Содержание

Электролитический конденсатор, теория и примеры

Определение и обще сведения о конденсаторах

Конденсаторы – это очень распространенный элемент радиоэлектронных схем. Они могут классифицироваться по разным показателям, в том числе, по виду диэлектрика. В электролитических конденсаторах в качестве диэлектрика используют тонкую пленку оксида (чаще всего это окислы алюминия, тантала, ниобия). Толщина ее составляет от м, что позволяет получить большую емкость конденсатора. Такая пленка характеризуется высокой электрической прочностью. Это важно, так напряженность электрического поля, которое создается в оксидной пленке довольно высокая и приближена к пределу теоретической прочности кристалла. Оксидная пленка получается в результате электрохимической реакции.

В зависимости от вещества и состояния электролита конденсатор является жидкостным (электролит — жидкость), сухим (электролит – вязкая паста) или оксидно – полупроводниковым (оксидный слой покрыт слоем полупроводника).

Жидкостные и сухие электролитические конденсаторы имеют свои достоинства. Так, электролитические конденсаторы, имеющие в качестве диэлектрика жидкость, лучше охлаждаются, выдерживают большие нагрузки и могут восстанавливаться при пробое. Однако они имеют существенный ток утечки. Сухие электролитические конденсаторы обладают более простой конструкцией, чем жидкостные, несут меньшие потери при работе. Сухие электролитические конденсаторы в настоящее время применяются чаще.

Электролитические конденсаторы обладают большими емкостями при относительно малых размерах и невысокой стоимости.

Однако у них есть и недостатки, такие как: невысокая надежность, небольшая точность и стабильность, существенные потери энергии, плохое сопротивление изоляции. Они являются чувствительными к изменению температуры, так при увеличении температуры их емкость увеличивается. Электролитические конденсаторы сильно реагируют на перенапряжение, имеют рабочее напряжение (обычно) менее 500 В. Кроме того, конденсатор обладает полярностью и может снижать емкость со временем, так как электролит высыхает, оксидная пленка разрушается.

Электролитические конденсаторы используют в схемах с пульсирующим и постоянным напряжением. Часто электролитические конденсаторы имеют полярность. При последовательном соединении двух электролитических конденсаторов, имеющих одинаковую емкость, причем плюс с плюсом (или минус с минусом), получают неполярный конденсатор, который можно применять в цепях переменного тока для короткого времени работы. При этом суммарная емкость уменьшается. Для того, чтобы получить неполярный электролитический конденсатор оксидную пленку наносят на обе обкладки.

Принципиальное устройство электролитического конденсатора

Чаще всего электролитический конденсатор состоит из двух пластин из металла (например, алюминия), размещенных в электролите. На одну из пластин наносят пленку из оксида – эта пластина становится одной обкладкой конденсатора (рис.1) (анодом). Вторая обкладка – это электролит. Данная металлическая пластина, которая не имеет пленки, осуществляет контакт с электролитом.

Рис. 1

Виды электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы в свою очередь разделяют на:

1. полимерные;
2. полимерные радиальные;
3. стандартной конфигурации;
4. миниатюрные;
5. полярные и не полярные;
6. низкоимпедансные и др.

Электролитические конденсаторы, имеющие в своем составе оксидную пленку, всегда являются полярными. Предельное напряжение для них зависит от вещества, так для алюминиевых конденсаторов максимальное напряжение составляет около 600 В, танталовые конденсаторы выдерживают около 175 В. Данный тип конденсаторов имеет существенный ток утечки (у алюминиевых конденсаторов около , у танталовых — ). Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют емкости от 2 до нескольких тысяч микро фарад и рабочие напряжения от 6В до 600 В.

Примеры решения задач

Устройство электролитического конденсатора

В каждом современном бытовом приборе, как правило, есть электролитические конденсаторы. В отличие от других типов конденсаторов, электролитические конденсаторы являются обычно полярными, то есть включаются в цепь исключительно определенным образом, с соблюдением полярности. Основным же преимуществом электролитических конденсаторов является их компактность при довольно существенной емкости в отличие от иных типов конденсаторов. Размер тем больше, чем больше емкость и чем выше допустимое рабочее напряжение. Электролитические конденсаторы выпускаются традиционно емкостью до 1 фарады и на допустимое рабочее напряжение до 400 вольт. Однако с развитием технологий эти значения все время увеличиваются. В качестве диэлектрика в таких конденсаторах используется тонкий слой оксидной пленки, наносимый на протравленный алюминиевый положительный (анод) электрод методом анодного оксидирования. За счет весьма малой толщины оксидной пленки на аноде, (до 1 микрона) электроемкость такого конденсатора получается весьма значительной. Второй электрод (катод) также алюминиевый, он также подвергается травлению. Это делается для придания поверхности шероховатости для улучшения контакта. Электроды разделены обычно слоем пропитанной электролитом пористой бумаги, которая выступает в качестве вспомогательного электрода для катода, а также предотвращает контакт между анодной и катодной пластинами фольги. Пластины с выводами, вместе с пропитанной электролитом бумагой скручиваются в плотный цилиндр, который запечатывается в цилиндрический алюминиевый корпус. Обычно электролитические конденсаторы рассчитаны на работу в диапазоне температур от минус 40 до плюс 150 градусов Цельсия, а в качестве вспомогательных мер для охлаждения, может быть предусмотрена возможность крепления корпуса на внешний радиатор. Выводы электродов таких конденсаторов различаются в зависимости от типа корпуса и предполагаемого способа монтажа: под винт, проволочные, защелкиваемые и другие.

Лучшее сочетание вакуумных и          полупроводниковых характеристик — однотактный гибридный усилитель звука.           Мы не создаём иллюзий,           Мы делаем звук живым!

Практические аспекты применения конденсаторов

Добавлено 11 декабря 2019 в 00:19

Сохранить или поделиться

Конденсаторы, как и все электрические компоненты, имеют ограничения, которые необходимо учитывать для надежности и правильной работы схемы.

Рабочее напряжение конденсатора

Рабочее напряжение: поскольку конденсаторы представляют собой не более чем два проводника, разделенных изолятором (диэлектриком), вы должны обратить внимание на максимально допустимое на нем напряжение. Если приложено слишком высокое напряжение, номинальное значение «пробоя» диэлектрического материала может быть превышено, что приведет к внутреннему короткому замыканию конденсатора.

Полярность конденсатора

Полярность: некоторые конденсаторы изготавливаются таким образом, что они могут выдерживать приложенное напряжение только одной полярности, но не другой. Это связано с их конструкцией: диэлектрик представляет собой микроскопически тонкий слой изоляции, нанесенный во время изготовления на одну из пластин с помощью постоянного напряжения. Они называются электролитическими конденсаторами, и их полярность четко обозначена.

Рисунок 1 – Полярность конденсатора

Изменение полярности напряжения на электролитическом конденсаторе может привести к разрушению этого сверхтонкого диэлектрического слоя, что приведет к разрушению устройства. Однако толщина этого диэлектрика позволяет получать чрезвычайно высокие значения емкости при относительно небольшом размере корпуса. По той же причине электролитические конденсаторы имеют тенденцию иметь низкое номинальное напряжение по сравнению с другими типами конструкций конденсаторов.

Эквивалентная схема конденсатора

Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:

Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатора

К счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!

Физические размеры конденсатора

Для большинства применений в электронике минимальный размер является целью для разработки компонентов. Чем меньшие по размеру компоненты можно изготовить, тем большая схема может быть встроена в меньший корпус, при этом, как правило, также уменьшается вес. В случае конденсаторов существуют два основных ограничивающих фактора для минимального размера устройства: рабочее напряжение и емкость. И эти два фактора, как правило, противоречат друг другу. Для любого конкретного выбранного диэлектрического материала единственный способ увеличить номинальное напряжение конденсатора – это увеличить толщину диэлектрика. Однако, как мы видели, это приводит к уменьшению емкости. Емкость можно восстановить, увеличив площадь пластины, но это делает компонент больше. Вот почему вы не можете судить о емкости конденсатора в фарадах просто по размеру. Конденсатор любого заданного размера может быть относительно высоким по емкости и с низким рабочим напряжением, или наоборот, или иметь некоторый компромисс между двумя этими крайностями. Посмотрим для примера следующие две фотографии:

Рисунок 3 – Масляный конденсатор высокого напряжения

Это довольно большой конденсатор по физическим размерам, но он имеет довольно низкое значение емкости: всего 2 мкФ. Тем не менее, его рабочее напряжение довольно высокое: 2000 вольт! Если бы этот конденсатор был перепроектирован так, чтобы между его пластинами был более тонкий слой диэлектрика, то могло бы быть достигнуто, по крайней мере, стократное увеличение емкости, но за счет значительного снижения его рабочего напряжения. Сравните приведенную выше фотографию с приведенной ниже. Конденсатор, показанный на нижнем рисунке, представляет собой электролитический компонент, по размерам подобный приведенному выше, но с очень отличающимися значениями емкости и рабочего напряжения:

Рисунок 4 – Электролитический конденсатор

Более тонкий слой диэлектрика дает ему гораздо большую емкость (20000 мкФ) и резко снижает рабочее напряжение (постоянное напряжение 35 В, напряжение 45 В в пике).

Вот некоторые образцы конденсаторов разных типов, все по размеру меньше, чем показанные ранее:

Рисунок 5 – Керамические конденсаторыРисунок 6 – Пленочные конденсаторыРисунок 7 – Электролитические конденсаторыРисунок 8 – Танталовые конденсаторы

Электролитические и танталовые конденсаторы являются полярными (чувствительны к полярности) и всегда помечаются как таковые. У электролитических конденсаторов отрицательные (-) выводы отмечаются стрелками на корпусе. У некоторых полярных конденсаторов полярность обозначена на положительном выводе. У большого электролитического конденсатора на 20 000 мкФ, показанного выше, положительный (+) вывод помечен знаком «плюс». Керамические, майларовые, пленочные и воздушные конденсаторы не имеют маркировки полярности, потому что эти типы являются неполярными (они не чувствительны к полярности).

Конденсаторы являются очень распространенными компонентами в электронных схемах. Внимательно посмотрите на следующую фотографию – каждый компонент, обозначенный на печатной плате буквой «С», является конденсатором:

Рисунок 9 – Конденсаторы на сетевой карте

Некоторые конденсаторы на плате – это стандартные электролитические конденсаторы: C₃₀ (верхняя часть платы, в центре) и C₃₆ (левая сторона, 1/3 от вершины). Некоторые другие представляют собой особый вид электролитических конденсаторов, называемый танталовым, потому что именно этот тип металла используется для изготовления пластин. Танталовые конденсаторы имеют относительно высокую емкость для своих физических размеров. На плате, показанной выше, танталовые конденсаторы: C₁₄ (чуть ниже слева от C₃₀), C₁₉ (непосредственно под R₁₀, который ниже C₃₀), C₂₄ (нижний левый угол платы) и C₂₂ (внизу справа).

Примеры еще меньших по размеру конденсаторов можно увидеть на этой фотографии:

Рисунок 10 – Конденсаторы на жестком диске

Конденсаторы на этой печатной плате из соображений экономии места являются «устройствами поверхностного монтажа», как и все резисторы. В соответствии с соглашением о маркировке компонентов конденсаторы могут быть идентифицированы по меткам, начинающимся с буквы «C».

Оригинал статьи:

Теги

Алюминиевый электролитический конденсаторКерамический конденсаторКонденсаторТипы конденсаторовЭлектролитический конденсаторЭлектронные компоненты

Сохранить или поделиться

47 mkF * 16 V — Конденсаторы — Радиодетали — Каталог

47 mkF * 16 V +105° (электролит., алюминий) 6.3х5.4х6.6 мм (smd)

SMD (чип) конденсаторы электролитические – накопительное устройство постоянной ёмкости для поверхностного монтажа, диапазон накапливаемого заряда от 1мкФ до 1500мкФ при напряжении от 4В до 100В. Допустимое отклонение ёмкости составляет ±20%.

Конденсаторы выполнены в виде алюминиевого цилиндрического корпуса, установленного в монтажный вывод. Имеют полярный тип конструкции, что подразумевает соблюдение полярности при подключении конденсаторов в схему.
Полярность выводов, краткие технические данные, а также маркировка конденсатора указаны на торцевой части корпуса. Отрицательный вывод определяется закрашенной областью крышки конденсатора.

Конденсаторы снабжаются предохранительным клапаном, что представляет собой крестообразные надсечки на верхней крышке корпуса (также могут быть в форме буквы К или Т), которые дают возможность предотвращения характерного взрыва конденсатора и сопутствующих повреждений других элементов схемы.

Перегрев, пробой или переполюсовка электролитического SMD конденсатора сопровождается накапливанием излишнего давления паров газа электролита. Срабатывание предохранительного клапана происходит при вздутии корпуса по надсечкам и выбросе накопленного давления.

Установка конденсаторов на печатную плату выполняется методом оплавления припоя с помощью инфракрасного нагрева или струи горячего газа. Не рекомендуется производить пайку в паровой фазе. Процесс пайки при этом производится однократно.

Следует отметить, что для эффективного срабатывания предохранительного клапана необходимо обеспечить вокруг него пространство в радиусе не менее 3 мм.

Повышенная рабочая температура среды составляет не более +105°С, рабочая пониженная температура – не ниже -40°С. Предельный тангенс угла потерь не выше 0,26, максимальный ток утечки – 3мкА. Наработка при максимальной температуре составляет не менее 2000 ч.

Применяются электролитические SMD конденсаторы с высокой ёмкостью в мониторах теле-, аудио-, видео- и компьютерной электроники, коммуникационных устройствах, бытовой технике и другой радиоэлектронной аппаратуре.

Размеры электролитических алюминиевых SMD конденсаторов

Можно ли ставить конденсаторы большего напряжения.

Как заменить конденсатор в электронной аппаратуре. Основные параметры конденсаторов

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

По сути, конденсатор — радиоэлектронный компонент, основная цель которого — это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения.

Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

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

Полярность подключения электролитических конденсаторов

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

Немного о безопасности

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

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

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

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

Выбираем подходящий конденсатор на замену

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

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

Готовимся к процессу

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

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

Выпаиваем старый конденсатор

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

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

Впаиваем новый конденсатор

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

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

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

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

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки — между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

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

Основные параметры конденсаторов

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

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

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

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

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

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

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

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

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

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

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

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

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

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

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

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

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

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

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

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

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

С общ =С 1 +С 2 +…С п

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

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

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

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65 .

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

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60 , CBB61 .

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Замена конденсатора без выпаивания с платы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

§7. Устройство конденсаторов. — Начало. Основы. — Справочник

§7. Устройство конденсаторов.    В зависимости от типа диэлектрика, разделяющего обкладки, конденсаторы бывают бумажные, слюдяные, керамические, электролитические и воздушные. В бумажных конденсаторах обкладками являются полосы алюминиевой или свинцовой фольги, а диэлектриком служит специальная (конденсаторная) тонкая бумага, пропитанная парафином или минеральным маслом. Полосы фольги вместе с разделяющей их бумагой сворачивают в рулон и после пропитки устанавливают в металлический герметизированный корпус.     В слюдяных конденсаторах между полосами металлической фольги, являющимися обкладками, помещают тонкие пластины слюды. Полосы фольги соединяют через одну, образуя несколько плоских конденсаторов, и в собранном виде запрессовывают в пластмассу, что делает конденсатор неподверженным влиянию окружающей среды.     В керамических конденсаторах диэлектриком служит керамика, на которую нанося металлические обкладки.     В электролитических конденсаторах между обкладками из алюминиевой фольги помещают фильтрованную бумагу или материю, пропитанную электролитом. Обкладки вместе с изолирующими прокладками сворачивают в плотный рулон и помещают в алюминиевый корпус, который после сборки конденсатора заливают смолой и закрывают изоляционной крышкой. В процессе изготовления конденсатора, через него пропускают постоянный ток, подключая обкладки к источнику энергии. В результате электролиза полоса фольги, соединенная с положительным полюсом источника, окисляется и покрывается тонким слоем окиси алюминия, служащей диэлектриком. Положительным полюсом конденсатора является вывод от фольги, покрытый пленкой окиси алюминия. Этот вывод делают через верхнюю изоляционную крышку и обозначают знаком «плюс». Отрицательным полюсом «минус» служит корпус, соединенный внутри с фольгой, не покрытой слоем окиси алюминия.     При использовании электролитических конденсаторов в схемах, включение их должно быть выполнено со строгим соблюдением полярности. Если электролитический конденсатор окажется включенным неправильно и на корпусе его будет положительный потенциал, то вновь начнется электролиз, вследствие которого фольга, соединенная с корпусом, будет окисляться, а первоначальная пленка окиси – разрушаться, что приведет к пробою конденсатора и короткому замыканию цепи. Таким образом, электролитический конденсатор не может быть использован в цепи переменного тока. Область его применения ограничена цепями, где неизменный по направлению ток – постоянный или пульсирующий с небольшими отклонениями от постоянной составляющей (до 10-15%).      Достоинством электролитических конденсаторов является большая емкость при малых габаритах, что объясняется малой толщиной пленки окиси алюминия, служащей диэлектриком. Однако, емкость электролитического конденсатора в сильной степени зависит от напряжения и температуры – к увеличению вязкости и сопротивления электролита. При очень низких температурах электролит замерзает и конденсатор может выйти из строя. В процессе работы конденсатора электролит со временем высыхает и емкость конденсатора также уменьшается.     В радиотехнике часто требуется изменить емкость конденсатора, для чего применяют конденсаторы переменной емкости и подстроечные конденсаторы. Такой конденсатор имеет неподвижную (статор) и подвижную (ротор) системы пластин. Основание пластин изготовлено из керамики, а на низ нанесен слой серебра. Поворотом винта перемещают ротор и тем самым изменяют емкость конденсатора.     После заряда конденсатор определенное время сохраняет запасенную энергию и напряжение на нем остается почти неизменным. Однако при длительном хранении конденсатор окажется полностью разряженным. Это явление называется саморазряом конденсатора. Оно объясняется тем, что любой диэлектрик – не идеальный изолятор и содержит небольшое количество свободных электронов. Поэтому под действием разности потенциалов заряды переносятся с одной обкладки на другую при разомкнутых зажимах конденсатора, т. е. появляется ток через диэлектрик, называемый током утечки. Ток утечки обычно очень мал и зависит от напряжения, температуры и влажности, с увеличением которых он возрастает.     Если напряжение на обкладках конденсатора непрерывно повышать, то ток утечки будет возрастать, и при определенной величине напряжения диэлектрик разрушится, т. е. произойдет пробой конденсатора. Напряжение, при котором происходит пробой конденсатора, называется напряжением пробоя Uпр и определяет электрическую прочность конденсатора.     На каждом конденсаторе указывается его рабочее и испытательное напряжения. Рабочим называется такое наибольшее напряжение, при котором конденсатор может работать длительное время, не подвергаясь опасности пробоя. Испытательное напряжение в 2-3 раза больше рабочего и представляет собой наибольшее напряжение, которое выдерживает конденсатор в течении 1 мин при испытании.

Что такое электролитический конденсатор? Функция и использование

Чтобы дать краткий ответ на вопрос «Что такое электролитический конденсатор?» можно сказать, что это относится к поляризованному конденсатору, который состоит из анода или положительной пластины из металла, образующих изолирующий оксидный слой путем анодирования. Оксидный слой служит диэлектриком конденсатора. Жидкий, твердый или гелевый электролит покрывает поверхность оксидного слоя в качестве катода или отрицательной пластины конденсатора. Электролитические конденсаторы имеют гораздо большее произведение емкость-напряжение (CV) на объем, чем керамические или пленочные конденсаторы из-за их очень тонкого диэлектрического оксидного слоя и увеличенной поверхности анода.Эти конденсаторы можно разделить на три основные группы: алюминиевые электролитические конденсаторы

,
• .
Конденсаторы электролитические танталовые
• .
Конденсаторы электролитические ниобиевые
• .

В этих трех семействах конденсаторов используются как нетвердые, так и твердые диоксид марганца или твердые полимерные электролиты, что означает, что можно использовать широкий спектр анодных материалов и нетвердых или твердых электролитов.

Электролитические конденсаторы имеют большую емкость, что делает их идеальными для пропускания или обхода низкочастотных сигналов, а также для хранения большого количества энергии.Например, их можно использовать для развязки или фильтрации шума в источниках питания и цепях звена постоянного тока для приводов с переменной частотой, для передачи сигналов между каскадами усилителя или для хранения энергии, как в лампах-вспышках.

Электролитические конденсаторы имеют поляризованную конструкцию из-за их асимметричной конструкции и всегда должны использоваться с более высоким (положительным) напряжением на аноде, чем на катоде. Чтобы различать эти две клеммы, клемма анода помечена знаком плюс, а катод — знаком минус.

Изменение полярности конденсатора или приложение напряжения выше максимального номинального рабочего напряжения от 1 до 1,5 В может привести к разрушению диэлектрика и, таким образом, к повреждению конденсатора. Электролитические конденсаторы могут быть опасными, если они сломаются, что приведет к пожару или взрыву.

Также доступны биполярные электролитические конденсаторы, которые могут работать с любой полярностью и имеют два анода, соединенных последовательно. Формирование биполярного электролитического конденсатора возможно путем соединения двух стандартных электролитических конденсаторов, анод-анод или катод-катод.

Электролиты — это жидкие электрические проводники, в которых движущиеся ионы переносят ток. Например, электролиты или минералы в нашей крови несут электрический заряд. Натрий, калий, хлорид, кальций и фосфор — одни из наиболее распространенных электролитов.

В электролитах ионы представляют собой анионы (-) или катионы (+). Анион относится к иону, который содержит больше электронов, чем протонов.Электрон заряжен отрицательно, а протон — положительно. В результате наличия большего количества электронов, чем протонов, общий заряд аниона становится отрицательным. Следовательно, анионы — это отрицательно заряженные ионы, которые перемещают отрицательный заряд.

Катионы, с другой стороны, имеют меньше электронов, чем протоны. Поскольку у катиона меньше электронов, чем у протонов, его заряд положительный. Таким образом, катионы представляют собой положительно заряженные ионы. Положительный заряд несут эти катионы.

Когда требуются большие значения емкости, обычно используются электролитические конденсаторы.Раствор электролита в виде желе или пасты используется вместо очень тонкой металлической пленки для одного из электродов (обычно катода).

Диэлектрики состоят из тонкого оксидного слоя, который растет электрохимически, достигая толщины менее десяти микрон. Изолирующий слой настолько тонкий, что небольшие конденсаторы могут быть изготовлены с очень большой емкостью, но с очень маленькими физическими размерами из-за небольшого расстояния между пластинами.

Конденсаторы с большой емкостью и малыми размерами используются для уменьшения пульсаций напряжения или для приложений связи и развязки в источниках питания постоянного тока.Поскольку электролитические конденсаторы имеют относительно низкое номинальное напряжение и поляризованы, их нельзя использовать с источниками переменного тока.

Например, электролитические конденсаторы обычно используются в качестве фильтров в усилителях звука с целью уменьшения шума в сети. Типичный гул в сети состоит из электрического шума 50 Гц или 60 Гц, который будет слышен при усилении.

В зависимости от материала, из которого изготовлен диэлектрик, электролитические конденсаторы можно разделить на три типа:

• Алюминиевые электролитические конденсаторы
• Танталовые электролитические конденсаторы
• Ниобиевые электролитические конденсаторы

  0006

Алюминиевый конденсатор — это электролитический конденсатор с анодным электродом (+), изготовленным из чистой алюминиевой фольги с протравленной поверхностью. Алюминий образует чрезвычайно тонкий изолирующий слой оксида алюминия путем анодирования, который выполняет функцию диэлектрика конденсатора. В принципе, оксидный слой представляет собой второй электрод (катион) (-) конденсатора, который покрыт нетвердым электролитом.Отрицательный вывод конденсатора подключен к электролиту через вторую алюминиевую фольгу, называемую «катодной фольгой».

Принцип анодирования алюминиевых электролитических конденсаторов делает их поляризованными конденсаторами. Для работы этих устройств требуется правильная полярность постоянного напряжения. Короткое замыкание может произойти, когда конденсатор работает от переменного напряжения или неправильной полярности.Единственным исключением является биполярный алюминиевый электролитический конденсатор с задним расположением двух анодов в одном корпусе, который может применяться для переменного тока.

Поскольку алюминиевые электролитические конденсаторы имеют относительно высокие значения емкости, их значения импеданса низкие даже на более низких частотах, таких как частота сети. Применения алюминиевых электролитических конденсаторов включают:

• источники питания
• импульсные источники питания
• DC-DC преобразователи для сглаживания и буферизации выпрямленных напряжений постоянного тока во многих электронных устройствах
• промышленных источников питания
• , используемых в качестве конденсаторов промежуточного звена для приводов , фотоэлектрические инверторы и преобразователи в ветряных электростанциях.
• Отдельные типы также используются в стробоскопах и фотовспышках или для передачи сигналов в аудиосигналы.

При повышении температуры проводимость электролитического конденсатора увеличивается, а его проводимость уменьшается с понижением температуры. Следовательно, емкость алюминиевого электролитического конденсатора резко меняется с температурой.

Танталовые электролитические конденсаторы являются пассивными компонентами электронных схем.Этот тип электролитического конденсатора имеет анод, состоящий из таблетки пористого металлического тантала, который покрыт изолирующим оксидным слоем и окружен жидким или твердым электролитом в качестве катода. В отличие от обычных и электролитических конденсаторов, танталовый конденсатор имеет относительно тонкий диэлектрический слой с высокой диэлектрической проницаемостью, что позволяет ему иметь очень высокую емкость на единицу объема (высокий объемный КПД) и быть относительно легким.

По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами танталовые электролитические конденсаторы намного дороже.

Танталовые конденсаторы по своей природе являются поляризованными компонентами. Конденсатор может быть разрушен обратным напряжением. Благодаря эффективному соединению двух поляризованных конденсаторов последовательно, аноды обращены в противоположные стороны, изготавливаются неполярные танталовые конденсаторы.

В ниобиевом электролитическом конденсаторе, поляризованном конденсаторе, анодный электрод построен из пассивированного металлического ниобия или монооксида ниобия, который представляет собой изолирующий слой пентоксида ниобия. служит диэлектриком ниобиевого конденсатора.В качестве второго электрода (катода) на поверхности оксидного слоя находится твердый электролит.

Конденсаторы, изготовленные из ниобия, по своей конструкции являются поляризованными компонентами, поэтому они могут принимать постоянное напряжение только в правильном направлении. Как и в случае с двумя другими типами электролитических конденсаторов, обратное напряжение или пульсирующий ток выше определенного значения могут повредить диэлектрик и, следовательно, конденсатор. Чтобы гарантировать безопасную работу ниобиевых конденсаторов, производители устанавливают особые правила проектирования схем.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, также называемые «мокрыми» конденсаторами, являются самыми дешевыми из всех обычных конденсаторов. Помимо предоставления наиболее экономичных решений для приложений с высокой емкостью и напряжением для развязки и буферизации, они нечувствительны к низкоомной зарядке и разрядке, а также к переходным процессам с низким энергопотреблением.Почти все электронные устройства используют нетвердые электролитические конденсаторы, за исключением военных приложений.

Конденсаторы для поверхностного монтажа, изготовленные из электролитического тантала с твердым электролитом, обычно используются в электронных устройствах с небольшим пространством или низким профилем. Приборы надежно работают в широком диапазоне температур без больших отклонений параметров. Танталовые электролитические конденсаторы — единственные, которые соответствуют военным и космическим требованиям.

Наличие ниобия делает эти конденсаторы напрямую конкурентоспособными с танталовыми электролитическими конденсаторами.Они сопоставимы по своим свойствам.

Благодаря использованию полимерных электролитов алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы имеют значительно улучшенные электрические свойства.

Электролитический конденсатор работает по принципу «пластинчатого конденсатора», емкость которого увеличивается с увеличением площади электрода A, диэлектрической проницаемости ε и толщины диэлектрика (d).

C = \ varepsilon \ frac {A} {d}

В электролитических конденсаторах толщина диэлектрика очень мала, обычно в нанометровом диапазоне.Между тем, этот оксидный слой имеет высокую прочность. В сочетании с достаточно высокой диэлектрической прочностью этот тонкий диэлектрический оксидный слой позволяет электролитическим конденсаторам достигать высокой объемной емкости. Вот почему электролитические конденсаторы имеют более высокое значение емкости, чем обычные конденсаторы.

По сравнению с гладкой поверхностью того же объема или площади протравленные или спеченные аноды имеют гораздо большую площадь поверхности. Использование нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторов, а также твердотельных танталовых электролитических конденсаторов позволяет увеличить емкость до 200 раз.Во-вторых, большая площадь поверхности по сравнению с гладкой является фактором высоких значений емкости электролитических конденсаторов.

Используя формулу последовательного соединения двух конденсаторов, мы можем найти общую емкость конденсатора:

C_ {tot} = \ frac {C_aC_c} {C_a + C_c}

В приведенном выше уравнении , C _a и C _c — емкости анода и катода соответственно.

При непрерывной работе в указанном диапазоне температур ток пульсаций определяется как среднеквадратичное значение наложенного переменного тока любой частоты с любой формой волны.2_n}

Пульсирующие токи выделяют тепло внутри корпуса конденсатора. В дополнение к температуре окружающей среды и другим возможным внешним источникам тепла это внутреннее тепло повышает температуру корпуса конденсатора по сравнению с температурой окружающей среды. Это тепло распределяется в виде тепловых потерь P _th по поверхности конденсатора A и теплового сопротивления β окружающей среде.

P_ {th} = \ mathit {\ Delta} T.A. \ beta

Внутреннее тепло должно передаваться в окружающую среду посредством теплового излучения, конвекции и теплопроводности.Температура конденсатора, которая представляет собой баланс между производимым и распределяемым теплом, не должна быть выше его максимальной заданной температуры.

Либо две параллельные прямые линии представляют электролитический конденсатор, либо одна прямая линия, сопровождаемая изогнутой линией. На рисунке ниже вы можете увидеть символ электролитического конденсатора.

Рядом с любой из линий стоит знак плюс или минус, указывающий, положительный или отрицательный вывод (анод или катод). Важно подавать напряжение на правильный вывод. В противном случае конденсатор может выйти из строя.

Электролитические конденсаторы обеспечивают накопление большого количества заряда. Еще одно преимущество этих устройств — их невысокая стоимость.

К их недостаткам, однако, относятся большой ток утечки и короткий срок службы.

Электролитические конденсаторы могут иметь проблемы при работе в определенных условиях. Ниже приведены некоторые из наиболее важных.

Избыточное напряжение приведет к утечке тока через диэлектрик, что приведет к короткому замыканию.

Обратное напряжение повреждает и разрушает оксидный слой.

Избыточный нагрев может высушить электролит и сократить срок его службы.

Электролитический конденсатор — обзор

Электролитические конденсаторы

Электролитический конденсатор является предметом отдельного рассмотрения, и его следует рассматривать отдельно от всех других конденсаторов. Принцип заключается в том, что некоторые металлы, в частности алюминий и тантал, могут иметь очень тонкие пленки соответствующих оксидов, образующихся на поверхности, когда напряжение прикладывается с правильной полярностью (положительный металл) между металлом и слабокислой жидкостью.Эти очень тонкие пленки затем изолируют металл от проводящей жидкости, электролита, образуя конденсатор; электролитический конденсатор. Название происходит от сходства с электролитической (металлической) ячейкой.

•

Тот же самый эффект вызывает проблему поляризации конденсаторов, см. Главу 7.

В наиболее распространенном типе электролитических конденсаторов используется алюминиевая фольга, на которой можно протравить, сделать ямочки или гофры для увеличения эффективная площадь, заключенная в алюминиевый баллончик, заполненный слабокислым раствором пербората аммония в форме желе.Конденсатор формируется путем подачи на конденсатор медленно нарастающего напряжения с положительным полюсом фольги и отрицательным полюсом корпуса до тех пор, пока напряжение не достигнет своего номинального уровня, а постоянный ток не упадет до минимума, что указывает на то, что изоляция настолько хороша, насколько это возможно. быть. С этого момента, когда конденсатор используется, к нему должно подаваться постоянное (поляризационное) напряжение той же полярности, чтобы поддерживать изолирующую пленку. Если конденсатор используется с обратным напряжением, пленка растворяется, удаляя любую изоляцию и позволяя большим токам проходить через жидкость, которая испаряется, разрушая банку.Электролит обычно находится в желеобразной форме, но разрушение, которое может быть вызвано взрывом электролита (не говоря уже о шумах), гарантирует, что никто, кто достиг этого, не захочет повторить попытку.

Использование тантала в качестве металла электролита позволяет получить совершенно иную конструкцию, в которой оксидная пленка более устойчива и способна выдерживать перепады напряжения. Танталовые конденсаторы ( tantalytics ) могут использоваться без постоянного поляризующего напряжения, могут работать с практически сухим электролитом и в целом имеют лучшие характеристики, чем традиционный алюминиевый электролит.Опыт использования тантала привел к разработке «сухих» электролитов для алюминиевого типа электролитов.

•

Танталитические конденсаторы не следует использовать в приложениях аудиосвязи, в которых напряжение смещения мало или отсутствует.

Из-за очень хрупкой природы изолирующей пленки, толщина которой может составлять всего несколько атомов, электролитические конденсаторы всегда склонны к большой утечке, поэтому указывается ток утечки при номинальном напряжении, а не коэффициент мощности. или коэффициенты рассеяния.Утечка часто связана со значением емкости и рабочим напряжением, и формула:

I _утечка = 4 + (0,006 × C × В )

часто используется, с I в μα , C, в F и В, в вольтах. Например, использование этой формулы для конденсатора 200 мкФ при 12 В дает ток утечки 4 + (0,006 × 200 × 12) = 18,4 мкА. Некоторые производители будут использовать эту формулу для определения значений утечки. Ни один производитель не гарантирует электролит с низким значением утечки, но измеренные значения часто бывают удивительно хорошими, если электролит эксплуатируется в разумных условиях.Боб Пиз приводит примеры электролитов 500 мкФ с утечкой 2 нА при рабочем напряжении 10 В.

Рисунок 4.6. Типичные размеры электролитического алюминия (Фото: Nichicon Corp.).

Многие производители также указывают ожидаемый срок службы электролитиков более 100 000 часов при 40 ° C и номинальном напряжении, поскольку все еще существуют некоторые предубеждения против их использования для чего-либо, кроме бытовой электроники. Военные приложения обычно запрещают использование электролитов, но теперь они широко применяются в промышленном оборудовании.Часто указываются диапазоны температур от –40 ° C до + 85 ° C, но при более высоких температурах требуется значительное снижение номинальных характеристик, а при более низких температурах существует риск замерзания гелеобразного электролита. Это до некоторой степени уравновешивается увеличением потерь при замерзании электролита, что приводит к более сильному рассеиванию и последующему оттаиванию. Однако это не тот эффект, на который вам следует полагаться. Некоторые типы могут иметь вентиляционные отверстия для сброса давления газа внутри электролита.

Электролитики используются в основном в качестве резервуаров и сглаживающих конденсаторов для источников питания с частотой сети, поэтому их наиболее важные параметры, кроме емкости и номинального напряжения, касаются величины пульсирующего тока, который они могут пропускать. Для каждого конденсатора производитель указывает максимальный ток пульсации (обычно при 100 или 120 Гц), а также два параметра, которые касаются способности конденсатора пропускать ток, ESR и импеданса. ESR — это эффективное последовательное сопротивление в миллиомах, обычно 50 мОм, для низкочастотных токов, и это значение может устанавливать ограничение на ток пульсаций, который может пройти; также к эффективности конденсатора для сглаживания.Другой параметр — это эффективный импеданс в мОм, измеренный при 10 кГц и 20 ° C, который используется для измерения того, насколько эффективно конденсатор будет пропускать токи на более высоких частотах. Если в цепи развязки используется электролитический конденсатор, который может работать с большим диапазоном частот, следует использовать конденсаторы других типов для работы с частотами выше 10 кГц, например, конденсаторы из полиэстера для диапазона до 10 МГц и слюдяные или керамический для более высоких частот. Полезное практическое правило — иметь один электролит для пяти керамических или дисковых материалов.

В электролизерах общего назначения используется алюминий, часто с отдельным алюминиевым корпусом с номинальным значением изоляции 1000 В. Физическая форма представляет собой цилиндр с биркой, стержнем или винтовым соединением на одном конце. Диапазон емкости обычно очень велик для устройств с более низким напряжением, до 15 000 мкФ при работе 16 В, но при более высоких номинальных напряжениях 400 В значения от 1 мкФ до 220 мкФ более обычны. Многие конструкторы избегают использования электролита при рабочем напряжении более 350 В. Допуск значения большой (от -10% до + 50%), а допустимые токи пульсации колеблются от 1 А до 7 А в зависимости от размера конденсатора.

•

Исчерпывающий набор руководств по применению алюминиевых электролитов см. На веб-сайте:

http://www.nichicon-us.com/tech-info.html

Еще одно полезное правило Практический опыт заключается в том, что вам нужно 1000 мкФ сглаживания на каждый ампер выходного постоянного тока, но это не обязательно удовлетворительно. Предположим, например, что конденсатор емкостью 5000 мкФ используется с питанием 6 В при полном номинальном токе пульсаций 5 А и имеет ESR 50 мОм.Пилообразная пульсация будет составлять 6 В от пика к пику, а еще 5 × 0,05 В = 0,25 В из-за ESR почти незначительна. Рассеивание в конденсаторе также будет слишком большим, и в такой схеме лучше использовать несколько конденсаторов параллельно.

Электролитические элементы меньшего размера предназначены для непосредственного монтажа на печатных платах для развязки или дополнительного сглаживания, они имеют цилиндрическую форму и имеют концевые заделки для проводов, либо осевые (провод на каждом конце), либо радиальные (оба провода на одном конце).Диапазон напряжения может составлять от 10 В до 450 В, с диапазоном рабочих температур от –40 ° C до + 85 ° C (рекомендуется снижение номинальных значений при более высоких температурах) и с коэффициентом мощности, который может быть от 0,08 до самого высокого. как 0,2. Самый большой диапазон значений, обычно от 0,1 мкФ до 4700 мкФ, доступен для меньших рабочих напряжений. Субминиатюрные версии имеют рабочее напряжение от 6,3 В до 63 В и ток утечки не менее 3 мкА, а для более крупных емкостных устройств утечка рассчитывается по формуле: 0.01 C × V . Например, конденсатор 47 мкФ 40 В может иметь утечку: 0,01 × 47 × 40 = 18,8 мкА, но измеренные значения обычно намного меньше, всего 10 нА или даже меньше для современных конденсаторов.

Специализированный тип жидкого электролита предназначен для резервного копирования памяти в цифровых схемах. Микросхемы памяти CMOS могут сохранять данные, если на одном из выводов микросхемы поддерживается напряжение ниже нормального напряжения питания. Потребление тока на этом выводе очень низкое, и поэтому оно может обеспечиваться конденсатором в течение значительных периодов времени.Этот метод используется не для вычислителей, в которых используется батарея, а для таких устройств, как контроллеры центрального отопления, которые должны сохранять свои настройки, если электроснабжение отсутствует на сравнительно короткий период времени. Типичные значения для этих электролитов — 1F0 и 3F3. Время разряда составляет от 1 до 5 часов при 1 мА и от 300 до 500 часов при более типичном потребляемом токе 5 мкА, но следует учитывать высокий ток утечки.

Типы твердого электролита теперь доступны в алюминиевом диапазоне электролитов.В отличие от алюминиевых электролитов традиционного типа, они не требуют вентиляции и не подвержены испарению электролита. Кроме того, в отличие от традиционных электролитических, они могут работать в течение периодов без поляризующего напряжения и могут принимать обратное напряжение, хотя только около 30% от номинального прямого напряжения при 85 ° C, что значительно меньше при более высоких температурах. Типичные размеры от 2,2 мкФ до 100 мкФ с номинальным напряжением от 10 В до 35 В при 85 ° C. Диапазон температур составляет от –55 ° C до + 125 ° C, и даже при максимальной рабочей температуре 125 ° C ожидаемый срок службы превышает 20 000 часов.Токи утечки довольно высоки, в диапазоне от 9 мкА до 250 мкА, а номинальные значения тока пульсации находятся в диапазоне от 20 мА до 300 мА. Одна важная особенность заключается в том, что спецификации не накладывают ограничений на величину тока заряда или разряда, протекающего в цепи постоянного тока, при условии, что рабочее напряжение не превышается.

ТАНТАЛОВЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТИКИ

Танталовые электролиты неизменно используют твердые электролиты наряду с металлическим танталом и имеют гораздо меньшую утечку, чем алюминиевые.Это делает их в высшей степени подходящими для таких целей, как связь сигналов, фильтры, схемы синхронизации и развязка. Обычные формы этих электролитов представляют собой миниатюрные шарики с эпоксидным покрытием или трубчатые осевые частицы. Диапазон напряжения составляет от 6,3 В до 35 В со значениями от 0,1 мкФ до 100 мкФ. Диапазон температур от –55 ° C до + 85 ° C. Танталовые электролиты могут использоваться без какого-либо смещения постоянного тока, а также могут принимать небольшое обратное напряжение, обычно менее 1,0 В. Ожидается минимальный ток утечки 1 мкА, а для более высоких значений емкости и рабочего напряжения ток утечки определяется из емкости, умноженной на коэффициент напряжения, при минимальном гарантированном значении 1 пА.Можно ожидать коэффициентов мощности в диапазоне от 0,02 до 0,2. Следует проявлять осторожность, чтобы не превышать номинальное импульсное напряжение, обычно в 1,3 раза больше номинального номинального напряжения постоянного тока.

Конденсатор электролитический

Конденсатор обзор

Электролитические конденсаторы в основном используются при требуется хранение большого количества заряда в небольшом объеме. В электролитические конденсаторы, жидкий электролит действует как один из электроды (в основном действуют как катод).Чтобы лучше понять концепция электролитического конденсатора сначала нам нужно знать работа общего конденсатора.

Конденсатор — это электронное устройство, которое хранит электрический заряд. Он состоит из двух токопроводящих пластин. разделены изоляционным материалом, называемым диэлектриком. Другой типы изоляционных материалов используются для строительства диэлектрик в зависимости от использования.

Проводящие пластины конденсатора хорошие проводники электричества. Поэтому они легко позволяют электрический ток через них. С другой стороны, диэлектрик Среда или материал плохо проводят электричество. Следовательно, он не пропускает через него электрический ток.

При подаче напряжения на конденсатор в таким образом, чтобы отрицательная клемма аккумулятора была подключен к правой боковой пластине и положительной клемме батарея подключена к левой боковой пластине, конденсатор начинает заряжаться.

Из-за этого напряжения питания, электроны начинают течь с отрицательной клеммы аккумулятор и дотянитесь до правой боковой пластины. Дойдя вправо боковой пластине, электроны испытывают сильное сопротивление со стороны диэлектрический материал, потому что диэлектрический материал плохой проводник электричества.

В результате большое количество электронов попала в ловушку на правой боковой пластине конденсатора.Однако эти большие количество электронов прикладывает силу или электрическое поле к левая боковая пластина. Следовательно, электроны на левой боковой пластине испытывать силу отталкивания от избыточных электронов справа пластина. В результате электроны удаляются от левой боковой пластины и тянется к плюсовой клемме аккумулятора.

Следовательно, правая боковая пластина становится больше отрицательно заряжен (отрицательный заряд создается) из-за получение лишних электронов.С другой стороны, левая сторона пластина становится более положительно заряженной (накапливается положительный заряд) из-за потери электронов. В результате напряжение устанавливается между пластинами. Вот так нормальный конденсатор работает.

Электролитический конденсатор также заряжается в основном аналогичным образом. Однако материал, используемый в конструкция электролитического конденсатора отличается.

Электролитический определение конденсатора

Электролитический конденсатор — это разновидность конденсатор, в котором используется электролит (ионно-проводящая жидкость) в качестве одна из его проводящих пластин для достижения большей емкости или хранение высокого заряда.

Что такое электролит?

Электролит — жидкий электрический проводник. в котором электрический ток переносится движущимися ионами.Для Например, в нашей крови электролиты или минералы несут электрический ток. плата. Наиболее распространенные электролиты — это натрий, калий, хлорид, кальций и фосфор.

В электролитах ионы бывают двух типов, а именно: анионы (-) и катионы (+). Анион — это ион с большим числом электронов, чем протонов. Мы знаем, что электроны отрицательно заряжены, а протоны заряжены положительно.Из-за количество электронов больше, чем протонов, общий заряд атом или анион становятся отрицательными. Поэтому анионы называют отрицательно заряженные ионы. Эти отрицательно заряженные анионы несут отрицательный заряд.

С другой стороны, катион имеет меньшее количество электронов, чем протонов. Из-за меньшего количества электронов, чем протонов, общий заряд атома или катиона становится положительным.Поэтому катионы называют положительно заряженные ионы. Эти положительно заряженные катионы несут положительный плата.

Типы электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы классифицируются по три типа в зависимости от материала, из которого изготовлен диэлектрик:

• Конденсаторы алюминиевые электролитические
• Конденсаторы электролитические танталовые
• Конденсаторы электролитические ниобиевые

В этом уроке алюминиевый электролитический конденсатор объяснен.Алюминий, тантал и ниобий электролитические конденсаторы работают аналогичным образом. Однако материал, из которого изготовлены электроды, разный.

Алюминий электролитический конденсатор

Алюминиевый электролитический конденсатор изготовлен из две алюминиевые фольги, слой оксида алюминия, электролитическая бумага или бумажная прокладка, пропитанная электролитической жидкостью или растворами и жидкий или твердый электролит.Электролитическая жидкость содержит атомы или молекулы которые потеряли или приобрели электроны.

В алюминиевом электролитическом конденсаторе, анод (+) и катод (-) изготовлены из чистой алюминиевой фольги. Анодная алюминиевая фольга покрыта тонким слоем изоляционный оксид алюминия (алюминиевый элемент с кислородом элемент). Эта изолирующая алюминиевая фольга действует как диэлектрик электролитический конденсатор, блокирующий прохождение электрического тока.Катод и анод с оксидным покрытием разделены электролитическая бумага (пропитанная электролитической жидкостью).

Катодная алюминиевая фольга также покрыта очень тонкий изолирующий оксидный слой или диэлектрик естественной формы самолетом. Однако этот оксидный слой очень тонкий по сравнению с оксидный слой сформирован на аноде.

Следовательно, конструкция из алюминия электролитический конденсатор выглядит как два конденсатора, соединенные в серия с анодной емкостью C _A и катодом емкость C _K .

Общая емкость конденсатора составляет полученная таким образом из формулы последовательного соединения двух конденсаторы.

Где, C _A = емкость анода

C _K = Емкость катода

C _ecap = Общая емкость электролитического конденсатора

Мы знаем, что емкость или заряд емкость конденсатора прямо пропорциональна поверхности площадь токопроводящих пластин или электродов и наоборот пропорциональна толщине диэлектрика.Другими словами, конденсаторы с большими электродами хранят большой заряд тогда как конденсаторы с небольшими электродами хранят небольшое количество заряда. Аналогичным образом конденсаторы с очень толстым диэлектрик сохраняет небольшое количество заряда, в то время как конденсаторы с очень тонким диэлектриком хранит очень большое количество заряда.

В обычных конденсаторах диэлектрик очень толстый, что приводит к низкой емкости на единицу объема.В электролитические конденсаторы, электролит действует как настоящий катод с большой площадью поверхности и очень прочным диэлектриком. тонкий. Поэтому из-за большой площади поверхности электрод и тонкий диэлектрик, большой запас заряда достигается в электролитических конденсаторах.

Электропроводность электролитический конденсатор увеличивается при повышении температуры и уменьшается при понижении температуры.В результате емкость или накопитель заряда алюминиевого электролитического конденсатор также увеличивается при повышении температуры и уменьшается при понижении температуры. Следовательно емкость алюминиевого электролитического конденсатора в значительной степени влияет изменение температуры.

Большинство электролитических конденсаторов поляризованный, то есть напряжение, подаваемое на клеммы, должно быть в правильной полярности (положительный вывод подключен к положительному выводу и отрицательный подключен к отрицательной клемме).Если он подключен в обратное или неправильное направление, конденсатор может быть коротким замкнутый, то есть большой электрический ток течет через конденсатор, и это может привести к необратимому повреждению конденсатора.

В поляризованных конденсаторах знак минус (-) или Знак плюс (+) четко обозначен на любом из двух выводов. Эта полярность должна соблюдаться.

Символ электролитического конденсатора

Показан символ электролитического конденсатора. на рисунке ниже.Электролитический конденсатор представлен двумя параллельными прямыми или одной прямой и одной изогнутая линия.

Знак плюс или минус пишется рядом с любым линий, чтобы обозначить, положительный он или отрицательный клемма (анод или катод). Напряжение должно подаваться на правильный терминал. В противном случае конденсатор может выйти из строя.

Преимущества электролитических конденсаторов

• Достигнут большой объем хранения заряда
• Низкая стоимость

Недостатки электролитических конденсаторов

• Большой ток утечки
• Короткий срок службы

Приложения электролитических конденсаторов

Различные применения электролитических конденсаторы включают:

• Фильтры
• Цепи постоянной времени

Понимание полярности для бесшовной установки

Как и другие компоненты на печатной плате, полярность конденсатора будет иметь различную полярность, как положительную, так и отрицательную.Это помогает понять, как определить полярность конденсатора, даже если вы строите схему с нуля. Однако не все конденсаторы имеют полярность, а у тех, у которых есть одна хитрость в рукаве.

Прежде всего, полярность работает так, чтобы только одна клемма действовала на подаваемое напряжение. Чтобы иметь преимущество при подключении полярности конденсаторов, эта статья поможет вам больше узнать об этом. Дойдя до конца, вы должны лучше понять, почему так важно знать полярность конденсатора.

1.Что такое полярность конденсатора?

Конденсатор состоит из параллельных тонких металлических листов, разделенных диэлектрическим материалом. Два тонких металлических листа работают как электроды, а диэлектрик — изолятор. Изоляция жизненно важна, потому что она действует как перегородка между электродами. Стандартный символ конденсатора — четкое изображение этой внутренней структуры.

Диэлектрик может быть резиновым, бумажным, керамическим или стеклянным. С другой стороны, тонкие металлические листы состоят из тантала, алюминия или серебра.Углеродные нанотрубки иногда являются лучшим вариантом из-за их лучшей проводимости. Изначально полярность конденсатора является доказательством симметрии конденсатора. Но сначала вы должны знать, как работает баланс.

Неполяризованный конденсатор по-прежнему будет работать должным образом, независимо от того, как вы подключите его к своей цепи. Неважно, какой свинец куда идет. Это явный случай несимметрии. С другой стороны, полярный конденсатор очень чувствителен при его размещении на печатной плате. Часто конденсатор имеет две клеммы, хотя вы можете увидеть некоторые из них с большим количеством выводов.

Поляризованный конденсатор работает, только если размещение соответствует жизненно важным правилам контура. Это означает, что размещение элемента в цепи должно происходить в одном направлении. Неправильная установка конденсатора приведет к катастрофе.

Конденсатор может перегореть или выйти из строя. Следовательно, конденсатор должен быть в вашем списке проблем при построении схемы. Если вы хотите выполнить сварку на печатных платах или схемах сборки макетов, этот метод является наиболее точным.

Когда дело доходит до полярности конденсатора, есть много способов определить полярность. Довольно часто различия в отметках полярности зависят от того, из какого материала изготовлен корпус конденсатора. Например, электролитические конденсаторы имеют полосы, которые показывают катодный конец.

С другой стороны, конденсаторы с осевыми выводами имеют стрелки, которые показывают вывод, где находится катодный конец.Другой способ определить полярность конденсатора — проанализировать выводы. В этом случае более длинный вывод — это конец анода, а короткий — конец катода. Однако с конденсаторами такого типа следует проявлять особую осторожность, особенно если они бывшие в употреблении.

В любом случае выводы, вероятно, укорачиваются, и трудно различить полярность каждого конца. Некоторые конденсаторы, особенно танталовые, имеют знаки + и — для обозначения концов анода и катода. С другой стороны, другие будут иметь отметки «BP» и «NP», чтобы показать, что конденсатор неполярный.

К этим типам конденсаторов относятся бумажные, керамические, пленочные и полистирольные конденсаторы. Очень важно правильно определить полярность конденсатора перед установкой конденсатора на печатную плату. Если что-то пойдет не так, конденсатор может не работать и может взорваться, разрушив всю цепь.

(электролитический конденсатор)

Обычно существует три наиболее распространенных типа диодов; пластиковые, стеклянные и стержневые диоды.Отображение полярности на этих диодах различается незначительно. В пластиковом диоде белая полоса на одном конце показывает противоречие диода. Для стеклянного диода полоса черная. В этом случае будущее, близкое к полосе, противоположное.

Этот контур означает, что на этот конец будет течь положительный ток от положительного вывода, самого дальнего по полосе. Как и в случае с любым диодом, ветер не может двигаться в обратном направлении. На схематическом чертеже всегда будет буква «Т», обозначающая полосу. Он также может иметь маркировку «+» и «-» для обозначения концов анода и катода.

Наконец, для диода-шпильки конец с отметками резьбы показывает катод или противоположный конец. Таким образом, припаянный конец является анодом. Диод часто имеет этикетку на корпусе, но иногда вам, возможно, придется использовать увеличительное стекло, чтобы увидеть его.

(полупроводниковый диод)

Знать полярность светодиода очень просто. Эти единицы могут быть красными, белыми или зелеными.Все зависит от того, что вы предпочитаете. Стандартный светодиод будет иметь два вывода, один из которых длиннее другого. Как и полярность конденсатора, более полная информация — это положительный конец, а это означает, что более короткая информация вредна.

(красный светодиод)

Выбрать транзистор очень просто из-за его маркировки. У них будет номер модели, нанесенный на корпус, вместо ожидаемого значения.Самое главное, что очертание будет отличаться в зависимости от модели.

Такой подход позволяет легко их идентифицировать, даже если у потенциальных клиентов другие имена. Форма транзистора всегда должна совпадать с формой на вашей печатной плате.

Точно так же номер модели присутствует на корпусе ИС, как и на транзисторе. У них также есть номер партии, который не всегда имеет какое-либо существенное значение при компоновке вашей схемы.Производитель может выбрать представление ориентации стандартной ИС несколькими способами.

Во-первых, на ИС может быть точка рядом с первым выводом, обозначенная «1». Во-вторых, он может иметь выемку на одной из частей своей конструкции. Эта выемка может присутствовать между первым и восьмым штифтом. Вы также найдете эту выемку на своей печатной плате.

(14-контактная ИС)

В идеале есть два типа конденсаторов; полярные и неполярные конденсаторы.Полярные конденсаторы имеют один или оба отрицательных и положительных конца. Напротив, неполярные конденсаторы не имеют четкой партии. Вы можете произвольно вставлять эти конденсаторы в свою печатную плату, не учитывая, какая партия куда идет.

Даже в этом случае не будет никакого неблагоприятного воздействия на вашу схему или выхода из строя ваших компонентов. Эти конструкции хорошо знакомы со схемами связи и развязки, колебательными схемами, компенсационными схемами и схемами обратной связи. В идеальном случае в конденсаторе не должно быть полярности.Однако это непрактично, в основном там, где важна большая емкость.

В этом случае корпус устройства выполнен из уникальных материалов. В конечном счете, это причина того, что они имеют различную полярность конденсатора. Яркими примерами таких полярных конденсаторов являются танталовые электролитические конденсаторы, электролит и алюминиевые конденсаторы. Неполярные конденсаторы часто бывают небольшими по размеру, поскольку большие из них сложно изготовить.

С одной стороны, полярные конденсаторы могут работать только в цепи, где напряжение действует в одном направлении, т.е.е., постоянное напряжение. Однако неполярные конденсаторы могут работать даже с переменным напряжением, когда напряжение работает с обеих сторон.

По этой причине неполярные конденсаторы имеют лучший край из-за их способности работать с переменным напряжением. Поскольку полярность конденсатора не является проблемой, неполярные конденсаторы могут заменить полярные конденсаторы в цепи. Единственное правило здесь — убедиться, что значения рабочего напряжения и емкости совпадают.

(неполяризованные конденсаторы)

Вот наиболее распространенные примеры неполяризованных конденсаторов:

• Конденсаторы полиэфирные
• Стеклянные конденсаторы
• Конденсаторы пленочные
• Конденсаторы полистирольные
• Конденсаторы слюдяные серебряные
• конденсаторы керамические

Идея работы как неполярных, так и полярных конденсаторов одинакова.Как правило, все они работают, чтобы накапливать и выделять электрическую энергию. Следовательно, уровни напряжения не могут внезапно измениться.

При сравнении элементов с полярностью конденсатора и элементов, у которых нет полярности, заметны очевидные различия. Ниже приведены некоторые различия между неполярными и полярными конденсаторами.

Polar содержат электролиты в качестве первичного диэлектрика, что помогает достичь высокой емкости. Диэлектрик в структуре в основном определяет возможную емкость.

Он также устанавливает уровень напряжения, которое выдерживает конденсатор. С другой стороны, те, у кого нет полярности, используют слой оксида металла в качестве диэлектрического вещества. Полиэстер — еще одно соединение, которое может работать как диэлектрик.

Производительность любого электрического компонента — это то, что в конечном итоге показывает точность вашей схемы. Вы можете обнаружить, что некоторые блоки питания нуждаются в диэлектрическом конденсаторе из оксида металла в качестве фильтра. В таком случае лучшим вариантом будет полярный конденсатор, часто более 1 MF.

Благодаря своим характеристикам он идеально подходит для фильтрации, связывания и развязки. Для сравнения, неполярный конденсатор обычно меньше 1 MF. Его характеристики делают его идеальным выбором для выбора частоты, резонанса и в качестве ограничителя тока. Таким образом, из-за отсутствия полярности конденсатора это устройство имеет ограничение, когда дело доходит до других функций схемы.

Так как в неполярных и полярных конденсаторах используются разные диэлектрические структуры; их возможности не могут быть одинаковыми. Неважно, если у них одинаковые объемы.Следовательно, противоположный блок может иметь более высокую емкость, чем неполярный.

Полярность конденсатора часто определяет форму конденсатора. Основным фактором здесь является точечный разряд элемента. Что касается полярных конденсаторов с электролитом, вы обнаружите, что большинство из них имеют круглую форму. Квадратные встречаются довольно редко. В зависимости от того, как вы собираетесь использовать его в цепи, конденсатор может быть прямоугольным, трубчатым, листовым или круглым.

Как упоминалось ранее, полярные конденсаторы могут иметь высокую емкость и другие элементы, которые делают их непригодными для высокочастотных операций.Хотя некоторые из них могут работать с высокими частотами, например танталовые конденсаторы, они, в свою очередь, могут быть довольно дорогими.

С другой стороны, неполярные конденсаторы имеют хорошие высокочастотные характеристики и намного меньше по размеру. Они относительно дешевы, но не идеальны для задач большой емкости.

(конденсатор, установленный в гибридном фильтре нижних и верхних частот)

• Алюминиевые электролитические конденсаторы — Эти типы электролитических конденсаторов имеют алюминиевую структуру, действующую как клапан.После подачи положительного напряжения через жидкость-электролит образуется слой оксида металла. Этот оксидный слой теперь является изолятором, заменяющим диэлектрик.

Поляризация происходит на оксидном слое, препятствуя прохождению электрического заряда. В алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве катода используется диоксид марганца, а в качестве анода — алюминий.

（алюминиевый электролитический конденсатор）

• Ниобиевые и танталовые конденсаторы — Танталовые электролитические конденсаторы идеально подходят для устройств поверхностного монтажа, более распространенных в медицине, военном деле и космосе.При использовании тантала в качестве анода окисление происходит относительно легко, подобно алюминиевым электролитическим конденсаторам. Тантал обладает высокой проводимостью, особенно при контакте с проволокой. Как только на поверхности образуется оксид, появляется больше места для хранения заряда.

Ниобиевые конденсаторы работают за счет окисления материала в проводе с образованием изолятора. Изолятор действует как диэлектрик с гораздо более высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с конденсаторами на основе тантала. Сейчас они довольно популярны, так как дешевле, чем их танталовые аналоги.

• Электролитические конденсаторы основаны на формировании оксидного слоя в зависимости от полярности конденсатора. Оксид — гораздо более надежный диэлектрик со стимулирующими эффектами. По этой причине эти блоки могут достигать более высокого уровня емкости, чем другие конденсаторы. Вот некоторые из других преимуществ.
Типоразмер
• Танталовые конденсаторы — самые популярные конденсаторы. Остальные типы склонны к газовым пробоям.Возможная емкость выше по сравнению с устройствами без электролита. Неэлектролитные конденсаторы должны быть большего размера для достижения той же емкости.
• Greater Capacitance — Что касается объема, электролитные конденсаторы могут достичь высокой емкости для небольших работ. Таким образом, существует очень мало неэлектролитных конденсаторов с емкостью более десяти MFD.

Когда дело доходит до электролитических конденсаторов, всегда существует риск утечки тока.Утечка иногда может быть относительно высокой. У них также гораздо более короткая продолжительность жизни.

Поскольку полярность конденсатора является решающим фактором в электролитических конденсаторах, их использование требует большой осторожности. Неправильное размещение означает, что вы не получите точных результатов и можете вызвать взрыв устройства. Они также довольно чувствительны к температуре, поэтому необходимо учитывать температурные условия.e

Эти конденсаторы идеальны для уменьшения пульсаций напряжения от источника питания из-за их фильтрующих свойств. Они также наиболее предпочтительны в задачах, требующих большой емкости, таких как фильтрация высокочастотных сигналов.

Полярность конденсатора показывает, что полярный конденсатор должен быть смещен в прямом направлении. На анодном выводе должно быть высокое напряжение, чтобы заряд протекал должным образом.Вы можете сначала осмотреть устройство, чтобы увидеть разные полярности перед подключением.

Если вы случайно подключите блок из-за обратной полярности, диэлектрик сломается. В результате происходит короткое замыкание, вызывающее перегрев конденсатора и, в конечном итоге, утечку электролита.

(обозначение цепи неполяризованного конденсатора)

В любом случае, вы должны знать, как показать полярность конденсатора, прежде чем размещать блок на печатной плате.В этом подходе есть разница между плохими результатами и функциональной надежной схемой.

Вот почему полярность конденсатора играет огромную роль при производстве, сборке и проектировании печатной платы. Здесь, в OurPCB, мы всегда рады возможности пообщаться с вами, поскольку мы получаем больше знаний о печатных платах.

Положение синхронизирующих конденсаторов A-100

Что такое RC-схема?

Схема содержит единственный резистор и одиночный конденсатор.Из учебника курса вы должны уже знаю что конденсатор двухполюсный прибор напряжение и ток которого удовлетворяют следующие отношения,

Конденсаторы бывают самых разных форм. Один из самых распространенные типы конденсаторов — керамический конденсатор . А керамический конденсатор имеет форму диска с двумя выводами выходит из него. Изображение схематического символа конденсатор показан на рисунке 1. Этот символ состоит из двух полосок (представляющих два конденсатора пластины) с двумя выходящими из них выводами. Фотография Типичный керамический конденсатор также показан на рисунке 1.Другой тип конденсатора — . конденсатор электролитический . Символ электролитического одна из пластин конденсатора изогнута, а верхняя пластина отмечены знаком плюс (см. рисунок 1). Электролитические конденсаторы изготовлены из бумаги. пропитанный электролитом. Этот метод изготовления дает огромные емкости в очень маленьком объеме. Но это также приводит к тому, что конденсатор поляризован . В других словами, конденсатор работает только с одной полярностью Напряжение.Если поменять полярность, водород может отсоединяется от внутреннего анода конденсатора и этот водород может взорваться. Электролитические конденсаторы всегда имеют четко обозначенную полярность, часто с множеством отрицательные знаки указывали на отрицательную клемму. Картинка электролитического конденсатора показан на рисунке 1.

Схема — это особенно простая сеть, содержащая конденсатор.Схема состоит из независимого источник напряжения, включенный последовательно с резистором, и конденсатор. Принципиальная схема этой схемы показано на рисунке 2. Анализируя это схема означает определение напряжения на конденсаторе, , (как функция времени). Точное решение, из Конечно, зависит от двух вещей. Эти две вещи начальное напряжение на конденсаторе, а на входе напряжение«, генерируемое независимым источником. В в оставшейся части этого раздела мы указываем два конкретных решения, известные как естественная реакция , шаг и ответ .Вывод именно этого ответа уравнения выполняется в лекционной части курса.

Естественный ответ: Первое конкретное решение, которое мы считать напряжение на конденсаторе под предположение, что начальное напряжение конденсатора равно и приложенное входное напряжение равно нулю (т. е. для все ). Это конкретное решение называется естественный отклик схемы и может быть показано иметь форму

Полезно изобразить общую форму естественного ответ в уравнении 1. Обратите внимание, что напряжение имеет зависимость от времени, которая является экспоненциальной функция времени. Эта экспоненциальная функция, имеет отрицательный показатель степени, так что по мере увеличения значение функции монотонно убывает (не увеличивается) способ к нулю. Другими словами, если мы рассмотрим для, мы ожидаем, что это начнется (в момент времени 0) при напряжении, а затем снижается до ноль при увеличении.Это конкретное отношение показано на рисунке 3.

Обратите внимание, что в выражении есть единицы времени. Мы обычно называется постоянной времени схема. Фактически, время от времени мы знаем, что напряжение . Это означает, что после одной «постоянной времени» начальное напряжение на конденсаторе упало примерно до одна треть от его первоначального значения.Через три раза константы, мы ожидаем . Это, конечно, очень мало, и означает, что после 4-5 постоянных времени напряжение выше конденсатор по сути нулевой. Время, необходимое для окончание разряда конденсатора определяется нашим выбор для резисторов и. Другими словами, время разряда конденсатора определяется Постоянная RC нашей схемы.

Стандартные номиналы конденсаторов порядка F (большой конденсатор) в пикофарады.Если бы мы были используйте резистор 1 кОм последовательно с конденсатором 1 Ф, постоянная RC будет м-сек. В этом случае наша схема без источника разрядить конденсатор примерно за 4-5 миллисекунд. Если мы пришлось использовать конденсатор еще меньшего размера, скажем, около 100 пикофарад, то это время разряда было бы еще меньше. В частности, для конденсатора 100 пикофарад последовательно с резистором 1 кОм, мы ожидаем, что постоянная времени сек. Этот составляет одну десятую микросекунды.Итак, в этом случае мы бы разрядить конденсатор примерно за полсекунды, очень очень короткий промежуток времени.

Step Response: Второе конкретное решение, которое мы считать напряжение на конденсаторе под предположение, что начальное напряжение конденсатора равно и приложенное входное напряжение является ступенчатой ​​функцией величина. Другими словами,

Предположим, что конденсатор изначально незаряженный. В этом случае ступенчатая характеристика принимает следующая упрощенная форма,

Если не пренебрегать начальным зарядом конденсатора, тогда реакция схемы определяется уравнением 2.Уведомление что это уравнение представляет собой просто сумму уравнения 3 и естественный отклик в уравнении 1. Итак мы можем просто суммировать два ответа, показанных на рисунке 3 и 4, чтобы получить график общий ответ системы.

На рисунке 5 показано, как эти отдельные части ответа объединяются, чтобы сформировать полный ответ. Одна из более светлых линий представляет принудительный ответ на ступенчатый вход. Другой убывающий свет линия представляет естественный отклик на начальное напряжение на конденсаторе.Полный ответ просто получается взяв их сумму, показанную темным следом на рисунке 5. На этом рисунке мы видим, что по мере того, как время уходит в бесконечность, начальный заряд на конденсатор гаснет, и общий отклик сходится установившееся напряжение.

Checking Caps

Как проверить алюминиевые электролитические конденсаторы

Введение

Можно написать целую книгу по этой теме, но я собираюсь сосредоточиться на очень ограниченной ситуации — обслуживании обычных потребителей. электроника, включая усилители звука, приемники или видеооборудование.Принципы будут одинаковы для всех видов электроники. но в этих устройствах, как правило, используются конденсаторы аналогичного типа, которые слишком часто выбираются из-за цены, а не качества. Хотя у меня нет статистики, вышедшие из строя конденсаторы, кажется, являются причиной большого количества обращений в сервисный центр.

Написав это, я понял, что конденсаторы можно понять на многих разных уровнях, от практического до чисто математический. Некоторые традиционные аналогии, такие как аналогия с «ведром воды», в лучшем случае вводят в заблуждение.Различные таблицы данных и приложения могут использовать немного другую терминологию. Силовые люди относятся к коэффициенту мощности. Люди говорят об эффективном переключении питания. последовательное сопротивление (ESR). Традиционные инженеры могут использовать тангенс угла потерь или фазовый угол. Производители испытательного оборудования обычно калибруют свои устанавливает коэффициент рассеяния (D). Хорошо, может быть, в наши дни вы не найдете так много циферблатов, но неудивительно, если людей смущает разные точки зрения и терминология.

Следует помнить, что какая бы система единиц измерения ни использовалась, ее можно преобразовать в любую другую систему единиц. Там будет всегда должны быть два числа, которые описывают емкость и неизбежные внутренние потери. Последовательная емкость и коэффициент рассеяния наиболее распространены, но вы также найдете реактивное сопротивление и фазовый угол или несколько неясные G&B потери с точки зрения эффективных последовательностей сопротивление (ESR) стало обычным модным словом в последние годы, но это просто обычный термин сопротивления старых серийных моделей, Rs, который знакомы инженерам с начала 20 века.

Я должен признать, что у меня есть некоторые давние убеждения относительно влияния различных проблем с конденсаторами на схемы. При написании этого Я построил несколько тестовых схем и установил различные заглушки из моей коллекции «дефектных» заглушек, снятых с оборудования за долгие годы. Иногда результаты были неожиданными, и я немного изменил свои взгляды; некоторые из моих советов могут теперь противоречить общепринятым мудрость.

Взгляните на картину в целом

Рассмотрим функцию конденсатора в цепи.Вам нужно знать, что ожидается от конденсатора, чтобы интерпретировать ваши измерения. и решите, достаточно ли исправна крышка или ее необходимо заменить. Конденсаторы фильтра в источниках питания, работающих от сети, обычно 50 или 60 Гц, будут иметь тенденцию к большим значениям, обычно 1000 мкФ или более на ампер выходного тока. С полноволновым мостом пульсации конденсатора будут вдвое превышать частоту сети, 100 или 120 Гц, поэтому высокочастотные потери конденсатора не важны.Колпачок действительно должен выдерживать пульсирующий ток; если потери слишком велики, может произойти внутренний нагрев, что приведет к еще большему старению конденсатора. быстро, что приводит к преждевременному выходу из строя. Отметим, что конденсаторы в бытовой технике, в отличие от промышленного, обычно выбирают чтобы свести к минимуму пульсации и не поддерживать высокие токовые нагрузки или нести высокие пульсации токов. К звуковому оборудованию предъявляются высокие требования на блоке питания обычно прерывистые. Наихудшей угрозой может быть плохая вентиляция; остерегайтесь заблокированных вентиляционных отверстий грязью или окружающим беспорядком.Другой причиной преждевременного выхода из строя является близость к резистору горячего питания или тепловое соединение с источником горячего питания. резистор из-за толстого следа на печатной плате, тонкая ошибка конструкции, которая случается чаще, чем можно было бы ожидать.

Обратите внимание, что величина пульсации будет определяться последовательной емкостью (Cs), которая будет определена в ближайшее время. Убытков не будет эффект, если они не катастрофически высоки, как и любой другой параметр конденсатора. Если вы хотите более низкую пульсацию по сравнению с обычным минимумом частотного источника питания необходимо увеличить значение емкости.Дешевый конденсатор будет работать точно так же, как и дорогой, хотя дорогой может прослужить дольше благодаря лучшим уплотнениям и более качественной конструкции.

Фильтры для переключения источников питания имеют больше проблем с током пульсаций и предназначены в основном для низкого ESR (Rs), чтобы сохранить внутренний рассеиваемая мощность низкая. Внутреннее рассеяние мощности равняется теплу, а тепло — враг конденсаторов. В коммутационных поставках значение емкости часто велико и в некоторой степени неактуально, потому что допустимое сопротивление Rs и номинальный ток пульсации диктовались компонентом выбор, а не значение емкости.Когда вы заменяете конденсатор в импульсном блоке питания, очень важно знать исходное ESR. технические характеристики и убедитесь, что заменяемая деталь не хуже при частоте эксплуатации . Обычная низкая частота Конденсатор фильтра, установленный в импульсном источнике питания, может немедленно выйти из строя, иногда резко, если он перегреется, а баллончик вентилирует или взорвется. Всегда надевайте защитные очки и не наклоняйтесь над проверяемыми цепями!

Конденсаторы связи должны пропускать звуковые частоты до 20 кГц, а иногда и больше, в зависимости от применения.Они, как правило, используются в цепи с более высоким импедансом, поэтому потери обычно не являются проблемой. Что может быть проблемой, так это утечка постоянного тока, поскольку вся цель крышки муфты — изоляция постоянного тока. Обычно необходимо измерять утечку при рабочем напряжении; проверка омметром может доказать, что колпачок плохой, но нельзя доказать, что колпачок хороший, потому что он не измеряет при достаточно высоком напряжении.

Неполярный электролит, используемый в кроссоверах громкоговорителей, представляет собой особый случай.Поскольку они работают в цепи с низким сопротивлением как фильтроэлемент, важны потери. Если дизайнер озвучил динамик с конкретным конденсатором, замена его на другой тип может очень хорошо переделать звук.

Шунтирующие конденсаторы должны работать с высокими частотами, поэтому алюминиевые электролиты не являются предпочтительным типом. Вы можете найти высокую производительность Твердый электролит (OSCON) или танталовые конденсаторы, но обычно выбираются керамические, а иногда и пластиковая пленка.Это все меньше подвержены старению и выходу из строя, но в любом случае их следует проверять в рамках полного обслуживания.

Некоторые основные взаимосвязи конденсаторов

Заранее приносим свои извинения за то, что подвергли вас некоторой теории и математике, но понимание этих отношений позволит вам намного опередить те, которые этого не делают.

Есть два типа пассивных «компонентов», которые вы можете использовать для построения цепи: сопротивление и реактивное сопротивление.Реактивное сопротивление может быть емкостный или индуктивный. Что интересно в реактивном сопротивлении, так это то, что оно не может рассеивать мощность. Таким образом, чистые конденсаторы и чистые индукторы по определению не имеют потерь. К сожалению, их нет, кроме как на страницах учебников. Единственное, что Может рассеивать мощность — это сопротивление, и каждый реальный конденсатор и катушка индуктивности будут иметь небольшую резистивную составляющую. По крайней мере, мы надеюсь, что он маленький. Здесь мы подходим к фундаментальной концепции, лежащей в основе всей этой статьи: Отношение сопротивления к реактивному сопротивлению равно сильный индикатор состояния алюминиевого электролитического конденсатора.

В большинстве случаев мы игнорируем недостатки реальных конденсаторов и рассматриваем их как чистые реактивные сопротивления. Не так при их тестировании, поскольку разница между хорошим и плохим конденсатором заключается в недостатках. Эти недостатки проявляются как сопротивление потери, что приводит к двум различным способам их описания. Один из способов, называемый серийной моделью, помещает сопротивление последовательно с конденсатор. Другой способ — это параллельная модель, когда сопротивление размещается параллельно конденсатору.Обе модели используются для Анализ переменного тока, поэтому постарайтесь игнорировать тот факт, что постоянный ток может проходить через параллельную модель. Эти модели — просто удобный инструмент; они делают не отражает реальную «механику» внутри настоящего конденсатора. В частности, модели действительны только для одной частоты ; измените частоту и вам нужно откорректировать модель. Более сложные модели используются, если диэлектрическое поглощение и / или саморезонанс учитывается.

Теперь рассмотрим значение емкости.Алюминиевые электролиты обычно имеют широкие допуски, обычно + 80% и -20%. В лучше крышки могут быть на уровне ± 20%. Это по-прежнему широкий диапазон, и это означает, что вы можете не многому научиться на простой емкости. чтение, потому что вы не знаете, хорош ли конденсатор в тот день, когда он был изготовлен, или он потерял большое количество Емкость все еще остается в пределах спецификации, а на следующей неделе полностью выйдет из строя. У него также могут быть большие потери, которые не очевидно при простом измерении емкости.Нам нужно измерить резистивные потери, чтобы лучше понять конденсаторы исправны.

Если вы внимательно прочитали 2-й абзац этого раздела, то заметили, что нас действительно интересует соотношение между сопротивлением и реактивное сопротивление, а не само сопротивление. Это число — коэффициент рассеяния.

стали довольно популярными, потому что они предлагают быстрый и простой высокочастотный внутрисхемный тест.Только ручная ёмкость измерители и цифровые вольтметры с функцией измерения емкости также стали популярными по очевидным причинам низкой стоимости и удобства. Эта проблема Оба тестовых устройства дают вам только половину необходимой информации. Правильный емкостной мост или измеритель даст вам емкость и потери. Современные счетчики, в отличие от традиционных мостов, часто могут выражать емкость и потери в различных единиц, так как это всего лишь расчет процессора, но наиболее распространенными (и полезными) являются последовательная емкость и коэффициент рассеяния или параллельная емкость и коэффициент рассеяния.Как правило, вы будете использовать серийную модель для конденсаторов с малыми потерями.

Из этих двух чисел вы можете получить последовательное или параллельное сопротивление и множество других вещей. Красота этих двоих числа — это то, что вам нужно редко. Имея некоторый опыт, знание Cs&D сразу скажет вам, существует проблема или нет. Тем не менее, вот несколько формул для преобразования между двумя моделями и для получения СОЭ. Обратите внимание, что коэффициент рассеяния никогда не изменения между двумя моделями.В формулах ниже C будет в фарадах, R, X и Z в омах, D, коэффициент рассеяния, равен безразмерный и омега равен 2 * PI * F.

Каталоги конденсаторов и спецификации

Производители алюминиевых электролитов предлагают множество различных типов, большинство из которых обозначаются двух- или трехбуквенным кодом. Это обычно печатается сбоку на корпусе конденсатора вместе с логотипом производителя.В качестве примера я вытащил конденсатор ниже из моего «запаса» для идентификации и поиска.

Вы можете видеть маленький прямоугольник, но на самом деле это не просто прямоугольник. Это стилизованный щит, используемый United Chemi-Con. по общему признанию, вы бы знали это, только если бы были знакомы с логотипами различных производителей конденсаторов. Также видно, что крышка четко напечатано «SXE», обозначение серии. Величина и напряжение очевидны, 330 мкФ при 35 В постоянного тока, а на задней части крышки находится максимальная температура (M) 105 ° C.Мы также обращаем внимание на размер корпуса, 10 x 20 мм, так как многие крышки бывают разных размеров. разные размеры или соотношения сторон, все с одинаковым значением, но каждый размер с разными характеристиками.

Вооружившись этой информацией, мы можем найти серию в каталоге United Chemi-Con и посмотреть, что еще можно узнать. Мы открываем что это миниатюрный устойчивый к растворителям конденсатор с низким сопротивлением, подходящий для высокочастотного импульсного источника питания. Естественно это может быть также используется для любых низкочастотных приложений.Просматривая различные таблицы, мы также обнаруживаем следующее:

• Напряжение: 35 В постоянного тока (мы это знали) с возможностью перенапряжения 44 В (сюрприз!)
• Диапазон температур: от -55 до 105 ° C
• Допуск: ± 20% (это буква «M» на задней стороне крышки перед номинальной температурой)
• Ток утечки: I = 0,01CV через 2 минуты (20 ° C), где I — мкА, C — мкФ, а V — номинальное напряжение (115,5 мкА)
• Коэффициент рассеяния: 0.12 при 120 Гц и 20 ° C
• Максимальное сопротивление: 0,13 Ом при 100 кГц и 20 ° C
• Максимальное сопротивление в холодном состоянии: 0,34 Ом при 100 кГц и -10 ° C
• Максимальный ток пульсации: 860 мА RMS при 105 ° C, 100 кГц
• Срок службы: 2000 часов, номинальное напряжение при 105 ° C с коэффициентом рассеяния до 200% от указанного

Разработчику схем доступна дополнительная информация, но ее более чем достаточно для наших целей.Мы также должны взять обратите внимание на некоторые общие тенденции в данных. Таблица коэффициента рассеяния рассчитана по номинальному напряжению. Чем выше номинальное напряжение, тем ниже коэффициент рассеяния. Это объясняет в целом плохую работу конденсаторов очень низкого напряжения. Также есть сумматор, который гласит: «Когда номинальная емкость превышает 1000 мкФ, прибавляйте 0,02 к вышеуказанным значениям на каждые 1000 мкФ». Таким образом, по мере увеличения емкости вверх, так же как и коэффициент рассеяния. Эти тенденции характерны для всех алюминиевых электролитов.Компания, кажется, определяет окончание срока службы как точка, в которой коэффициент рассеяния вдвое больше указанного в спецификации, поэтому учитывайте это при тестировании более старого оборудования.

Обратите внимание, как потери растут с понижением температуры. Если оборудование должно работать на морозе, убедитесь, что работоспособность колпачков подходит к задаче. Старые колпачки могут нормально работать в тепле, но, поскольку с годами потери увеличивались, устройство может выйти из строя в холодном состоянии. Это еще одна причина не включать оборудование зимой сразу с грузовика.Другой — конденсация. Пусть все согреется до комнатная температура перед разворачиванием или включением!

Срок службы нагрузки кажется очень коротким. Работаем полный рабочий день, 2000 часов — это всего 83 дня! Это должен быть намек на то, что конденсаторы не должны быть эксплуатируется в условиях, вызывающих высокие внутренние температуры. Работает при нормальной температуре окружающей среды, с низким током пульсаций до Чтобы предотвратить нагрев, можно ожидать, что эта же часть прослужит десятилетия с небольшой деградацией.

Предостережения относительно измерений

Мы хотим измерять конденсаторы в цепи, когда это возможно. Хотя это может немного повлиять на результаты, мы обычно не Если вы ищете предельную точность, на самом деле нет ничего предельно точного в алюминиевых электролитах. Большая проблема — это любой компонент схемы, который шунтирует конденсатор и делает его хуже, чем он есть на самом деле. Мы можем избежать ошибок из полупроводников, просто поддерживая испытательное напряжение ниже, чем напряжение включения диода.Для кремниевых деталей это менее 0,7 пиковое напряжение, но на всякий случай допустим 0,5 или 1 вольт от пика до пика. Если вы работаете на очень старом оборудовании с германиевыми устройствами, ваш срок службы будет тяжелее, потому что низкое напряжение включения и типичная утечка делают все внутрисхемные измерения ненадежными. Ты может потребоваться снять колпачки или другие компоненты, чтобы получить достоверное измерение.

А как насчет крышек блока питания? Проблема с крышками блока питания заключается в том, что вся остальная цепь обычно подключается через их.Там обязательно будет какая-то резистивная нагрузка. К счастью, значительные потери обычно терпимы. Если низкая частота измерения показывают, что емкость примерно правильная, а коэффициент рассеяния (DF) менее 1 при 120 Гц, проблемы вероятны в другом месте.

Хороший, плохой и уродливый; Сделаем несколько измерений!

Мы начнем с измерения идеального конденсатора серии Panasonic FC на известной General Radio Corp.1657 цифровой LCR мост, первый современный цифровой мост. Большая часть используемых здесь конденсаторов будет емкостью 47 мкФ, поэтому мы можем сравнить полученную информацию. с использованием различных параметров измерения. Первое измерение будет на частоте 120 Гц с использованием серийной модели (Cs), поскольку в таблице данных указывает допуск емкости при 120 Гц. Обратите внимание, что параметры теста обозначаются светодиодами под цифрами.

Видим емкость 43.8 мкФ и коэффициент рассеяния (D) 0,0671. Емкость немного мала, но она всего -6,8%, ну в пределах опубликованной спецификации ± 20%. Коэффициент рассеивания низкий, что всегда желательно, но поскольку эти крышки рекламируются нам нужно обратить внимание на их высокочастотные характеристики. Таблица дает нам только полное сопротивление на частоте 100 кГц, игнорируя все вместе низкочастотные характеристики.

Большинство мостов и измерителей не поднимаются на такую ​​высоту, хотя некоторые измерители ESR могут.Поскольку на этом мосту мы можем измерить частоту 1 кГц, давайте посмотреть, как это выглядит.

Если мы вычислим Rs, которое равно ESR, из приведенных выше чисел, мы получим 0,872 Ом. Теперь это число не является постоянным с частота, но в таблице данных указано значение 0,8 Ом при 100 кГц, поэтому мы знаем, что у нас все в порядке. Я обычно прохожу через конденсаторы на плате, убедившись, что емкость приблизительно соответствует указанному значению, но обращая особое внимание на коэффициент рассеяния на частоте 1 кГц.Любой DF, превышающий примерно 0,4, заслуживает более внимательного изучения. Если колпачок используется как фильтр низких частот Я ожидаю, что измерение пеленгации на низкой частоте (120 Гц) будет меньше примерно 0,25. Не зацикливайтесь на потерях. Большинство схем будут работают нормально с большими потерями.

Вот график реальных измеренных характеристик тех же конденсаторов в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Показаны как коэффициент рассеяния, так и ESR. На шкале слева показаны значения в омах для ESR и безразмерные единицы для коэффициента рассеяния.Обратите внимание, что когда вы дойдете до 1 кГц, кривая ESR выровнялась и затем будет медленно уменьшаться по мере увеличения частоты. На некоторой частоте индуктивность станет равной проблема, и полное сопротивление конденсатора возрастет. ESR обычно остается низким, но конденсатор становится меньше. менее эффективен, потому что индуктивное реактивное сопротивление компенсирует емкостное реактивное сопротивление. При резонансе XL = XC, поэтому они вычитаются до ноль, оставив только СОЭ. Сдвиг фазы будет равен нулю, и у вас есть резистор! (на графике должно быть 4 декады, но числа верны)

А теперь перейдем к более сомнительной части.Это обычная крышка на 47 мкФ, которую можно найти во всех видах потребительских товаров. Это только рассчитаны на 10 В постоянного тока, и мой опыт показывает, что конденсаторы, рассчитанные на менее 16 В постоянного тока, показывают плохую производительность и имеют короткий срок службы. Вот 120 Гц Cs тест.

На первый взгляд эти числа выглядят неплохо. Если бы это ограничение было ограничением фильтра низких частот, оно, безусловно, было бы хорошо. Если вы посмотрите на графике коэффициента рассеяния, который немного появится, ограничение примерно там, где они говорят, что оно должно быть.К сожалению, эти маленькие шапочки редко используются в источниках питания с частотой 120 Гц, но часто можно встретить их в качестве разделительных конденсаторов. Давай сделаем измерение на частоте 1 кГц.

Сейчас все не так хорошо. Коэффициент рассеяния 0,7 довольно высок. Если преобразовать его в последовательное сопротивление, мы получим 2,85 Ом. Параллельная модель составляет 26,87 мкФ параллельно с 7,82 Ом, что не так хорошо, как более качественный или более высокий конденсатор напряжения, и вероятно, повлияет на производительность схемы в некоторых приложениях .Хороший конденсатор будет иметь фазовый сдвиг между током и током. напряжение, приближающееся к 90 градусам, по крайней мере, на низких частотах. Это около 52 градусов. По мере увеличения частоты это ограничение все больше и больше похож на резистор. Это не всегда плохо, но не должно происходить на такой низкой частоте. Теперь, это только мое мнение по этому поводу; Я не считаю это качественным конденсатором. Тем не менее, если колпачок используется как соединительный колпачок, и если значение хорошее, и если утечка низкая, он будет работать нормально и не является причиной проблемы.Если бы я нашел этот конденсатор в садовом разнообразном бытовом оборудовании, которое я обслуживал, могу ли я его заменить? Возможно нет. Если бы я нашел это в некоторых аудиооборудование высшего класса, в мгновение ока! Современные детали могут быть намного лучше, если вы сделаете правильный выбор.

Зная только значение последовательной емкости, которую измеряют самые недорогие измерители, вы потеряетесь в темноте. Это значение 42,28 мкФ выглядели прекрасно, в пределах спецификации, но конденсатор был плохого качества из-за больших потерь.Зная только потери, вы можете обнаружить некоторые неисправные конденсаторы, но не все. Измеритель СОЭ работает быстро, но вы должны понимать, почему он сообщает вам, что он делает. В случае параллельных конденсаторов один может отсутствовать полностью, но измеритель ESR покажет хорошее количество. Он также может сообщать высокое ESR для конденсатора, которое вполне приемлемо для частоты, на которой он работает. На мой взгляд, измеритель СОЭ все еще намного дороже , чем измеритель только C, но вам действительно нужны оба числа, чтобы полностью понять и правильно устранить неполадки проблемы с конденсатором.

Это сбивает с толку! Как провести линию на песке?

Вопрос в размере 64 000 долларов состоит в том, какое значение использовать в качестве порогового значения. Если у вас есть техническое описание детали, в нем должны быть указаны некоторые ограничения. Если ты можешь получите техническое описание детали аналогичного класса, она должна служить полезной оценкой. Надеюсь, он укажет максимальное рассеивание коэффициент, обычно при 120 Гц. Вот диаграмма для универсального радиала общего назначения серии Rubycon YK, типичного для крышки самого общего назначения:

Внизу таблицы есть примечание: «Если номинальная емкость превышает 1000 мкФ, tan θ должен быть добавлен 0.02 к указанное значение с увеличением на каждые 1000 мкФ. «

Допустим, у вас есть конденсатор на 4700 мкФ, 50 вольт. Базовый коэффициент рассеяния составляет 0,12, а поскольку он больше 1000 мкФ, имеется сумматор 0,08, что дает 0,20 (я округлил значение до 5000 мкФ). Теперь коэффициент рассеяния в конце срока службы составляет 2X, поэтому считается плохим, если коэффициент рассеяния превышает 0,40 при 120 Гц.

Большие крышки блока питания

Это становится немного длинноватым, но я был бы упущен, если бы не показал большую емкость блока питания.Вот Sprague «Powerlytic» 47000 мкФ. 50 В постоянного тока. Поскольку значение составляет 47000 мкФ, многие традиционные мосты вообще не читают его. Счетчики, такие как Digibridge, сделают это на более низких частотах, например, 120 Гц, но сопротивление настолько низкое, что они не могут управлять им на частоте 1 кГц.

Коэффициент рассеяния этих больших фильтров источника питания может варьироваться в широком диапазоне, часто намного выше, чем у меньших конденсаторов. Измерено при 120 Гц , вы можете использовать ту же шкалу, что и выше, но умноженную на 3X.Гадюки не будет. Вам понадобится хорошее провода с низким сопротивлением и, возможно, 4-контактное соединение для получения точных измерений на крышках фильтров лучшего качества. Даже показанная компоновка с короткими толстыми выводами к 4-контактному соединению, вероятно, не подходит. Для больших крышек нужен формальный 4-выводной подключение прямо к наконечникам.

Постоянный ток утечки

— это явление, отдельное от стоимости и потерь.Если это вызывает беспокойство, вам обычно нужно измерять его отдельно, если вы не есть мост, который включает проверку на герметичность. Устойчивость к утечке крышки часто не приводит к достаточным потерям, чтобы изменить Показания C и D, но дает большой ток, чтобы нарушить работу цепи. Большинство крышек, которые подходят для оценки стоимости и убытков, будут имеют допустимую утечку, за исключением высоковольтных крышек. С ними нельзя предполагать приемлемую утечку. Некоторая схема места чрезвычайно чувствительны к утечкам.Колпачок, изолирующий решетку трубки, является хорошим примером. Старая бумажная кепка Black Beauty может измерять идеально во всех отношениях, но иметь такую ​​большую утечку постоянного тока, что сдвигает смещение лампы, что приводит к серьезному искаженная форма волны. К счастью, хорошие дизайнеры не используют алюминиевый электролит в чувствительных местах, а бумажные / масляные колпачки не используются. редкость в наши дни. Вам почти всегда придется удалять конденсаторы из цепи для проверки на утечку, потому что вы этого не сделаете. хотите подвергнуть остальную цепь действующему напряжению.

Для измерения утечки постоянного тока вам понадобится источник питания, который может достичь максимального номинального напряжения конденсатора. Подключите конденсатор к источнику питания через токоограничивающий / чувствительный резистор и измерьте напряжение на резисторе. Рассчитайте ток и сопротивление конденсатора (при желании) по закону Ома. Обязательно примите все необходимые меры предосторожности с высокими и конденсаторы низкого напряжения, так как они могут накапливать значительную энергию.Электропитание должно быть ограничено по току на случай короткого замыкания крышки. Я использую одноразовый измерительный резистор 1/4 Вт и цифровой мультиметр, как описано ниже, а не измеритель тока в случае отказа.

В качестве примера мы будем использовать колпачок United Chemi-con выше. Так как в спецификации 115 мкА, то резистор подбирать было бы удобно. таким образом, что 100 мкА дает падение напряжения 1 В постоянного тока. 10 кОм (1 / 100E-6) оплачивает счет. Так как типичный DVM имеет вход 10 МОм сопротивление, нам не нужно его корректировать.Колпачок и резистор соединены последовательно, и на них подается напряжение 35 В постоянного тока. Напряжение на резистор начинается с 35 В постоянного тока и падает по мере зарядки конденсатора. Официальное измерение не начинается до тех пор, пока не будет установлен предел. полностью заряжен, но даже через 19 секунд напряжение на резисторе упало до 1 В постоянного тока, поэтому конденсатор находится в пределах допустимого диапазона. устойчивость к утечкам. Через несколько минут оно упало до 10 мВ, или 1 мкА, и продолжало падать.

Пределы утечки обычно указываются с коэффициентом C * V.Обычная спецификация — 0,03CV или 4 мкА, в зависимости от того, что больше. С вы обычно используете uF и ищете uA, никаких преобразований не требуется. Просто умножьте емкость в мкФ на номинальную. умножить напряжение на множитель. Спецификации обычно не допускают повышенной утечки в течение срока службы крышки, в отличие от рассеивания. коэффициент, который может увеличиваться вдвое.

Предупреждение о высоковольтной крышке — Пользователи трубок — ЭТО ЗНАЧИТ ВАС!

Если высоковольтный конденсатор не проходит обычные испытания при низком напряжении, можете быть уверены, что он плохой.Если он проходит обычные испытания низкого напряжения, это не значит, что он однозначно хорош! Он может полностью выйти из строя при более высоких напряжениях, или ток утечки может внезапно превысить определенное напряжение, что приведет к ограничению почти как стабилитрон. Эти типы отказов не распространены в цепях низкого напряжения, но кажутся частыми при высоком напряжении. оборудование трубки напряжения.

Небольшая утечка постоянного тока не так серьезна в цепях низкого напряжения, но рассмотрим устаревшую старую крышку четырехъядерного фильтра с утечкой 2 мА в каждый раздел.Нередкая ситуация со старым оборудованием. При 400 В постоянного тока это 0,8 Вт на секцию, или всего 3,2 Вт для банка. Он быстро нагреется, и полный отказ не за горами.

Если вы проверяете высоковольтные конденсаторы, очень важно проверить утечку постоянного тока при рабочем напряжении. Если крышки нагреваются, выключите прибор. вниз и узнайте, почему. Вероятно, существует проблема пульсации тока или утечки постоянного тока, которую необходимо устранить, прежде чем устройство будет вернул в эксплуатацию.

Высоковольтное оборудование часто имеет очень небольшой запас прочности по номинальному напряжению конденсаторов, а оборудование, изначально предназначенное для Работа 115 В переменного тока может работать на границе при 120–125 В переменного тока. Блок питания, рассчитанный на 425 В постоянного тока на конденсаторе 450 В постоянного тока при 115 В переменного тока. будет иметь 462 В постоянного тока на этой крышке 450 В постоянного тока при 125 В переменного тока. Немного разгрузите источник, удалив какой-либо компонент ниже по потоку, и вы получите рецепт быстрой неудачи. Добавьте сюда годы работы при более высоких температурах, характерных для лампового оборудования, и это удивительно, что бедняки конденсаторы живут столько, сколько живут.

Современное испытательное оборудование не предназначено для проверки высокого напряжения, и некоторое старое служебное оборудование телевизионного класса на самом деле намного лучше. за задачу. Обсуждения этого оборудования часто возникают на форумах антикварных радио. Если вы работаете на трубном оборудовании, вам необходимо испытательное оборудование, которое работает при фактических рабочих напряжениях, или вам нужно быть очень консервативным и иногда просто заменять части для душевного спокойствия и уверенности в том, что покупатель не вернется с чем-то, что вы якобы «починили».

Формовочные и риформинговые алюминиевые электролитические конденсаторы

При изготовлении конденсаторов производитель подает напряжение на клеммы для образования оксидной пленки на пластинах. более высокое напряжение, чем рассчитано на колпачок. Оксидная пленка полупостоянна, но если колпачок долгое время не использовался Со временем оксидная пленка может разрушиться. Это делает конденсатор уязвимым для короткого замыкания при первом включении питания.Таким образом совет медленно включать старое оборудование с помощью Variac. Это создает оксидную пленку до тех пор, пока она не сможет поддерживать полный рабочий режим. Напряжение. Когда в цепь устанавливается новый или долго не использовавшийся колпачок, и при первом включении он будет иметь значительный ток утечки. Этот ток падает довольно долго, пока не достигнет почти нуля. На самом деле процесс может занять от нескольких дней до нескольких недель, прежде чем соблюдается минимальный ток.

Помните, что значительный ток утечки равен теплу, выделяемому внутри конденсатора.При включении старого оборудования не Предположим, что все в порядке только потому, что колпачки кратковременно поддерживают рабочее напряжение. Отказ может произойти из-за нагрева крышки из-за ток утечки все еще слишком велик. Возвращая к жизни старое оборудование, повышайте напряжение медленно и в несколько этапов. Часто выключайте питание и дайте крышкам отдохнуть и остыть внутри. Затем, через полчаса или более, снова включите немного более высокое напряжение. После того, как колпачки вовремя накопят некоторую общую мощность, у них будет больше шансов на выживание.Что сказал, что если они все еще не пройдут стандартные тесты, замена — единственное средство.

После многих лет эксплуатации колпачки «отрегулируют» свои внутренние оксидные слои в соответствии с приложенным напряжением. Если напряжение увеличился по какой-то причине, скажем, из-за высокого состояния линии, ток утечки постоянного тока может значительно возрасти, возможно, инициируя отказ. Полностью спекуляция с моей стороны, но это может объяснить, почему замена конденсаторов в старом ламповом оборудовании так универсальна. рекомендуемые; новые колпачки могут выдерживать скачки напряжения намного лучше, чем старые, если они не были восстановлены до своих полных номиналов.

Потрясенная уверенность

Я столько раз измерял конденсатор и сразу ставил под сомнение его исправность, потому что значение было немного низким. Не вне спецификации, но всего на 5-10% меньше. Разумеется, производитель стремится к значению, указанному на крышке — или нет? Хотя у меня нет доказательств, я предполагаю, что они этого не делают. С автоматизированным оборудованием производитель, вероятно, сможет поддерживать допуски намного более строгие, чем необходимо, и вполне может стремиться к значению ниже номинального, но всегда выше минимального.Почему? Потому что экономия нескольких процентов на дорогих Протравленная алюминиевая фольга и разделительная бумага позволят сэкономить большие деньги при длительном производственном цикле. Требуется меньшая площадь поверхности для производят более низкую предельную стоимость, и я был бы удивлен, если бы некоторые производители не воспользовались этим преимуществом на деталях с большим объемом.

Иногда можно увидеть конденсаторы, размер которых значительно превышает номинальный. Допуск для многих крышек достигал + 80%, но они редко бывают такими высокими в новинку.Произошло то, что химические изменения с течением времени привели к тому, что ценность увеличивать. К сожалению, это признак того, что колпачки подошли к концу и их необходимо заменить. Интересно отметить, что для на данный момент эти конденсаторы, вероятно, лучше справляются с фильтрацией на частоте 120 Гц, чем новые заменители. Тем не менее, они тост, так что убери их оттуда. Я склонен видеть это увеличение стоимости с крышками старше 30 лет.

Мой конденсатор просочился коричневой слизью на мою печатную плату!

Эта жалоба часто появляется на форумах в Интернете и, вероятно, вызвала ненужную замену невысказанных чисел. конденсаторов.Коричневая слизь обычно представляет собой просто клей, который любой разумный производитель брызгает на доску, чтобы удержать более крупную. конденсаторы на месте. Если они не использовали его, вибрация при транспортировке могла легко привести к выходу из строя или вырыванию проводов, что привело бы к DOA. Ед. изм. Высокий конденсатор с маленьким основанием создает хорошее плечо рычага на выводах, и дополнительная поддержка всегда является хорошей идеей. Конденсатор производители скажут вам, что полное кольцо клея — плохая идея, потому что он улавливает все, что протекает, и предотвращает надлежащую вентиляцию конденсатора для сброса давления в случае выхода из строя.

Поскольку всегда существуют сомнения относительно коричневого налета, позвольте мне указать, что алюминиевые электролитические конденсаторы не заполнены большими количества жидкости любого типа. Внутренняя бумага будет влажной, возможно, на ее внутренней стороне будет несколько капель конденсата. корпус, но электролита редко выливается из корпуса и образуется гигантская лужа на печатной плате. Тем не менее, серьезный отказ большой высоковольтной крышки, вызывающий ее взрывное выделение, может привести к образованию тонкой пленки электролита примерно на все в шасси.В алюминиевых электролитических конденсаторах используется оберточный бумажный разделитель, поэтому старый конденсатор вентилируется или имеет нарушение герметичности может привести к образованию коричневого налета. Если осадок имеет слегка кристаллический вид или хотя бы частично растворяется в вода, это электролит. Обратите внимание, что он вызывает коррозию и со временем снимет паяльную маску с платы, а также почернеет медь. под. Очистите его как можно полнее и замените все близлежащие детали с корродированными проводами.

Клей, который использовали некоторые производители, также со временем оказался агрессивным.Поиск на форумах в Интернете позволит выявить конкретные приемники и другую электронику, где это известная проблема. Он может разъедать радиальные выводы конденсатора и разъедать другие находящиеся поблизости компоненты. Это большая работа, но при полной перестройке необходимо удалить как можно больше клея. Небольшой нож X-Acto с квадратный конец удобен для этого.

Что это за материал с электролитом

Производители, вероятно, не собираются сообщать вам подробности, но традиционный электролит, используемый в крышках 85C, был система гликоль / борат, в частности смесь этиленгликоля (да, антифриз) и пентабората аммония.Или использовали борную кислоты и барботирования аммиака через смесь. Характеристики этой смеси оставляют желать лучшего при низких температурах, а также дать низкий esr. Добавление большего количества воды снизит esr, но снизит надежность. Заставляет задуматься о дешевых колпачках low esr, используемых в блоки питания компьютеров, которые, кажется, выходят из строя так часто. Крышки с более высокими эксплуатационными характеристиками используют более совершенные электролиты и добавки для достижения более широкий диапазон рабочих температур и низкий esr без потери надежности.Все электролиты токсичны, поэтому избегайте контакта с ними. отложения электролита из вентилируемых крышек; при подозрении на контакт тщательно промойте водой с мылом.

Какие факторы влияют на срок службы электролитического конденсатора?

• Температура
• Рабочее напряжение
• Целостность уплотнения
• Состав конденсатора
• Загрязнение
• Производственный брак

Все электролитические колпачки в конечном итоге выйдут из строя из-за внутренних реакций, разрушающих диэлектрик.Ход этих реакций определяется перечисленными выше факторами и может быть очень медленным или очень быстрым. Начиная сверху, общее правило: срок службы конденсатора будет сокращаться на 50% на каждые 10 ° C повышения рабочей температуры. Крышки 105C должны служить дольше в большинстве случаев потому, что запас прочности выше. Тепло может исходить от внешних источников или генерироваться внутри из-за пульсаций тока. Обычно оба!

В более ранних источниках упоминается степенной закон, согласно которому частота отказов крышки обратно пропорциональна рабочему напряжению, повышенному до некоторая сила, Н.Проблема в том, что N изменяется в огромном диапазоне, от 2 до 10, в зависимости от «рецепта» конденсатора. Информация по-прежнему полезен, потому что он говорит нам, что работа с напряжением, близким к номинальному напряжению цоколя, хуже, чем допускать некоторый запас прочности. An Рабочее напряжение около 60% от номинального напряжения — хорошее место для начала, если позволяют габариты и другие факторы. Также избегайте заглавных букв с номиналы ниже 16 В постоянного тока, так как они имеют более высокую интенсивность отказов. Нет никаких недостатков в том, чтобы использовать современные крышки значительно ниже их максимального значения. уровень напряжения.

Существует некоторая паранойя в отношении уплотнений конденсаторов, но обычно это второстепенная проблема. Они не шины и они обычно не подвергаются механическому воздействию, озону и ультрафиолетовому излучению. Подбираются уплотнительные материалы в колпачке любого качества для чрезвычайно долгий срок службы и совместимость с электролитом. Тем не менее, если вы потеряете уплотнение, вы потеряете конденсатор, поэтому покупайте качество.

Существует множество «рецептов» конденсаторов, и они выходят из строя с разной скоростью.Единственный совет, который я могу здесь предложить, — это покупать премиум детали с длительным сроком службы. Производители каталогизируют все перечисленные продукты со сроком службы в 2-3 раза превышающим срок службы стандартных деталей. Вы можете заплатить немного больше но деньги потрачены не зря.

Загрязнение — это в основном проблема производства. Алюминиевый электролитический конденсатор с наименьшим количеством хлоридов (и определенным другие загрязнители) быстро разлагаются и могут выйти из строя в течение нескольких недель после изготовления. Один отпечаток пальца на внутренних материалах — это все занимает.Покупайте у известных и надежных поставщиков. Раньше возникала проблема с использованием хлорированных растворителей для очистки контура. доски. Если растворителю удастся пройти через уплотнения, срок службы крышки снизится. Большинство крышек теперь устойчивы к растворителям, но проверьте техническое описание. Старайтесь держать чистящие растворители подальше от электролитических крышек, особенно на конце уплотнения.

Электролитические колпачки, как и большинство электронных компонентов, в определенной степени подвержены детской смертности.Они отображают обычные Кривая «ванночки», где наблюдается начальная интенсивность отказов, за которой следует длительный безотказный срок службы, после чего интенсивность отказов возрастает за счет изнашиваемых механизмов. Эти первоначальные отказы в начале эксплуатации являются результатом дефектов фольги, бумаги или других материалов. подробностей, поэтому не думайте, что замена конденсаторов, которые доказали свою надежность, на новые, непроверенные детали, будет как-то гарантировать ноль сбоев.Не будет. Однако вы можете повысить свои шансы, купив «высококачественные» детали, которые должны иметь более низкую начальная частота отказов. На самом деле, любители и небольшие магазины имеют статистику на своей стороне, потому что количество использованных крышек довольно велико. небольшой. Большинству из нас никогда не достанется бракованный колпачок от новой продукции.

Пожалуйста, помните, что все вышесказанное является обобщением, взятым из литературы производителей. Это не близко к Абсолютно и ваш (и мой) опыт работы с небольшой выборкой деталей может не соответствовать «правилам».

Мифы о замене старых конденсаторов

Конденсаторы ухудшаются по мере старения как на полке, так и внутри работающего оборудования. Конденсатор, протестированный выше, был только частью NOS. несколько лет. У всей сумки большие потери, хотя я понятия не имею, являются ли цифры нормальными для этой части. Много неудач на старших оборудования из-за выхода из строя конденсаторов. По достижении определенного возраста имеет смысл производить замену конденсаторов оптом, когда оборудование в ремонте. Но подождите, это может быть Плохая идея!

Как врач, обслуживающий персонал не должен «навредить». Из-за ненужной замены компонентов часто происходит разрыв контактных площадок печатной платы и следы. Он также загрязняет доску, если вы не будете осторожны при ее очистке. Это может сделать классическое оборудование еще более нестандартным. оригинал. Хуже всего то, что оригинальные конденсаторы могут быть лучшего качества, чем те, которые вы устанавливаете. Как нелогично Таким образом, было много серий конденсаторов Sprague и других производителей, которые были невероятно хорошими 30 лет назад и остаются такими до этот день.В качестве примера приведем бейсболку Sprague 30D, которой больше 30 лет.

У него меньшие потери, чем у свежего и хорошо зарекомендовавшего себя Panasonic FC. Он довольно большой и может выдерживать гораздо больший пульсирующий ток. Он, вероятно, прослужит дольше и превзойдет несколько сменных крышек, если вы не найдете что-то аналогичного качества. Только дурак мог бы замените его новым колпачком. Многие старые крышки с эпоксидными торцевыми уплотнениями даже лучше.У меня есть испытательное оборудование, которое работает 50 лет старый и крышки не показывают признаков снижения производительности. Теперь вы наверняка найдете неисправные конденсаторы и должны их заменить. Вы будете даже найти плохие Sprague 30D, но заменить детали, потому что они плохие, или потому что у них есть какие-то физические проблемы, или потому что они история неудач, не только потому, что они старые.

Одно место, где я до рекомендую оптовую замену, — это когда инструмент содержит большое количество похожих колпачков и т. Д. чем немногие из них потерпели неудачу или показали высокое рассеивание.Кажется, это обычное дело для аудиоприемников 70-х и некоторого видеооборудования. В тех дела можно легко предсказать будущее, а будущее плохое; Идите вперед и предотвратите неприятности, вытащив их всех оттуда.

Все хотят иметь практическое правило, определяющее, когда делать повторный кэп, и это непростая задача. Могу сказать по личному опыту, что когда оборудование возрастает около 30 лет, следует ожидать некоторых случайных отказов крышки. Где-то между 30 и 40 годами у вас есть выбор — сделать Измерьте и замените при необходимости, или сделайте замену оптом по общему принципу.Многие кепки будут в добром здравии хорошо после 40 лет, но частота отказов будет быстро расти для других. Одним из факторов, который может оправдать оптовую замену, является что стареющие колпачки будут вызывать чрезмерную утечку постоянного тока. Поскольку они должны быть удалены для этого теста, имеет смысл заменить их, если это большие и дорогие бидоны для блоков питания.

Спустя 40 лет вы найдете FP и аналогичные многосекционные банки, обычно в трубном оборудовании.Они все еще могут работать в цепи, но обычно истекает срок их службы и будет плохо тестироваться. Мой опыт работы с многосекционными крышками с поворотным замком. возраст не был хорошим, и замена — это правило дня. Это также относится к бумажным / восковым колпачкам и даже к некоторым маркам старых серебряно-слюдяные колпачки, которые имеют тенденцию к возникновению высокой утечки постоянного тока.

Чем сложнее разобрать что-то для обслуживания, тем больше смысла будет просто заменить все, когда оно в отдельности!

Вы должны работать на своем уровне комфорта.Никто не может с абсолютной уверенностью сказать, выйдет ли данный конденсатор из строя через час. или через год, хотя это было бы очень редко для конденсатора, измеренного близко к его номинальному значению, с низкими потерями и низкой утечкой постоянного тока на внезапно выйдет из строя, независимо от возраста. Также обратите внимание, что новые электролитические конденсаторы имеют ненулевой коэффициент младенческой смертности из-за вопросы изготовления и загрязнения. Если ваш опыт включает в себя много оборудования с горячими высоковольтными трубками, вы, вероятно, будете больше консервативный, чем я.Если последствия отказа особенно серьезны, вы также будете более консервативны. Сервис — это уравновешивание; делай то, что уместно в ситуации.

Итог

• Испытательные конденсаторы в том же частотном диапазоне, в котором они должны работать.
• Подумайте, важны ли потери для рассматриваемой цепи.
• У вас должна быть схема или хотя бы знать, в какой части схемы находятся заглушки.
• Отклонить заглушки с завышенными потерями для заявки.
• Отклонить колпачки с чрезмерной утечкой постоянного тока для приложения.
• Отклонить колпачки с малой емкостью.
• Отбраковывать крышки с необычно высокой емкостью.
• Забракованные колпачки с видимыми утечками, коррозией проводов, глубокими вмятинами или выпуклостями.
• Отклонить колпачки, у которых аналогичные соседи потерпели неудачу.
• Сохраняйте ограничения, независимо от возраста, которые не соответствуют вышеуказанным критериям.

Дополнительные ресурсы

Поставщики измерителей LCR

На eBay недавно появились различные импортные настольные и портативные измерители LCR. Если вы выполняете поиск с помощью измерителя LCR и коэффициент рассеяния, вы увидите, как выглядят очень эффективные инструменты за 200 долларов и выше. Хотя на самом деле я не Если вы видели один, они кажутся гораздо более выгодными, чем то, что было доступно на сегодняшний день.

Это не должно быть так сложно и дорого! Есть очень мало доступных портативных измерителей LCR, которые включают в себя фактор.Неизменно подойдут стендовые модели. Я не решаюсь рекомендовать старый General Radio 1657, который я использую, так как многим требуется обслуживание после всех этих лет. Тем не менее, если вы найдете хороший, это отличный инструмент для устранения неполадок. Старые механические мосты, такие как GR1650 обычно требует немного TLC, и они не покрывают большие ограничения стоимости, которые часто встречаются в аудиооборудовании. Они также довольно медленно работать. GR1617 действительно покрывает широкий диапазон и имеет встроенное смещение высокого напряжения, но они, как правило, продаются по довольно высокой цене. много.Также они используют в своем блоке питания довольно редкую и дорогую лампу. Если вы обслуживаете трубное оборудование, GR1617 просто невозможно победить. У меня нет опыта работы с ними, но вы также можете поискать Motech MIC-4070D, Tonghui Th3821, B&K 830C. или 890C, GWInstek LCR814 или Agilent U1731C. Tenma, представленная ниже, также снизилась в цене и имеет D / Q и несколько тестов. частоты.

Наконец, в разделе загрузок этого сайта есть простой мостик своими руками.Он сделает все, что вам нужно, кроме утечки, а с хорошо укомплектованным мусорным ящиком вы можете построить его всего за несколько долларов.

Довольно хороший измеритель LCR с D / Q (иногда продается за 149 долларов) и очень хороший измеритель ESR

Горячие прессы!

Симпатичный тестер компонентов за 25 долларов недавно стал доступен из нескольких источников. Он основан на микропроцессоре Atmega и принесет вам и ценность, и потерю. Некоторые версии также могут тестировать транзисторы, и уровень версии может быстро меняться, так что сделайте ваш исследование перед покупкой.Вот хорошее место, чтобы начать читать.

Список литературы

• Различные руководства по мосту GR, включая 1608, 1615 и 1650
Техническое примечание
• GR — Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов
• Птицы, пчелы и конденсаторы, P.R.Mallory & Co. Inc., 1968
• Ruby-Con, Nichicon, United Chemi-Con, Panasonic и другие спецификации производителей конденсаторов
• Технический документ Sprague 62-4, Ускоренные испытания и прогнозируемый срок службы конденсатора
• Технический доклад Sprague 62-7, Симпозиум по алюминиевым электролитическим конденсаторам
• Технический документ Sprague TP-64-11, Химия разрушения алюминиевых электролитических конденсаторов
• Технический документ Sprague TP-65-10, Новые высокоэффективные алюминиевые электролитические конденсаторы

С.