خازن الکترولیتی چیست؟10کاربردمهم ونحوه نصب وتست آن+لیست قیمت خازن الکترویتی

خازن الکترولیتی چیست؟

خازن الکترولیتی یک خازن پلاریزه است که آند یا صفحه مثبت آن از فلزی ساخته شده است که از طریق آندایزاسیون یک لایه اکسید عایق را تشکیل می دهد. این لایه اکسید به عنوان دی الکتریک خازن عمل می کند. یک الکترولیت جامد، مایع یا ژل سطح این لایه اکسیدی را می پوشاند و به عنوان کاتد یا صفحه منفی خازن عمل می کند. با توجه به لایه بسیار نازک اکسید دی الکتریک و سطح آند بزرگ شده، خازن های الکترولیتی محصول ظرفیت ولتاژ (CV) بسیار بالاتری در واحد حجم نسبت به خازن های سرامیکی یا خازن های فیلم دارند و بنابراین می توانند مقادیر خازنی زیادی داشته باشند.

مشخصات خازن های الکترولیتی چیست؟

اصل اصلی اکسیداسیون آندی (شکل دهی) که در آن با اعمال ولتاژ با منبع جریان، یک لایه اکسید روی آند فلزی تشکیل می شود.

خازن های الکترولیتی از ویژگی شیمیایی برخی از فلزات خاص استفاده می کنند که قبلا “فلزات دریچه” نامیده می شدند، که در تماس با یک الکترولیت خاص یک لایه اکسید عایق بسیار نازک بر روی سطح خود توسط اکسیداسیون آندی تشکیل می دهند که می تواند به عنوان یک دی الکتریک عمل کند. سه فلز آند مختلف برای خازن های الکترولیتی استفاده می شود:

پس از تشکیل یک اکسید دی الکتریک بر روی ساختار آند ناهموار، یک الکترود ضد باید با سطح اکسید عایق ناهموار مطابقت داشته باشد. این کار توسط الکترولیت انجام می شود که به عنوان الکترود کاتدی یک خازن الکترولیتی عمل می کند.

انواع خازن های الکترولیتی:

سه خانواده خازن الکترولیتی وجود دارد: خازن های الکترولیتی آلومینیومی، خازن های الکترولیتی تانتالیومی و خازن های الکترولیتی نیوبیم.

هر یک از این سه خانواده خازن از دی اکسید منگنز غیر جامد و جامد یا الکترولیت های پلیمری جامد استفاده می کنند، بنابراین گسترش زیادی از ترکیب های مختلف مواد آند و الکترولیت های جامد یا غیر جامد در دسترس است.

به طور کلی آنها به دو گونه الکترولیت های “غیر جامد” و “جامد” تقسیم می شوند. الکترولیت های غیر جامد به عنوان یک محیط مایع که دارای رسانایی یونی ناشی از حرکت یون ها است، به راحتی می توانند ساختارهای ناهموار را در خود جای دهند. الکترولیت‌های جامد که دارای رسانایی الکترونی هستند، می‌توانند با کمک فرآیندهای شیمیایی خاص مانند تجزیه در اثر حرارت برای دی اکسید منگنز یا پلیمریزاسیون برای پلیمرهای رسانا، ساختارهای ناهموار را مطابقت دهند.

انواع-خازن-الکترولیتی

نحوه تشخیص پایه های خازن الکترولیتی چگونه است؟

اگر خازن الکتریلیتی نو باشد آن پایه ای که بزرگتر است قطب مثبت و پایه کوچکتر قطب منفی است و راه دیگر با نگاه به روی بدنه ی خازن الکتریلیتی علامت منفی را میتوان مشاهده کرد.

عمرخازن الکترولیتی چقدر است؟

عمر مفید خازن الکترولیتی به طور فرآینده ای یک پارامترکلیدی در منابع تغذیه خصوصا منابع تغذیه سوییچینگ است.خازن الکترولیتی تنها المانی در منبع تغذیه هستندکه فرسوده می شوند.بنابراین ،نوع خازن الکترولیتی استفاده شده در طراحی ،عمر مفید منبع تغذیه را تعیین میکند.

اثرات گرمایش خارجی می تواند بیشتر از اثرات گرمایش داخلی موثر باشد ، به خصوص در طراحی های فشرده امروزی.عمر واقعی نیز به افزایش دما بستگی دارد که ممکن است هنگام نصب منبع تغذیه در کاربرد مشخص اتفاق بیفتد(اثرات دمای محیطی). مشخصات کاربردی و نیاز شما عامل دیگری است که میانگین دمای کارکرد در طول عمر تجهیزات و ساعات استفاده در روز را مشخص می کند.

کاربرد خازن های الکترولیتی چیست؟

یک خازن همچنین می تواند به عنوان مقاومت AC عمل کند. به خصوص خازنهای الکترولیتی آلومینیومی در بسیاری از کاربردها به عنوان خازن جداکننده جهت فیلتر یا دور زدن فرکانسهای AC مغرضانه ناخواسته به زمین یا برای اتصال جفتی سیگنالهای AC صوتی مورد استفاده قرار می گیرند. سپس دی الکتریک برای مسدود کردن DC استفاده می شود.

نحوه خواندن ظرفیت خارن الترولیتی چیست؟

در خازن های الکترولیتی ظرفیت انها به صورت یک عدد مشخص با واحد مربوطه اش (nF,uF و…) در کنار ولتاژ خازن (حداکثر ولتاژی که خازن می تواند ذخیره کند) روی انها نوشته می شود.

فروش-خازن-الکترولیتی

به عنوان مثال خازن الکترولیت بالا دارای ولتاژ 450 ولت ظرفیت 100 میکروفاراد و است.

ساختار و ویژگی های خازن الکترولیتی چیست؟

مواد اولیه و ساخت و ساز

خازن های الکترولیتی از ویژگی شیمیایی برخی از فلزات خاص استفاده می کنند که قبلا “فلزات دریچه” نامیده می شدند، که در تماس با یک الکترولیت خاص یک لایه اکسید عایق بسیار نازک بر روی سطح خود توسط اکسیداسیون آندی تشکیل می دهند که می تواند به عنوان یک دی الکتریک عمل کند. سه فلز آند مختلف برای خازن های الکترولیتی استفاده می شود:

ویژگی های لایه های مختلف اکسید در خازن های الکترولیتی آلومینیوم، تانتالیوم و نیوبیم است.

خازن های الکترولیتی آلومینیومی غیر جامد یا به اصطلاح “تر” ارزان ترین خازن های معمولی دیگر بوده و هستند. آن‌ها نه تنها ارزان‌ترین راه‌حل‌ها را برای مقادیر خازن یا ولتاژ بالا برای مقاصد جداسازی و بافر ارائه می‌دهند، بلکه نسبت به شارژ و دشارژ اهمی کم و همچنین به گذرگاه‌های کم انرژی حساس نیستند. خازن های الکترولیتی غیر جامد را می توان تقریباً در تمام قسمت های دستگاه های الکترونیکی به استثنای کاربردهای نظامی یافت.

ترکیبی از مواد آندی برای خازن های الکترولیتی و الکترولیت های مورد استفاده باعث ایجاد انواع مختلفی از خازن ها با خواص متفاوت شده است. خلاصه ای از ویژگی های اصلی انواع مختلف در جدول زیر نشان داده شده است.

ساخت اولیه خازن های الکترولیتی آلومینیومی غیر جامد

خازن-الکترولیتی

افت ظرفیت

ظرفیت بزرگ خازن های الکترولیتی آنها را برای عبور یا دور زدن سیگنال های فرکانس پایین و برای ذخیره مقادیر زیادی انرژی مناسب می کند. آنها به طور گسترده ای برای جداسازی یا فیلتر نویز در منابع تغذیه و مدارهای پیوند DC برای درایوهای فرکانس متغیر، برای جفت کردن سیگنال ها بین مراحل تقویت کننده و ذخیره انرژی مانند لامپ فلاش استفاده می شوند.

یک ماده دی الکتریک بین دو صفحه رسانا (الکترود) قرار می گیرد که هر کدام از ناحیه A و با جدایی d هستند.

خازن های الکترولیتی بر اساس اصل “خازن صفحه ای” هستند که ظرفیت آن با افزایش سطح الکترود A، گذردهی دی الکتریک بالاتر ε و نازکی دی الکتریک (d) افزایش می یابد.

ضخامت دی الکتریک خازن های الکترولیتی بسیار ناچیز و در محدوده نانومتر بر ولت است. از طرف دیگر، قدرت ولتاژ این لایه های اکسیدی بسیار بالا است. با این لایه بسیار نازک اکسید دی الکتریک همراه با استحکام دی الکتریک به اندازه کافی بالا، خازن های الکترولیتی می توانند به ظرفیت حجمی بالایی دست یابند. این یکی از دلایل ارزش خازنی بالای خازن های الکترولیتی در مقایسه با خازن های معمولی است.

تمام آندهای اچ شده یا زینتر شده دارای سطح بسیار بالاتری در مقایسه با سطح صاف با همان ناحیه یا همان حجم هستند. این مقدار ظرفیت خازن را بسته به ولتاژ نامی تا 200 برای خازن های الکترولیتی آلومینیومی غیر جامد و همچنین خازن های الکترولیتی تانتالیوم جامد افزایش می دهد. سطح بزرگ در مقایسه با سطح صاف دومین دلیل برای مقادیر خازنی نسبتاً بالای خازن های الکترولیتی در مقایسه با سایر خانواده های خازن است.

از آنجایی که ولتاژ شکل دهی ضخامت لایه اکسیدی را مشخص می کند، رتبه بندی ولتاژ مورد نظر را می توان بسیار ساده تولید کرد. خازن های الکترولیتی دارای راندمان حجمی بالایی هستند که به آن “محصول CV” گفته می شود که به عنوان حاصلضرب ظرفیت و ولتاژ تقسیم بر حجم تعریف می شود.

پلاریته و امنیت

به علت ساختار خازن های الکترولیتی و مشخصات الکترولیت های استفاده شده، خازن های الکترولیتی باید بایاس مستقیم شوند. این یعنی قطب مثبت باید همیشه ولتاژ بالاتری از قطب منفی داشته باشد. اگر خازن به صورت معکوس بایاس شود، اکسید آلومینیوم که به عنوان عایق دی الکتریک عمل می کند، احتمالا دچار آسیب خواهد شد و به عنوان مدار کوتاه بین دو قطب خازن عمل می کند. این می تواند باعث شود که خازن به علت جریان وحشتناک بالای عبوری از آن بیش از حد داغ شود.

وقتی خازن تا این حد داغ می شود، الکترولیت گرم شده نشتی پیدا می کند و یا حتی بخار می شود که باعث انفجار مجموعه خواهد شد. این فرآیند در ولتاژ معکوس حدودا یک ولتی یا بالاتر اتفاق می افتد. برای حفظ امنیت و جلوگیری از انفجار بدنه خازن بدلیل فشار بالای تولید شده از گرمای شدید، یک واشر ایمنی در بدنه نصب می شود. این واشر معمولا از شدت گرما از قسمتی از بدنه خازن به بیرون پرش می کند. به دلیل اینکه الکترولیت ممکن است خورنده یا سمی باشد ممکن است اقدامات ایمنی بیشتری هنگام باز کردن خازن و جایگزینی آن نیاز باشد.

یک نوع خاصی از خازن های الکترولیتی برای استفاده AC وجود دارد که برای ایستادگی در برابر پلاریزه معکوس طراحی شده است. این نوع از خازن ها با نام خازن های غیر پلاریزه یا نوع NP شناخته می شوند.

نصب و تعویض خازن الکترولیتی

باتوجه به آنکه چاپ بر روی بردهای مدرن بسیار متراکم می باشد، در تعویض خازن باید بسیار دقت به خرج دهید. شما می توانید عملکرد آسیب زننده داشته باشید و در عین حال متوجه یک عنصر کوچک بدون قاب یا شکستن (بستن) مسیرها شوید که ضخامت و فاصله بین آنها کمی بیشتر از ضخامت موی انسان است.

در نتیجه، برای تعویض خازن ها، به یک آهن لحیم کاری 25 تا 30 واتی، یک قطعه سیم ضخیم گیتار یا یک سوزن ضخیم، شار لحیم کاری یا رزین نیاز دارید. اگر زمان نصب و تعویض یک خازن الکترولیتی ، قطبیت را معکوس کنید یا یک خازن با درجه ولتاژ پایین نصب کنید، ممکن است منفجر گردد. پس قطعه جایگزین را با دقت انتخاب کنید و آن را به درستی نصب کنید.

تست خازن الکترولیتی

برای تست خازن الکترولیتی لازم است که دو سر اهم متر را که روی رنج ضربدر ۱۰۰ است، به دو سر خازن بزنید. اگر عقربه اهم متر رفت و برگشت نمود خازن سالم است. اگر عقربه روی صفر قرار گرفت، خازن اتصال کوتاه شده واگر عقربه در برگشت روی صفر نیامد، نشتی دارد.

برای دیدن لیست قیمت انواع خازن الکترولیتی اینجا کلیک کنید