خازن چیست؟

خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

خازن چیست؟

خازن ها قطعات الکترونیکی هستند که انرژی الکتریکی و جریان را ذخیره، فیلتر و تنظیم می کنند و یکی از اجزای غیرفعال ضروری مورد استفاده در بردهای مدار هستند. خازن ها عمدتاً برای ذخیره بارهای الکتریکی، هدایت جریان متناوب (AC) و مسدود کردن یا جداسازی سطوح مختلف ولتاژ منبع جریان مستقیم (DC) استفاده می شوند.

در حالی که خازن ها یک نوع جزء هستند، انواع مختلفی از خازن ها وجود دارد که با مواد مورد استفاده در ساخت و ساز متمایز می شوند و هر کدام ویژگی ها و مزایای منحصر به فردی را ارائه می دهند. درک ساختار اولیه خازن و اینکه چگونه مواد مختلف می توانند بر ویژگی های آنها تأثیر بگذارند، به انتخاب خازن مناسب برای یک کاربرد معین کمک می کند.

واحد ظرفیت خازن فاراد است. به ازای 1 فاراد ظرفیت، 1 کولن شارژ روی صفحات ذخیره می شود که 1 ولت اعمال شود:

خازن چیست - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

خازن چیست

ساخت خازن، پارامترها و خواص

ساخت خازن

همه خازن ها با ساختار اصلی یکسان تشکیل شده اند. دو صفحه الکترود فلزی موازی توسط ماده ای غیر رسانا به نام دی الکتریک از هم جدا می شوند. هنگامی که ولتاژی بین این صفحات موازی رسانا وجود دارد، یک میدان الکتریکی در دی الکتریک وجود دارد. این میدان انرژی را ذخیره می کند و نیروی مکانیکی بین صفحات ایجاد می کند.

ساخت خازن 297x300 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

ساخت خازن

پارامترهای خازن

 

مقدار ظرفیت C برای خازن صفحه موازی با رابطه زیر تعیین می شود:

پارامترهای خازن 400x44 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

پارامترهای خازن

همچنین توجه داشته باشید که:

موارددیگرخازن 400x53 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

موارددیگرخازن

این فرمول کلی نشان می دهد که:

 

هر چه سطح صفحه بزرگتر باشد، مقدار خازن بزرگتر است

هرچه فاصله بین صفحات کمتر باشد، مقدار ظرفیت خازنی بیشتر است

هرچه ثابت دی الکتریک ماده عایق (دی الکتریک) بزرگتر باشد، ظرفیت خازنی بیشتر است.

نقشه خازن 297x300 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

نقشه خازن

از آنجایی که بسیاری از مواد را می توان به عنوان دی الکتریک استفاده کرد، شکل 3 ثابت های دی الکتریک برخی از مواد رایج تر را نشان می دهد.

شکل خازن 400x300 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

شکل خازن

با در نظر گرفتن مشخصات فیزیکی صفحات الکترود، فاصله بین صفحات و ثابت های دی الکتریک مختلف، محدوده نرمال مقادیر برای انواع مختلف خازن ها در شکل 4 نشان داده شده است.

مشخصات خازن 400x219 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

مشخصات خازن

مشخصات دی الکتریک و CV خازن

 

خواص دی الکتریک نیز بر بازده حجمی خازن تأثیر می گذارد. این یک نکته مهم در طراحی سیستم های قابل حمل یا تخته های مدار بسیار متراکم است، جایی که ظرفیت خازنی بالا در ابعاد کوچک قطعات مورد نیاز است. راندمان حجمی مقدار ظرفیتی است که می توان در یک حجم معین فراهم کرد و به صورت یک مقدار CV بیان می شود که در آن C ظرفیت و V ولتاژ است. یک CV بالا برای بازده حجمی بالا مورد نیاز است. دی الکتریک های تانتالیوم به دلیل خواص بالای CV خود شناخته شده اند. بهینه سازی طراحی فیزیکی خازن، برای مثال با به حداکثر رساندن سطح قابل استفاده الکترود و به حداقل رساندن هزینه های سربار بسته، به افزایش CV محصول نهایی نیز کمک می کند.

ویژگی های خازن

 

یک خازن ایده آل دقیقاً مقدار ظرفیت خازنی مورد نظر را دارد و یک عایق کامل است. با این حال، ملاحظات عملی باید هم برای مقدار خازن و هم مقدار عایق ارائه شده توسط یک خازن در نظر گرفته شود.

 

خازن می تواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند (همانطور که قبلاً گفته شد، مقدار ظرفیت خازن مقدار بار یا انرژی را در ولتاژ معین تعیین می کند)

خازن می تواند سطوح مختلف ولتاژ DC را از یکدیگر جدا کند، اما جریان AC را نیز هدایت می کند

به طور کلی، هرچه فرکانس ولتاژ متناوب بیشتر باشد، خازن بهتر جریان AC را هدایت می کند.

مشخصات دی الکتریت 400x230 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

مشخصات دی الکتریت

ظرفیت عملی

 

در حالی که خازن ها دارای ظرفیت نامی هستند، تعدادی فاکتور برای تعیین ظرفیت قابل استفاده خازن وجود دارد. ماده دی الکتریک ممکن است بسته به موارد زیر باعث تغییر در مقدار خازن شود:

 

درجه حرارت

رطوبت

ولتاژ DC

ولتاژ AC

فرکانس سیگنال

سن خازن

مکانیکی

اثر پیزوالکتریک

هنگام انتخاب یک خازن خاص، این ویژگی ها باید در نظر گرفته شود.

 

هر خازن با تلورانس مشخصی در اطراف مقدار اسمی خود رتبه بندی می شود. به طور معمول، تحمل با استفاده از حروف کدگذاری می شود. رایج ترین کدهای تحمل عبارتند از:

ظرفیت عملی خازن 400x123 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

ظرفیت عملی خازن

مقادیر استاندارد مورد استفاده برای ساخت خازن ها بر اساس “سری E” مانند E6 و E12 است. این بدان معناست که خازن ها دارای ظرفیت های اسمی مانند زیر هستند:

مقادیر استاندارد مورد استفاده خازن 400x44 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

مقادیر استاندارد مورد استفاده خازن

جریان نشتی در مقابل مقاومت عایق

 

مواد دی الکتریک مورد استفاده در خازن ها عایق های ایده آلی نیستند. یک جریان DC کوچک می تواند به دلایل مختلف مخصوص هر دی الکتریک از مواد دی الکتریک عبور کند یا “نشت” کند. در نتیجه زمانی که یک خازن با ولتاژ خاصی شارژ می شود، به آرامی شارژ خود را از دست می دهد. با از دست دادن شارژ خود، ولتاژ بین الکترودهای خازن کاهش می یابد.

 

جریان نشتی (LC) و مقاومت عایق (IR) در رابطه ریاضی ساده با یکدیگر هستند

جریان نشتی در مقابل مقاومت عایق 400x39 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

جریان نشتی در مقابل مقاومت عایق

 

از آنجایی که مقادیر به هم مرتبط هستند، استفاده از اصطلاحات جریان نشتی و مقاومت عایق بسته به نوع دی الکتریک متفاوت خواهد بود. خازن های الکترولیتی آلومینیومی نشتی نسبتا زیادی دارند که به آن جریان نشتی می گویند. از طرف دیگر، فیلم پلاستیکی یا خازن های سرامیکی جریان نشتی بسیار کمی دارند، بنابراین این اثر به عنوان یک مقاومت عایق اندازه گیری می شود.

 

به طور کلی، مقاومت عایق با مقادیر بالاتر خازن کاهش می یابد. به دلایل عملی، مقاومت عایق ممکن است بر حسب مگا اهم در مقادیر ظرفیت خازنی کم، و با اهم فاراد (برابر ثانیه) در ظرفیت های بالاتر بیان شود. عبارت Ohm-Farad اجازه می دهد تا از یک شکل واحد برای توصیف عملکرد عایق یک خانواده اجزای معین در طیف وسیعی از مقادیر خازن استفاده شود.

 

جریان نشتی نیز به دما بستگی دارد. با افزایش دما، جریان نشتی نیز افزایش می یابد

جریان نشتی در مقابل مقاومت 400x250 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

جریان نشتی در مقابل مقاومت عایق

رفتار شارژ/تخلیه

 

هنگامی که یک ولتاژ DC به خازن متصل شده به صورت سری با یک مقاومت اعمال می شود، خازن با نرخی مطابق با ولتاژ اعمال شده، وضعیت شارژ نسبت به مقدار نهایی، مقاومت سری و ظرفیت خود شروع به شارژ می کند. حاصلضرب مقاومت و ظرفیت به عنوان ثابت زمانی ( = R x C) مدار گفته می شود. در واقع، زمان مورد نیاز برای شارژ خازن به میزان 63.2% اختلاف بین مقدار اولیه و مقدار نهایی است. از این رو، مقدار بار رسم شده در برابر زمان از منحنی نشان داده شده در شکل 6 پیروی می کند. در این مدت، جریان شارژ از منحنی قرمز نیز که در شکل 6 نشان داده شده است، پیروی می کند

رفتار شارژتخلیه 400x265 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

رفتار شارژتخلیه

بار خازن در هر زمان، t، با معادله زیر محاسبه می شود:

محاسبه بار خازن - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

محاسبه بار خازن

جریان شارژ طبق معادله کاهش می یابد:

جریان شارژ خازن - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

جریان شارژ خازن

جایی که e = 2.7182818، به اصطلاح «عدد طبیعی» یا پایه لگاریتم طبیعی، ln(x).

بسیاری از پدیده های فیزیکی و حتی اقتصادی را می توان با استفاده از توابع نمایی یا لگاریتمی توضیح و توصیف کرد.توجه داشته باشید که در عمل، جریان شارژ به صفر نمی رسد و به سمت یک مقدار محدود کوچک معادل جریان نشتی خازن میل می کند.

جریان خازن 400x24 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

جریان خازن

قدرت دی الکتریک

 

هنگامی که ولتاژ به طور مداوم بر روی خازن افزایش می یابد، ماده دی الکتریک در نقطه ای در برابر میدان الکتریکی بین الکترودها مقاومت نمی کند و باعث شکسته شدن دی الکتریک می شود. نواحی تجزیه در دی الکتریک ممکن است به دلیل ترکیبات مختلف مانند ترکیبات کربنی که در طی تجزیه تشکیل می شوند، به طور دائم رسانا شوند. پس از این اتفاق، خازن دیگر کار نمی کند و به عنوان یک “اتصال کوتاه” یا “مقاومت عایق رد” در نظر گرفته می شود.

بسته به ساختار دی الکتریک و الکترود، ممکن است خازن بتواند خود را ترمیم کند. به عنوان مثال، خازن های فیلم و کاغذ با الکترودهای بسیار نازک (1/1000 قطر موی انسان) می توانند خود ترمیم شوند. این خود ترمیمی زمانی رخ می دهد که جریان بزرگی که از ناحیه شکسته می گذرد، لایه های الکترود را گرم می کند. فلزات از این ناحیه تبخیر و اکسید می شوند و در نتیجه مسیر اتصال کوتاه را از بقیه خازن جدا می کنند. این فرآیند می تواند حتی در کاربردهای بسیار پرقدرت تا چندین کیلووات نیز رخ دهد.

های الکترولیتی مرطوب مانند خازن های الکترولیتی آلومینیومی برای بازیابی مداوم خرابی های کوچک در دی الکتریک به الکترولیت متکی هستند. خازن های الکترولیت جامد از جمله خازن های ساخته شده از تانتالیوم از طریق تغییرات شیمیایی در مواد کاتد خود ترمیم می شوند.

 

اتلاف انرژی

 

اتلاف انرژی یک پارامتر مرتبط با ولتاژ/جریان متناوب است. یک خازن ایده آل اتلاف ندارد.

هنگامی که ولتاژ AC به خازن اعمال می شود، جریان از طریق مواد دی الکتریک آن و تمام قسمت های رسانای آن مانند الکترودها و سیم های سربی/پایانه ها شروع به جریان می کند. در خازن های عملی، بخشی از جریان عبوری از خازن تلف می شود، زیرا مقاومت کمی در برابر جریان جریان وجود دارد. این اتلاف انرژی با افزایش دما در خازن آشکار می شود.

 

مقاومت کلی خازن به نام مقاومت سری معادل (ESR) که باعث اتلاف انرژی می شود، مجموع دو عنصر است:

مقاومت مواد دی الکتریک

مقاومت قطعات رسانا

هر ماده دی الکتریک دارای یک ضریب اتلاف (DF) است که برای مواد خاص است و می تواند به طور قابل توجهی بین مواد متفاوت باشد. DF وابسته به فرکانس است و با افزایش فرکانس افزایش کمی را نشان می دهد.

 

مقاومت ماده دی الکتریک (بخشی از کل ESR) خازن توسط DF مخصوص ماده و مقدار خازن تعیین می شود و همچنین وابسته به فرکانس است. این قسمت از ESR در فرکانس های پایین زیاد است و با افزایش فرکانس کاهش می یابد.

 

مقاومت قطعات رسانا (همچنین بخشی از کل ESR) مشابه یک مقاومت است که مقدار ثابتی دارد و به فرکانس بستگی ندارد. این را می توان «مقاومت اهمی» نامید که از فرکانس های پایین به بالا ثابت می ماند. از آنجایی که بخش دی الکتریک ESR در فرکانس های پایین زیاد است و با فرکانس کاهش می یابد، و بخش اهمی ESR در فرکانس ثابت است، اولی در فرکانس های پایین غالب است در حالی که دومی بر فرکانس های بالا غالب است.

شکل 7 خواص اتلاف انرژی دی الکتریک های مختلف خازن رایج را مقایسه می کند. خازن های فیلم پلی پروپیلن می توانند انتخاب خوبی در مدارهایی باشند که به بازده انرژی بسیار بالایی نیاز دارند، زیرا دی الکتریک دارای ضریب اتلاف بسیار کم است. خازن های الکترولیتی آلومینیومی ممکن است در برخی کاربردها به میزان قابل توجهی گرم شوند و اطمینان از خنک شدن مناسب آنها بسیار مهم است.

مقاومت قطعات رسانا 400x227 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

مقاومت قطعات رسانا

اندوکتانس

 

الکترودها و سیم های سربی یا پایانه های خازن از هادی های فلزی تشکیل می شوند. همه هادی های فلزی مقداری اندوکتانس مرتبط با آنها دارند. این اندوکتانس همیشه زمانی بزرگتر است که مسیر الکتریکی از طریق خازن طولانی تر باشد، یعنی سیم های سرب و/یا بدنه خازن طولانی تر باشند. اندوکتانس تمایل به مقاومت در برابر تغییرات جریان AC از طریق خازن دارد.

 

شرح مدار معادل خازن

 

قطعات رسانا همچنین دارای یک مقاومت اهمی مرتبط هستند که در ترکیب با مقاومت دی الکتریک، مقاومت سری معادل (ESR) را تشکیل می دهند. یک خازن عملی و واقعی را می توان با استفاده از یک مدار به اصطلاح معادل توصیف کرد که در آن یک مقاومت (ESR) و یک سلف (ESL) به صورت سری با ظرفیت خازنی خالص به صورت موازی و یک مقاومت برابر با مقاومت عایق دی الکتریک هستند. این مدار معادل در شکل 8 نشان داده شده است.

شرح مدار معادل خازن 400x155 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

شرح مدار معادل خازن

هر دو خازن و سلف امپدانس های وابسته به فرکانس (مقاومت های AC) برای جریان متناوب هستند. به این پارامتر راکتانس خازنی یا القایی می گویند.

 

راکتانس خازنی XC با فرمول محاسبه می شود:

راکتانس خازنی XC - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

راکتانس خازنی XC

هنگامی که فرکانس برای یک خازن ایده آل معین (ثابت مقدار C) افزایش می یابد، XC نزدیک به صفر کاهش می یابد.

 

راکتانس القایی XL با فرمول محاسبه می شود:

راکتانس القایی XL - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

راکتانس القایی XL

هنگامی که فرکانس صفر است، XL صفر است و زمانی که فرکانس افزایش می یابد، XL افزایش می یابد.

 

به طور معمول، اندوکتانس در خازن ها کوچک است (1-20 nH)، و تأثیر آن معمولاً فقط در فرکانس های بالا قابل مشاهده است.

 

فرکانسی که در آن خازن و اندوکتانس یک خازن باعث ایجاد راکتانس به همان اندازه بزرگ اما مخالف می شود، فرکانس خود تشدید نامیده می شود. در فرکانس خود تشدید، راکتانس خازنی و القایی یکدیگر را خنثی می‌کنند و ESR که توسط مدار مشاهده می‌شود تنها به دلیل بخش‌های مقاومتی خالص خازن است.

اندوکتانس در خازن ها 400x225 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

اندوکتانس در خازن ها

فن آوری های خازن

 

خازن ها را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد: خازن های الکترواستاتیک و خازن های الکترولیتی. خازن های الکترواستاتیک سازه های متقارن غیر قطبی هستند. موادی مانند فیلم پلاستیکی و سرامیک به عنوان دی الکتریک استفاده می شود، در حالی که انواع فلزات به عنوان الکترود استفاده می شود. از آنجایی که این قطعات پلاریزه نیستند، عموماً می‌توان آن‌ها را بدون توجه به اینکه پایانه‌ها به کدام نقطه متصل می‌شوند، در مدار قرار داد. از طرف دیگر خازن های الکترولیتی ساختار نامتقارن و پلاریزه دارند.

 

خازن های الکترولیتی از یک الکترولیت استفاده می کنند که ممکن است لایه دی الکتریک را حفظ کند و همچنین اتصال منفی یا کاتد را ایجاد کند. برای ایجاد اتصال مثبت (آند) از فویل ها یا پودرهای فلزی مانند آلومینیوم و تانتالیم استفاده می شود. لایه دی الکتریک با تشکیل یک اکسید نازک بر روی آند فلزی ایجاد می شود. به عنوان مثال، در خازن های الکترولیتی آلومینیوم، آند آلومینیوم، دی الکتریک اکسید آلومینیوم و الکترولیت مایع نیز کاتد است. از آنجایی که این خازن ها پلاریزه هستند، باید دقت کرد که به درستی طراحی و وارد مدار شوند.

 

به طور معمول، مزیت استفاده از خازن های الکترولیتی این است که می توانند مقادیر خازنی نسبتا زیادی در اندازه معقول داشته باشند. خازن های سبک الکترواستاتیک معمولاً برای مقادیر خازنی کوچک یا دقیق استفاده می شوند.

فن آوری های خازن 400x241 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

فن آوری های خازن

موارد استفاده از خازن ها

جداسازی

 

رایج ترین استفاده از خازن ها جدا کردن یک سیستم، مانند یک مدار مجتمع، از تغییرات ناگهانی، از جمله انتقال انرژی، در منبع تغذیه است. اتصال یک خازن جداکننده بین اتصال ولتاژ تغذیه و زمین در یک مدار مجتمع (IC)، نزدیک به خود آی سی، به حفظ سطح ولتاژ پایدار و تامین برق سریع به آی سی در صورت نیاز کمک می کند.

 

فیلتر کردن

 

دومین کاربرد رایج خازن در فیلتر کردن برای حذف سیگنال ها در فرکانس های ناخواسته است. با بهره برداری از امپدانس ذاتاً بالای خازن در فرکانس های پایین و کاهش امپدانس در فرکانس های بالاتر، می توان یک فیلتر مقاومت-خازن (RC) طراحی کرد تا تداخل فرکانس بالا مانند نویز در سیگنال های آنالوگ را حذف کند یا از ولتاژهای متناوب ناخواسته مدار محافظت کند. شامل تقویت‌کننده‌های کلاس AB، رادیوهای AM و تلفن‌های همراه فیلتر همچنین به‌طور گسترده در سیستم‌های منبع تغذیه با حالت سوئیچ و تقویت‌کننده‌های کلاس D برای جلوگیری از ایجاد تداخل یا اختلال در عملکرد سیستم از نویز سوئیچینگ استفاده می‌شود.

 

با ترکیب عناصر خازنی، مقاومتی و القایی (القاگرها در فرکانس‌های بالاتر مقاومت فزاینده‌ای را نشان می‌دهند)، فیلترهای آنالوگ را می‌توان با ویژگی‌های پایین گذر، بالاگذر، باند گذر یا باند استاپ با فرکانس‌های قطع مختلف و ویژگی‌های انتخابی ساخت.

جفت

 

از آنجایی که خازن ها جریان DC را هدایت نمی کنند، اغلب برای جداسازی سطوح مختلف ولتاژ از یکدیگر با مسدود کردن ولتاژهای DC استفاده می شود. از آنجایی که سیگنال های AC می توانند از خازن ها عبور کنند، این ویژگی در مدارهایی مانند تقویت کننده های چند مرحله ای استفاده می شود. سیگنال ها مجاز به عبور هستند، اما سطوح ولتاژ را جدا می کنند. به عنوان مثال، یک سیگنال رادیویی ضعیف چند میکروولتی، که توسط یک آنتن گرفته می‌شود، می‌تواند از طریق یک خازن به یک مرحله تقویت‌کننده که با ولتاژ بالاتر کار می‌کند، و متعاقباً به مراحل بعدی بدون بارگذاری بیش از حد اجزای حساس مرحله اول وارد شود.

 

توانایی خازن برای حذف ولتاژ افست DC از سیگنال متناوب نیز در تجهیزاتی مانند کنتورهای الکترونیکی ارزشمند است.

 

زمان بندی و شکل دادن به موج

 

روشی که در آن یک خازن از طریق یک مقاومت شارژ و دشارژ می‌شود، می‌تواند برای اهداف زمان‌بندی مختلف، مانند ایجاد تاخیر یا تغییر شکل موج مورد استفاده قرار گیرد. با تنظیم مقادیر خازن و مقاومت، طراحان می توانند مدارهای زمان بندی را برای کنترل سرعت عملکردهای مختلف بسازند. به عنوان مثال می توان به سرعت برف پاک کن، فواصل چشمک زدن نور یا زمان رسیدن نور به حداکثر روشنایی پس از روشن شدن اشاره کرد. در ترکیب با اجزای فعال مانند تایمر معروف 555، زمان بندی را می توان با دقت از چند میکروثانیه تا چند روز یا هفته کنترل کرد.

اسیلاتورها

 

همراه با اجزای القایی، از خازن ها می توان برای ساخت نوسانگرهایی برای تولید سیگنال های سینوسی دقیق استفاده کرد. اسیلاتورها برای زمان بندی ساده، در مدارهای RF یا در کاربردهای آلات موسیقی از جمله سینت سایزرها و گیتارهای الکتریکی استفاده می شوند.

 

یک نوسان ساز سلف-خازن از سلف برای شارژ و تخلیه متناوب خازن استفاده می کند، در نتیجه یک سیگنال متناوب با فرکانس وابسته به مقادیر خازن و اندوکتانس تنظیم می کند. یک نوسان ساز RC از خازن برای القای تغییر فاز استفاده می کند، زیرا ولتاژ خروجی مدار RC ولتاژ ورودی را با زاویه فاز هدایت می کند که در عمل تا حدودی کمتر از 90 درجه است. با ترکیب معمولاً سه یا چند مرحله تغییر فاز حاوی مقادیر C و R انتخاب شده، می توان به تغییر فاز کافی برای تولید نوسان در فرکانس دلخواه دست یافت. با کمک قطعات فعال می توان دقت یا پایداری این مدارها را تا حد زیادی افزایش داد

زمان بندی و شکل دادن به موج 400x145 - خازن چیست؟و کاربرد آن در صنعت

زمان بندی و شکل دادن به موج

خلاصه:

انتخاب خازن برای عملکرد و کیفیت

خازن یک جزء اساسی برای تأثیرگذاری بر رفتار مدارهای الکترونیکی است. در مدارهای آنالوگ و دیجیتال و در ولتاژهای کمتر از یک ولت تا چندین هزار ولت کاربرد دارد.

 

طراحان انواع مختلفی از فناوری های خازن را در اختیار دارند که عمدتاً بر اساس نوع دی الکتریک متمایز می شوند. این بر جنبه های کلیدی مانند مقدار ظرفیت و اندازه (حجم) دستگاه و همچنین بهره وری انرژی تأثیر می گذارد. هنگامی که با ابعاد بحرانی از جمله ضخامت دی الکتریک ترکیب می شود، حداکثر امتیاز ولتاژ خازن و قابلیت عایق نیز می تواند تحت تأثیر قرار گیرد.

ویژگی‌های متفاوت فناوری‌های خازن مختلف به طراحان این امکان را می‌دهد تا بر اساس معیارهایی مانند ولتاژ عملیاتی، ظرفیت خازن مورد نیاز، اندازه دستگاه و پاسخ فرکانسی، نوع دستگاه بهینه را برای هر کاربرد معین انتخاب کنند. سایر ویژگی‌ها مانند پیری (خشک شدن الکترولیت مرطوب) که باعث از دست دادن ظرفیت خازن می‌شود، حداکثر دمای کاری توصیه شده، قابلیت اشتعال و خواص خود ترمیم شوندگی نیز از عوامل مهم تأثیرگذار بر انتخاب دستگاه هستند. در برخی موارد، برای به حداقل رساندن تلفات برق در کاربردهای جریان بالا، ممکن است به دستگاه‌های ویژه ESR کم که دارای حداقل مقاومت انگلی هستند، نیاز باشد.

 

با وجود هزینه های نسبتاً پایین واحد در مقایسه با آی سی های با کارایی بالا، تعداد زیادی خازن مورد استفاده در هر سیستم معین می تواند سهم قابل توجهی از کل صورتحساب مواد (BoM) را تشکیل دهد. منابع زیادی برای خازن های اقتصادی در بازار امروزی وجود دارد و این منابع می توانند صرفه جویی جذابی در هزینه های BoM داشته باشند. با این حال، این دستگاه‌های اغلب کوچک می‌توانند تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد محصول، بازده تولید نهایی، قابلیت اطمینان و طول عمر در میدان، و در برخی موارد، ایمنی داشته باشند. KEMET همیشه استفاده از خازن‌های باکیفیت را از منبع معتبری مانند مستقیم از سازنده یا یک توزیع‌کننده حق امتیاز توصیه می‌کند.

واژه نامه اصطلاحات

AC – جریان متناوب، حرکت بار الکتریکی به طور متناوب جهت معکوس.

 

ظرفیت – توانایی دستگاه برای ذخیره بار الکتریکی.

 

کولن – واحد بار الکتریکی. به عنوان باری تعریف می شود که توسط جریان ثابت یک آمپر در یک ثانیه منتقل می شود. همچنین مقدار بار اضافی در سمت مثبت ظرفیت یک فاراد است که به اختلاف پتانسیل یک ولت شارژ می شود.

 

کوپلینگ – انتقال سیگنال AC از یک رسانه یا بلوک مدار به دیگری بدون کوپلینگ DC.

 

جریان – جریان بار الکتریکی از طریق یک محیط رسانا.

 

DC – جریان مستقیم جریان یک طرفه بار الکتریکی در یک جهت ثابت است.

نشت DC – از دست دادن تدریجی انرژی در خازن شارژ شده به دلیل نقص دی الکتریک.

 

جداسازی – امکان انتقال سریع و بی صدا انرژی به دستگاه و دور زدن تاخیرها و ایجاد نویز.

 

ESL – اندوکتانس سری معادل، اندوکتانس مؤثری که به طور انگلی در یک دستگاه درک می شود.

 

ESR – مقاومت سری معادل، از دست دادن انگلی غیر ایده آل در برابر گرما ناشی از جریان جریان.

 

فاراد – اندازه‌گیری ظرفیت خازنی برابر با باری است که یک خازن برای پتانسیل یک ولت اعمال می‌شود.

 

فیلتر کردن – راهی برای پردازش سیگنال با حذف اجزای فرکانس ناخواسته.

 

فرکانس – تعداد تکرار یک رویداد در واحد زمان. در سیستم های الکتریکی، برای سیگنال سینوسی 60 هرتز یا 60 سیکل در ثانیه، نشان می دهد که موج سینوسی 60 بار در ثانیه 360 درجه را طی می کند.

امپدانس – اندازه گیری مخالفی که یک مدار برای عبور جریان AC ارائه می دهد. ولتاژ پایین

 

DC – نسبت به تعریف کننده، منطقه ای از طراحی زیر 100 ولت، با تمرکز بر منابع تغذیه سوئیچینگ.

 

میکروفاراد – یک میلیونم فاراد یا 1 در 10-6 فاراد

 

نانوفراد – یک میلیاردم فاراد یا 1×10-9 فاراد

 

نوسان – تولید ولتاژهای تکراری که ممکن است به اشکال مختلف مانند سینوسی، مثلثی یا مربعی باشند.

 

پیکوفاراد – یک تریلیونم فاراد یا 1 × 10-12 فاراد.

 

الکترونیک قدرت – کاربرد الکترونیک برای کنترل و تبدیل توان الکتریکی.

 

مقاومت – معیاری از تضاد یک مدار برای جریان الکتریکی از طریق آن.

 

جریان موج دار – یک تغییر مکرر در جریان DC.

 

نصب سطحی – طرح نصبی که برای مدارهای الکترونیکی استفاده می‌شود که در آن قطعات مستقیماً روی سطح برد مدار چاپی، معمولاً با اتصال لحیم، نصب می‌شوند.

Through-hole – طرحی برای نصب که برای مدارهای الکترونیکی استفاده می شود که در آن سرنخ های قطعه در سوراخ های حفر شده در تخته های مدار چاپی و لحیم کاری متصل می شوند. سرب دار نیز نامیده می شود.

 

ولتاژ – مشابه فشار آب، اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه.

 

شکل دادن به موج – بر روی یک سیگنال عمل می کند و آن را به شکل دیگری تغییر می دهد.

 

اطلاعات بیشتر در مورد KEMET

دفتر مرکزی KEMET در سیمپسونویل، کارولینای جنوبی، 23 مرکز تولید در اروپا، آمریکای شمالی و آسیا را اداره می کند و 10420 کارمند در سراسر جهان استخدام می کند. تاسیسات تولیدی در مکزیک، چین، ایتالیا، بریتانیا، پرتغال، فنلاند، سوئد، اندونزی، آلمان، بلغارستان و مقدونیه قرار دارند. KEMET همچنین دارای دو شرکت تخصصی الکترونیک است – FELCO در شیکاگو، ایلینوی و Dectron در Farjestaden، سوئد. دفاتر فروش و مراکز توزیع در سرتاسر دنیا قرار دارند.

 

KEMET یک تولید کننده جهانی پیشرو در زمینه کامل ترین خط تکنولوژی خازن های سطحی و سوراخی در سراسر تانتالیوم، سرامیک، آلومینیوم و دی الکتریک های فیلم است. پایگاه مشتریان KEMET شامل اکثر تولید کنندگان عمده تجهیزات الکترونیکی اصلی، شرکت های خدمات تولیدی و توزیع کنندگان لوازم الکترونیکی است. تولید بیش از 30 میلیارد قطعه در سال اندازه گیری شده است.

 

نسخه‌های با قابلیت اطمینان بالا خازن‌های KEMET در تمام تلاش‌های مهم دفاعی و هوافضایی ۶۰ سال گذشته، از اولین ماهواره Telstar و آپولو ۱۱ گرفته تا موشک پاتریوت، ایستگاه فضایی بین‌المللی و رهیاب مریخ، سهیم بوده‌اند.

 

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 0 میانگین: 0]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *