если на каком-либо конденсаторе напечатано 10 — тогда его значение будет 10 PF

• Когда на каком-либо конденсаторе напечатано 104 — он имеет множитель 4 (третье число кода).10 умножается на 10 × 10 ⁴ = 10000. Тогда его значение 10 × 10000 = 100000ПФ

Вот таблица наиболее часто используемых кодов керамических конденсаторов и их преобразование единиц в Micro, Nano и Picofarad

Последнее число является степенью 10 и умножается на первые два числа.

Если конденсатор имеет код 682 — сначала проверьте последнее «нет», здесь последнее «нет» — 2. Теперь множитель 10 ²

Например —

• 204 = 20 × 10 ⁴ = 200000 ПФ
• 472 = 47 × 10 ² = 4700 ПФ
• 502 = 50 × 10 ² = 5000 ПФ
• 330 = 33 × 10 ⁰ = 33 ПФ [10 ⁰ = 1]

ЕДИНИЦ —

• 1000 нанофарад (нФ) = 1 микрофарад (мкФ)
• 1 пикофарад = 10 ^-12 фарад.
• Нано = 10 ^-9
• Микро = 10 ^-6
• 1 нанофарад = 10 ^-9 фарад
• 1 Микрофарад (мкФ) = 10 ^-6 Фарад

1 нФ = 1000 пФ
1 пФ = 0,001 нФ

Пример:

преобразовать 15 нФ в пФ:
15 нФ = 15 × 1000 пФ = 15000 пФ

Коды полиэфирной пленки и металлизированного пленочного конденсатора

Если конденсатор имеет маркировку 2A474J , емкость декодируется, как описано выше, два первых знака представляют собой номинальное напряжение и могут быть декодированы из приведенной ниже таблицы. 2A — это 100 В постоянного тока в соответствии со стандартом EIA (Electronic Industries Alliance).

Вторая буква будет температурным коэффициентом, если он присутствует.

Некоторые конденсаторы имеют маркировку только 0,1 или 0,01 , в большинстве случаев значения указаны в мкФ.

Некоторые конденсаторы малой емкости могут быть помечены буквой R. Если код 3R9, то R является индикатором значений менее 10 пФ и не имеет ничего общего с сопротивлением.3R9 будет 3,9 пФ.

105J = 10 × 105 = 1000000pf = 1000nf = 1.0 мкФ

j = +/- 5% Допуск

104 = 10 × 104 = 100000pf = 100nf = 0,1 мкФ

j = допуск + — 5%

2A = номинальное напряжение 100 В постоянного тока

Обязательно к прочтению

Об авторе

Админ

Привет, меня зовут Аман Бхарти, я интересуюсь изготовлением и изучением электроники, принципиальной схемы, проектированием и компоновкой печатных плат и т. Д.Мне нравится делиться знаниями и всеми идеями с людьми, которые я получаю из «Моего эксперимента» и из разных источников. Я стараюсь максимально подробно описать детали схемы с результатами испытаний. Если вы хотите что-то предложить или прокомментировать, оставьте свой комментарий в поле для комментариев на соответствующей странице.

Как читать значения конденсаторов?

У вас есть связка из конденсаторов , лежащих вокруг, и вы не можете их использовать, потому что вам неизвестна их номинальная стоимость ? Наряду с резисторами , конденсаторами являются второй наиболее часто используемой деталью практически в любой аудиосхеме, и возможность считывания их значения является обязательной для любого электронного любителя .Продолжайте читать и узнайте, как узнать номинал конденсатора по его маркировке !

КОНДЕНСАТОРЫ — ЕДИНИЦЫ

Возможность быстро считывать значение конденсатора и возможность переключаться между модулями — важный навык, который поможет вам сэкономить много времени при создании педалей эффектов или даже ваших собственных проектов DIY. Прежде всего, мы объясним, как устройства работают с конденсаторами. Базовый конденсаторный блок — Фарад . Проблема в том, что этот блок действительно огромен, и в большинстве проектов номиналы конденсаторов намного ниже, а работа с числами вроде 0,0000000047 фарад довольно неудобна и подвержена ошибкам.Вот почему, если с резисторами мы используем килоОм (10 Ом) и Мега Ом (10 Ом), то с конденсаторами мы используем делителей основного блока . Вот их:

• пикофарад ( пФ ) — это наименьший блок , используемый в аудиосхемах, и обычно ассоциируется с керамическими конденсаторами , поскольку они имеют очень низкое значение. 1 пФ = 10⁻¹² F = 0,000000000001 F
• нанофарад ( нФ ) является наиболее распространенной единицей, и стандартные полиэфирные конденсаторы обычно попадают в этот диапазон. 1nF = 10⁻⁹ F = 0,000000001 F
• мкФ ( мкФ ) в основном используется с электролитическими конденсаторами , так как они имеют более высокое значение емкости, чем другие. 1 мкФ = 10⁻⁶ F = 0,000001 F

Как это может показаться немного запутанным, вот справочная таблица конденсатора с соотношением между ними:

Таблица 1: Соотношение единиц емкости

КОНДЕНСАТОРЫ — ЧТЕНИЕ

Чтобы усложнить задачу, не все конденсаторы имеют одинаковую систему маркировки , поэтому мы должны сделать разницей между тремя основными типами конденсаторов: электролитический, керамический и полиэфирный .Начнем с электролитических , так как они самые простые для чтения. Полиэстер и керамика имеют одинаковую систему маркировки, но с некоторыми небольшими различиями . В следующих примерах мы будем использовать изображения некоторых конденсаторов, которые мы отправляем с нашими наборами педалей эффектов для самостоятельного изготовления , поэтому обязательно возьмите один, и примените свои знания на практике !

---

1 — Конденсаторы электролитические

Пример: значение электролитического конденсатора

---

Пример : электролитический конденсатор 100 мкФ, максимум 400 В.

Электролитические конденсаторы довольно просты для чтения : поскольку они довольно большие по сравнению с остальными, значение прямо записано в корпусе . Единица измерения также указана, но, поскольку они имеют большие значения емкости, выбранная единица — мкФ ( мкФ ) почти в 100% случаев, даже если единица меньше (например, электролитический конденсатор 220 нФ будет помечен как 0,22 мкФ , а не 220 нФ). Кроме того, также можно считать максимальное напряжение конденсатора .Это значение напряжения, которое не должно превышаться ни при каких обстоятельствах , так как конденсатор может быть необратимо поврежден и даже взорваться.

---

2 — Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы на меньше электролитических, поэтому на них нельзя записать полную стоимость плюс единицу. Вместо этого у них трехзначная система кодирования . Первые две цифры представляют собой значение конденсатора , а третья — количество нулей , которые нужно добавить справа.Таким образом, мы получаем значение конденсатора в пикофарадах .

---

Пример 1: керамический конденсатор обозначен как 104

— 10 → базовое значение
— 4 → количество нулей для добавления

— Значение : 100000 пФ = 100 нФ

Пример 1: чтение значения керамического конденсатора

---

Пример 2: чтение значения керамического конденсатора

Пример 2:

У этого конденсатора всего две цифры.Что делать в этом случае? Когда значение меньше, чем 100 пФ , только две цифры используются для непосредственной маркировки емкости конденсатора. В данном случае имеем конденсатор 22пФ . Обычные значения: 47 пФ (обозначено 47), 470 пФ (обозначено 471). Что касается максимального напряжения, керамические конденсаторы имеют больших значений (~ 50 В), поэтому маловероятно, что вы повредите их, превысив его!

---

3 — Конденсаторы полиэфирные

Если вы умеете правильно читать керамические конденсаторы, у вас не должно возникнуть проблем с полиэфирами! Маркировка конденсаторов из полиэстера работает так же, как и для керамики , но обычно на них написано больше информации.Они могут показаться немного более запутанный из-за этого, но вам нужно только сосредоточиться на трех последовательных цифрах . В отличие от керамики, которая может иметь две цифры для некоторых значений, полиэфиры всегда имеют три цифры , поэтому их будет легко идентифицировать. Дополнительная информация появляется только в некоторых случаях и показывает допуск , , что составляет , насколько реальное значение может отличаться от обозначенного (буква рядом со значением) и максимального напряжения рейтинг, который нельзя превышать (цифра + буквенный код или цифра, в зависимости от конденсатора).В таблице ниже вы можете найти эквивалентов между кодами и значениями .

Пример 1: Показание значения конденсатора из зеленого полиэстера

---

Пример 1: зеленый полиэфирный конденсатор с маркировкой 2A104J

— 10 → базовое значение
— 4 → количество нулей для добавления
— 2A → 100V, обозначенные цифрой + буквенный код
— J → допуск 5%

— Значение : 100000 пФ → 100 нФ ± 5%, 100 В максимум

— Насколько реальное значение может отличаться от от обозначенного? 100 нФ x 5% = 5 нФ → реальная емкость конденсатора будет в диапазоне 95 нФ — 105 нФ

В то время как резисторы имеют более жесткие допуски (обычно 1% -5%), с конденсаторами все, что ниже 10%, является хорошим допуском , и мы разрабатываем наши схемы педалей эффектов, чтобы эти допуски не влияли на конечный результат .

Таблица 2: Таблица допусков и кодов напряжения полиэфирного конденсатора

---

Пример 2: показание значения конденсатора коробки из полиэстера

Пример 2: полиэфирный конденсатор коробчатого типа, маркированный как 474J63

— 47 → базовое значение
— 4 → количество добавляемых нулей
— 63 → Максимум 63 В (обозначено непосредственно значением напряжения )
— J → допуск 5%

— Значение : 470000 пФ → 470 нФ ± 5%, 63 В

— Насколько реальное значение может отличаться от от обозначенного? 470 нФ х 5% = 23.5 нФ → реальное значение конденсатора будет в пределах 446,5 нФ — 493,5 нФ

Лучший способ проверить свои знания — применить их на практике, поэтому обязательно посетите наш раздел комплектов , где вы найдете комплекты педалей эффектов со всем необходимым для создания собственной педали эффектов.

Надеемся, этот пост был вам полезен! Если вам понравилось, поделитесь им и помогите другим людям улучшить свои навыки чтения конденсаторов 😉

Байпасные конденсаторы

Частота против импеданса для байпасных (развязывающих) конденсаторов В идеальном конденсаторе полное сопротивление будет постоянно падать с увеличением частоты.Однако в результате ESL и ESR полное сопротивление реального конденсатора увеличивается с частотой после достижения минимума: На изображении ниже показаны частотные характеристики конденсатора серии Murata GRM15: (1) (2) На основании предыдущих данных, вот таблица, показывающая приблизительную максимальную частоту для номиналов байпасного (развязывающего) конденсатора: Конденсатор 0.1 мкФ 0,01 мкФ 0,001 мкФ ~ Макс. 25 МГц 75 МГц 115 МГц Вернуться к началу ESL и ESR для различных размеров корпуса Другие факторы, равные и ESR имеют тенденцию быть эквивалентными для разных номиналов конденсаторов при одинаковом размере корпуса: ESL и ESR уменьшаются при меньших размерах корпуса при одинаковом значении емкости: Упаковка ESL (pH) 0201 400 0402 550 0603 003 0805 800 1206 1250 0612 63 969

может быть получен за счет использования корпусов меньшего размера для конденсаторов меньших номиналов для фильтрации более высоких частот.Красная линия представляет примерное сопротивление параллельной емкости для конденсаторов 1,0 мкФ, 0,1 мкФ и 0,01 мкФ, подключенных параллельно:

Типы конденсаторов и общие свойства

4

Высокая

4 Многофункциональная

Тип	Диапазон емкости	ESR	Номинальное напряжение	Примечания
Керамика	мкФ до пФ	Низкая	Высокая
Слюда	от пФ до нФ	Низкая 0.От 01 до 0,1 Ом	Высокий	Хороший для ВЧ фильтров, дорогой, стабильный
Пластиковая пленка (полиэтилен полистирол)	uF’s			Высокий	Недорого, низкая частота.
Тантал	мкФ	Высокая 0.От 5 до 5,0 Ом	Наименьшее	Дорогой, нелинейный, не подходит для аудио
Алюминий Электролитический	Высокий мкФ	Высокий от 0,05 до 0,05	Low	Недорого, низкая частота.
OSCON	мкФ	Низкий 0.От 01 до 0,5 Ом	Низкий	Дорогой, очень высокое качество

Вернуться к началу

Общие примечания по конденсаторам

• Длинные и тонкие следы ESL на печатной плате увеличивают ESL. Колпачки байпаса следует размещать как можно ближе к контактам VDD компонентов, чтобы следы были как можно более толстыми.
• Чем меньше размер корпуса, тем меньше ESL.Крышки байпаса с более высокой частотой лучше всего выбирать в небольших корпусах.
• Вообще говоря, параллельная установка конденсаторов одного номинала снижает ESL и ESR объединенного набора. Общее значение емкости будет увеличиваться, т. Е. Конденсаторы, подключенные параллельно, объединяются так же, как резисторы объединяются последовательно.
• Танталовые и алюминиевые электролитические конденсаторы должны иметь номинальное напряжение, по крайней мере, в два раза превышающее напряжение, используемое в цепи. Они тоже полированные — при сборке их нужно устанавливать в правильной ориентации.Особенно чувствительны к этому танталы.

---

Ссылки

(1) Руководство по применению Murata C39E

(2) Примечания по применению Xilinx Xapp623

Вернуться к началу

---

Типы конденсаторов

Рабочие и 9000 В каждой электронной или электрической цепи конденсатор играет ключевую роль. Таким образом, каждый день может производиться от тысяч до миллионов конденсаторов различных типов.У каждого типа конденсатора есть свои преимущества, недостатки, функции и области применения. Таким образом, очень важно знать о каждом типе конденсатора при выборе для любого приложения. Эти конденсаторы варьируются от малых до больших, включая различные характеристики в зависимости от типа, что делает их уникальными. Маленькие и слабые конденсаторы можно найти в радиосхемах, тогда как большие конденсаторы используются в сглаживающих цепях. Конструирование небольших конденсаторов может быть выполнено с использованием керамических материалов, запечатанных эпоксидной смолой, тогда как конденсаторы промышленного назначения спроектированы с металлической фольгой с использованием тонких листов майлара, иначе пропитанных парафином бумаги.

Типы конденсаторов и их использование

Конденсатор является одним из наиболее часто используемых компонентов в разработке электронных схем. Он играет важную роль во многих встроенных приложениях. Доступен с разными рейтингами. Он состоит из двух металлических пластин , разделенных непроводящим веществом, или диэлектриком . Часто это хранилища для аналоговых сигналов и цифровых данных.

Сравнение конденсаторов различных типов обычно проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами.Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, небольшие конденсаторы часто изготавливаются из керамических материалов, а затем погружаются в эпоксидную смолу для их герметизации. Итак, вот несколько наиболее распространенных типов доступных конденсаторов. Посмотрим на них.

Диэлектрический конденсатор

Как правило, эти типы конденсаторов являются переменным типом, который требует непрерывного изменения емкости для передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников для настройки. Различные типы диэлектриков доступны в многопластинчатом исполнении и с воздушным зазором.Эти конденсаторы имеют набор фиксированных и подвижных пластин, которые перемещаются между фиксированными пластинами.

Положение подвижной пластины по сравнению с неподвижными пластинами определяет приблизительное значение емкости. В общем, емкость максимальна, когда два набора пластин полностью соединены. Настроечный конденсатор с высокой емкостью включает в себя довольно большие промежутки, в противном случае воздушные зазоры между двумя пластинами с напряжением пробоя, достигающим тысячи вольт.

Слюдяной конденсатор

Конденсатор, в котором в качестве диэлектрического материала используется слюда, известен как слюдяной конденсатор.Эти конденсаторы доступны в двух типах: зажимные и серебряные. Зажимной тип сейчас считается устаревшим из-за его более низких характеристик, но вместо него используется серебряный тип.

Эти конденсаторы изготавливаются путем размещения листов слюды с металлическим покрытием на обеих сторонах. После этого эта конструкция покрывается эпоксидной смолой для защиты от окружающей среды. Как правило, эти конденсаторы используются, когда требуются стабильные конденсаторы с относительно небольшими номиналами.

Минералы слюды чрезвычайно постоянны химически, механически и электрически из-за ее точной кристаллической структуры, которая включает типичные слои.Таким образом, возможно изготовление тонких листов толщиной от 0,025 до 0,125 мм.

Наиболее часто используемые слюда — флогопит и мусковит. В этом мусковит обладает хорошими электрическими свойствами, а второй — жаростойкостью. Слюда исследуется в Индии, Южной Америке и Центральной Африке. Большая разница в составе сырья приводит к высокой стоимости, необходимой для экспертизы и категоризации. Слюда не реагирует на кислоты, воду и масляные растворители.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяном конденсаторе

Поляризованный конденсатор

Конденсатор с определенной полярностью, такой как положительная и отрицательная, называется поляризованным конденсатором. Всякий раз, когда эти конденсаторы используются в цепях, мы должны проверять, что они соединены с идеальной полярностью. Эти конденсаторы делятся на два типа: электролитические и суперконденсаторы.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

представляют собой наиболее часто готовые из множества типов конденсаторов, состоящие из, как правило, обширной группы конденсаторов, отличающихся своими диэлектрическими свойствами.Они доступны практически любого номинала и напряжения до 1500 вольт. Они бывают с любым допуском от 10% до 0,01%. Пленочные конденсаторы также бывают разных форм и стилей корпуса.

Есть два типа пленочных конденсаторов: с радиальными выводами и с осевыми выводами. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенного на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего получаются металлизированные пленочные конденсаторы, называемые пленочными конденсаторами. Пленочный конденсатор показан на рисунке ниже: Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

иногда называют пластиковыми конденсаторами, поскольку в качестве диэлектриков они используют полистирол, поликарбонат или тефлон.Эти сорта пленки нуждаются в гораздо более толстой диэлектрической пленке, чтобы уменьшить опасность разрывов или проколов пленки, и поэтому они больше подходят для более низких значений емкости и больших размеров корпуса.

Пленочные конденсаторы физически больше и дороже, они не поляризованы, поэтому их можно использовать в приложениях с переменным напряжением, и они имеют гораздо более стабильные электрические параметры. В зависимости от емкости и коэффициента рассеяния, они могут применяться в приложениях класса 1 со стабильной частотой, заменяя керамические конденсаторы класса 1.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы используются в высокочастотных цепях, таких как аудио для RF. Они также являются лучшим выбором для компенсации высоких частот в аудиосхемах. Эти конденсаторы также называют дисковыми конденсаторами. Керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, а затем складываются вместе, образуя конденсатор. В керамических конденсаторах можно добиться как низкой, так и высокой емкости, изменяя толщину используемого керамического диска.Керамический конденсатор показан на рисунке ниже:

Керамические конденсаторы

Имеются значения от нескольких пикофарад до 1 микрофарада. Диапазон напряжения составляет от нескольких вольт до многих тысяч вольт. Керамика недорогая в производстве и бывает нескольких типов диэлектрика. Переносимость керамики невысока, но для той роли, которую она играет в жизни, они прекрасно работают.

Электролитические конденсаторы

Это наиболее часто используемые конденсаторы с большой допустимой емкостью.Электролитические конденсаторы доступны с рабочим напряжением примерно до 500 В, хотя самые высокие значения емкости недоступны при высоком напряжении, а устройства с более высокой температурой доступны, но редко. Обычно существует два типа электролитических конденсаторов: танталовые и алюминиевые.

Танталовые конденсаторы обычно лучше выставляются, имеют более высокую стоимость и готовы только к более ограниченным параметрам. Диэлектрические свойства оксида тантала намного превосходят свойства оксида алюминия, что обеспечивает более легкий ток утечки и лучшую емкость емкости, что делает их пригодными для создания препятствий, развязки и фильтрации.

Толщина пленки оксида алюминия и повышенное напряжение пробоя дают конденсаторам исключительно высокие значения емкости для их размера. В конденсаторе фольговые пластины анодированы постоянным током, таким образом устанавливая край материала пластины и подтверждая полярность его стороны.

Танталовые и алюминиевые конденсаторы показаны на рисунке ниже:

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы делятся на два типа

• Алюминиевые электролитические конденсаторы
• Танталовые электролитические конденсаторы
• Ниобиевые электролитические конденсаторы см. По этой ссылке
9026 узнать больше об электролитических конденсаторах

Суперконденсаторы

Конденсаторы, которые обладают электрохимической емкостью с высокими значениями емкости по сравнению с другими конденсаторами, известны как суперконденсаторы.Их можно классифицировать как группу, состоящую из электролитических конденсаторов, а также аккумуляторных батарей, известных как ультраконденсаторы.

Использование этих конденсаторов дает несколько преимуществ, например, следующие:

• Значение емкости этого конденсатора высокое
• Заряд может сохраняться, а также доставляться очень быстро
• Эти конденсаторы могут выдерживать дополнительный заряд с циклами разрядки.
• Применения суперконденсаторов включают следующее.
• Эти конденсаторы используются в автобусах, автомобилях, поездах, кранах и лифтах.
• Они используются для рекуперативного торможения и для резервного копирования памяти.
• Эти конденсаторы доступны в различных типах, таких как двухслойные, псевдо и гибридные.

Неполяризованный конденсатор

Конденсаторы не имеют полярности, как положительную, иначе отрицательную. Электроды неполяризованных конденсаторов можно произвольно вставлять в цепь для обратной связи, связи, развязки, колебаний и компенсации.Эти конденсаторы имеют небольшую емкость, поэтому используются в чистых цепях переменного тока, а также используются для фильтрации высоких частот. Выбор этих конденсаторов может быть сделан очень удобно с аналогичными моделями и техническими характеристиками. Типы неполяризованных конденсаторов:

Керамические конденсаторы

Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о керамических конденсаторах

Серебряные слюдяные конденсаторы

Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяных конденсаторах

Полиэфирные конденсаторы

Полиэфирные или майларовые конденсаторы дешев, точен и имеет небольшую утечку.Эти конденсаторы работают в диапазоне от 0,001 до 50 мкФ. Эти конденсаторы применимы там, где стабильность и точность не так важны.

Конденсаторы из полистирола

Эти конденсаторы чрезвычайно точны, имеют меньшую утечку. Они используются в фильтрах, а также там, где важны точность и стабильность. Они довольно дороги и работают в диапазоне от 10 пФ до 1 мФ.

Конденсаторы из поликарбоната

Эти конденсаторы дорогие и доступны в очень хорошем качестве, с высокой точностью и очень низкой утечкой.К сожалению, они были сняты с производства, и сейчас их трудно найти. Они хорошо работают в суровых и высокотемпературных условиях в диапазоне от 100 пФ до 20 мФ.

Полипропиленовые конденсаторы

Эти конденсаторы дорогие, а диапазон их рабочих характеристик может находиться в диапазоне от 100 пФ до 50 мФ. Они очень постоянны, точны во времени и имеют очень небольшую утечку.

Тефлоновые конденсаторы

Эти конденсаторы являются наиболее стабильными, точными и почти не имеют утечки.Они считаются лучшими конденсаторами. В широком диапазоне частотных вариаций образ поведения совершенно одинаков. Они работают в диапазоне от 100 пФ до 1 мФ.

Стеклянные конденсаторы

Эти конденсаторы очень прочные, стабильные и работают в диапазоне от 10 пФ до 1000 пФ. Но это тоже очень дорогие компоненты.

Полимерный конденсатор

Полимерный конденсатор — это электролитический конденсатор (e-cap), в котором вместо геля или жидких электролитов используется твердый электролит из проводящего полимера, такого как электролит.

Высыхания электролита легко избежать с помощью твердого электролита. Такая сушка является одним из факторов, ограничивающих срок службы обычных электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы подразделяются на различные типы, такие как полимерный танталовый e-cap, полимерный алюминиевый e-cap, гибридный полимерный Al-e-cap и полимерный ниобий.

В большинстве случаев в этих конденсаторах используется альтернатива электролитическим конденсаторам, только если максимальное номинальное напряжение не повышается.Максимальное номинальное напряжение твердотельных полимерных конденсаторов меньше по сравнению с самым высоким напряжением конденсаторов классического электролитического типа, например, до 35 вольт, хотя некоторые конденсаторы полимерного типа рассчитаны на самые высокие рабочие напряжения, такие как 100 вольт постоянного тока.

Эти конденсаторы обладают другими и лучшими качествами по сравнению с более длительным сроком службы, высокой рабочей температурой, хорошей стабильностью, более низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) и гораздо более безопасным режимом отказа.

Конденсаторы с выводами и для поверхностного монтажа

Доступны конденсаторы, такие как конденсаторы с выводами и конденсаторы для поверхностного монтажа.Доступны почти все типы конденсаторов, такие как свинцовые версии, такие как керамические, электролитические, суперконденсаторы, серебряная слюда, пластиковая пленка, стекло и т. Д. Возможности поверхностного монтажа или SMD ограничены, но они должны выдерживать температуры, которые используются в процессе пайки .

Если у конденсатора нет выводов, а также в результате использования метода пайки, то конденсаторы SMD 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 специального назначения

Конденсаторы специального назначения используются в системах переменного тока, таких как ИБП и CVT до 660 В переменного тока. Выбор подходящих конденсаторов в основном играет важную роль в ожидаемом сроке службы конденсаторов. Следовательно, совершенно необходимо использовать конденсатор надлежащей емкости через номинальное напряжение-ток, чтобы соответствовать точному применению.Эти конденсаторы отличаются прочностью, долговечностью, ударопрочностью, точностью размеров и чрезвычайно прочностью.

Типы конденсаторов в цепях переменного тока

Когда конденсаторы используются в цепях переменного тока, тогда конденсаторы действуют иначе, чем резисторы, поскольку резисторы позволяют электронам проходить через них, что прямо пропорционально падению напряжения, тогда как конденсаторы сопротивляются изменениям в пределах напряжение через подачу или потребление тока, потому что они заряжаются, иначе разряжаются до нового уровня напряжения.

Конденсаторы превращаются в заряженные по направлению к значению приложенного напряжения, которое действует как запоминающее устройство для поддержания заряда до тех пор, пока напряжение питания не будет присутствовать во всем соединении постоянного тока. В конденсатор будет подаваться зарядный ток, препятствующий любым изменениям напряжения.

Например, рассмотрим схему, в которой используется конденсатор, а также источник переменного тока. Таким образом, между напряжением и током существует разность фаз в 90 градусов, при этом ток достигает своего пика в 90 градусов до того, как напряжение достигает своего пика.

Источник питания переменного тока генерирует колебательное напряжение. Когда емкость высока, то должен течь огромный источник питания, чтобы создать определенное напряжение на пластинах, и ток будет выше.
Чем выше частота напряжения, тем короче время, доступное для регулировки напряжения, поэтому при увеличении частоты и емкости ток будет большим.

Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы переменной емкости — это конденсаторы, емкость которых может намеренно и многократно изменяться механически.Этот тип конденсатора используется для установки частоты резонанса в LC-цепях, например, для настройки радио для согласования импеданса в устройствах антенного тюнера.

Конденсаторы переменной емкости

Применения конденсаторов

Конденсаторы

находят применение как в электротехнике, так и в электронике. Они используются в фильтрах, системах накопления энергии, пускателях двигателей и устройствах обработки сигналов.

Как узнать стоимость конденсаторов?

Конденсаторы — важные компоненты электронной схемы, без которых схема не может быть завершена.Использование конденсаторов включает в себя сглаживание пульсаций переменного тока в источнике питания, соединение и развязку сигналов в качестве буферов и т. Д. В схемах используются различные типы конденсаторов, такие как электролитический конденсатор, дисковый конденсатор, танталовый конденсатор и т. Д. Электролитические конденсаторы имеют номинал, напечатанный на корпусе, так что его контакты можно легко идентифицировать.

Обычно большой штифт положительный. Черная полоса возле отрицательного вывода указывает на полярность. Но в дисковых конденсаторах на корпусе печатается только число, поэтому очень сложно определить его значение в PF, KPF, uF, n и т. Д.Для некоторых конденсаторов значение печатается в мкФ, а для других используется код EIA. 104. Давайте посмотрим, как идентифицировать конденсатор и рассчитать его значение.

Число на конденсаторе представляет значение емкости в пикофарадах. Например, 8 = 8PF

Если третье число равно нулю, то значение находится в P, например. 100 = 100PF

Для трехзначного числа третье число представляет количество нулей после второй цифры, например, 104 = 10 — 0000 PF

Если значение получено в PF, его легко преобразовать в KPF или мкФ

PF / 1000 = KPF или n, PF / 10, 00000 = мкФ.Для значения емкости 104 или 100000 в пФ это будет 100 кпФ или н или 0,1 мкФ.

Формула преобразования

nx 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1000000 = мкФ мкФ x 1000000 = PF мкФ x 1000000/1000 = nn = 1 / 1000000000F мкФ = 1/1000000 F

Буква ниже значение емкости определяет значение допуска.

473 = 473 К

Для четырехзначного числа, если цифра 4 ^-я равна нулю, тогда значение емкости выражается в пФ.

Например, 1500 = 1500PF

Если это просто десятичное число с плавающей запятой, значение емкости выражается в мкФ.

Например, 0,1 = 0,1 мкФ

Если под цифрами указан алфавит, он представляет собой десятичную дробь, а значение указывается в KPF или n

Например. 2K2 = 2,2 KPF

Если значения указаны с косой чертой, первая цифра представляет значение в UF, вторая — допуск, а третья — максимальное номинальное напряжение

Например. 0,1 / 5/800 = 0,01 мкФ / 5% / 800 Вольт.

Некоторые общие дисковые конденсаторы

Без конденсатора проектирование схемы не будет завершено, поскольку он играет активную роль в функционировании схемы.Конденсатор имеет две электродные пластины внутри, разделенные диэлектрическим материалом, таким как бумага, слюда и т. Д. Что происходит, когда электроды конденсатора подключаются к источнику питания? Конденсатор заряжается до полного напряжения и сохраняет заряд. Конденсатор может накапливать ток, который измеряется в фарадах.

DISC-CAPS

Емкость конденсатора зависит от площади его электродных пластин и расстояния между ними. Дисковые конденсаторы не имеют полярности, поэтому их можно подключать любым способом.Дисковые конденсаторы в основном используются для развязки / развязки сигналов. Электролитические конденсаторы, с другой стороны, имеют полярность, поэтому, если полярность конденсатора изменится, он взорвется. Электролитические конденсаторы в основном используются в качестве фильтров, буферов и т. Д.

Каждый конденсатор имеет свою собственную емкость, которая выражается как заряд в конденсаторе, деленный на напряжение. Таким образом, Q / V. При использовании конденсатора в цепи следует учитывать некоторые важные параметры. Во-первых, его ценность.Выберите подходящее значение, низкое или высокое значение, в зависимости от схемы.

Значение напечатано на корпусе большинства конденсаторов в мкФ или в виде кода EIA. В конденсаторах с цветовой кодировкой значения представлены в виде цветных полос и с использованием диаграммы цветового кода конденсатора; конденсатор легко идентифицировать. Ниже приведена цветовая диаграмма для обозначения конденсатора с цветовой кодировкой.

Видите, как и у резисторов, каждая полоса на конденсаторе имеет значение. Значение первой полосы — это первое число на цветовой диаграмме.Точно так же значение Второй полосы — это Второе число на цветовой диаграмме. Третья полоса — это умножитель, как в случае резистора. Четвертая полоса — это допуск конденсатора. Пятая полоса — это корпус конденсатора, который представляет рабочее напряжение конденсатора. Красный цвет представляет 250 вольт, а желтый — 400 вольт.

Допуск и рабочее напряжение — два важных фактора, которые следует учитывать. Ни один из конденсаторов не имеет номинальной емкости и может варьироваться.

Поэтому используйте конденсатор хорошего качества, например танталовый, в чувствительных схемах, таких как схемы генератора. Если конденсатор используется в цепях переменного тока, он должен иметь рабочее напряжение 400 вольт. Рабочее напряжение электролитического конденсатора указано на его корпусе. Подбирайте конденсатор с рабочим напряжением в три раза превышающим напряжение блока питания.

Например, если напряжение питания 12 вольт, используйте конденсатор на 25 или 40 вольт. Для сглаживания лучше взять конденсатор емкостью 1000 мкФ, чтобы почти полностью убрать пульсации переменного тока.В источнике питания аудиосхем лучше использовать конденсатор емкостью 2200 мкФ или 4700 мкФ, поскольку пульсации могут создавать гул в цепи.

Ток утечки — еще одна проблема конденсаторов. Некоторые заряды будут протекать, даже если конденсатор заряжается. Это стих из схем таймера, так как временной цикл зависит от времени заряда / разряда конденсатора. Доступны танталовые конденсаторы с низкой утечкой, которые используются в схемах таймера.

Описание функции конденсатора сброса в микроконтроллере

Сброс используется для запуска или перезапуска функций микроконтроллера AT80C51.Вывод сброса следует двум условиям для запуска микроконтроллера. Это

1. Блок питания должен быть в указанном диапазоне.
2. Длительность импульса сброса должна быть не менее двух машинных циклов.

Сброс должен оставаться активным до тех пор, пока не будут соблюдены все два условия.

В схеме этого типа конденсатор и резистор от источника питания подключены к контакту сброса №. 9. Пока переключатель питания находится в положении ON, конденсатор начинает заряжаться.В это время конденсатор вначале действует как короткое замыкание. Когда вывод сброса установлен на HIGH, микроконтроллер переходит в состояние включения, и через некоторое время зарядка прекращается.

No related posts.