Cara Kerja Kapasitor Keramik dan Kapasitor Elektrolit
Dalam proses desain sirkuit, kapasitor digunakan untuk penyaringan. Terkadang kapasitor elektrolitik digunakan, dan terkadang kapasitor keramik digunakan. Terkadang keduanya digunakan. Saya ingin bertanya: apa peran penggunaan kapasitor elektrolitik? Apa fungsi menggunakan kapasitor keramik biasa? Bagaimana menghitung ukuran kapasitasnya? Bagaimana cara memilih dan menentukan tegangan tahan kapasitor elektrolitik? Dalam kasus apa kapasitor elektrolitik harus digunakan, dalam kasus apa kapasitor keramik harus digunakan, dan dalam kasus apa keduanya harus digunakan? Di e-book analog versi lama disebutkan bahwa ada rumus khusus untuk menghitung besar kecilnya nilai kapasitor, namun beberapa IC dan sejenisnya memiliki peraturan cara mencocokan kapasitor di Datasheet nya, semoga bisa tolong kamu.
Kapasitor elektrolit dan kapasitor keramik umumnya digunakan antara catu daya IC dan ground untuk memainkan peran penyaringan. Kapasitor keramik digunakan sendiri untuk decoupling. Penggunaannya umumnya dijelaskan dalam IC. Relevan, ambil 0.01uf untuk keramik.
Jika saya ingin mengganti kapasitor tertentu dengan kapasitor lain, apakah saya harus memenuhi kapasitas dan menahan tegangan? Terkadang, sulit untuk menemukan yang terbaik dari kedua dunia. Apakah mungkin untuk melepaskan salah satunya saat ini?
Kisaran kapasitor filter terlalu lebar, berikut adalah pembicaraan singkat tentang kapasitor bypass daya (decoupling).
Pilihan kapasitor filter tergantung pada apakah Anda menggunakannya di catu daya lokal atau catu daya global. Untuk catu daya lokal, itu adalah untuk memainkan peran catu daya sementara. Mengapa menambahkan kapasitor untuk memasok listrik? Itu karena permintaan perangkat saat ini berubah dengan cepat dengan permintaan mengemudi (seperti pengontrol DDR), dan dalam diskusi dalam rentang frekuensi tinggi, parameter distribusi sirkuit harus dipertimbangkan. Karena adanya induktansi terdistribusi, perubahan arus yang drastis dapat dicegah, dan tegangan pada pin catu daya chip berkurang - yaitu, derau terbentuk. Selain itu, catu daya umpan balik saat ini memiliki waktu reaksi - yaitu, tidak akan melakukan penyesuaian hingga fluktuasi voltase terjadi untuk jangka waktu tertentu (biasanya level ms atau us). Untuk perubahan permintaan saat ini dari level ns, penundaan semacam ini juga membentuk kebisingan yang sebenarnya. Oleh karena itu, peran kapasitor adalah untuk menyediakan rute reaktansi (impedansi) induktif rendah untuk memenuhi perubahan permintaan arus yang cepat.
Berdasarkan teori di atas, perhitungan kapasitansi harus dihitung sesuai dengan energi yang dapat diberikan kapasitor untuk perubahan arus. Saat memilih jenis kapasitor, Anda perlu mempertimbangkan induktansi parasitnya — yaitu, induktansi parasit harus lebih kecil daripada induktansi terdistribusi dari jalur daya.
Membahas masalah harus dimulai dari intinya. Pertama-tama, Anda mungkin tahu bahwa kapasitor adalah isolasi DC, sedangkan induktor adalah kebalikannya. Semua didasarkan pada prinsip-prinsip dasar. Saat ini, kapasitor memiliki dua fungsi yang paling umum. Salah satunya adalah untuk mengisolasi DC antara kutub. Beberapa orang juga menyebutnya kapasitor kopling karena mengisolasi DC, tetapi perlu melewati sinyal AC. Jalur DC dibatasi antara beberapa tahap, yang dapat menyederhanakan perhitungan titik operasi yang sangat rumit, dan yang kedua adalah penyaringan. Pada dasarnya dua ini. Sebagai kopling, nilai kapasitor tidak terlalu dibutuhkan, asalkan impedansinya tidak terlalu besar, sehingga pelemahan sinyalnya terlalu besar.
Namun untuk yang terakhir, perlu diperhatikan dari segi filter. Misalnya, pemfilteran catu daya pada ujung input memerlukan pemfilteran derau frekuensi rendah (seperti frekuensi daya) dan derau frekuensi tinggi, sehingga perlu digunakan pada saat yang bersamaan. Kapasitor besar dan kapasitor kecil. Beberapa orang akan berkata, dengan kapasitor besar, mengapa Anda membutuhkan yang kecil? Ini karena kapasitansi besar, induktansi besar karena pelat besar dan ujung pin, tidak berfungsi untuk frekuensi tinggi. Kapasitor kecil justru sebaliknya. Ukuran dapat digunakan untuk menentukan kapasitansi. Adapun tegangan tahan harus dipenuhi setiap saat, jika tidak maka akan meledak. Bahkan untuk kapasitor non-elektrolitik, terkadang tidak meledak, dan kinerjanya juga berkurang. Terlalu banyak untuk dibicarakan, mari kita bicarakan dulu. Mereka semua adalah fungsi penyaringan. Kapasitor elektrolit aluminium memiliki kapasitas yang relatif besar dan terutama digunakan untuk menghilangkan gangguan frekuensi rendah. Kapasitasnya sekitar 1mA saat ini sesuai dengan 2 ~ 3μf, jika persyaratannya terlalu tinggi, 1mA dapat sesuai dengan 5 ~ 6μf. Kapasitor non-polar digunakan untuk menyaring sinyal frekuensi tinggi. Sebagian besar digunakan sendiri, digunakan untuk menghilangkan akar teratai. Kadang-kadang dapat digunakan secara paralel dengan kapasitor elektrolitik. Karakteristik frekuensi tinggi kapasitor keramik lebih baik, tetapi pada frekuensi tertentu (sekitar 6MHz, saya tidak dapat mengingat dengan jelas), kapasitasnya menurun dengan cepat.
Peran kapasitor elektrolit dan tindakan pencegahan untuk digunakan
1. Peran kapasitor elektrolit dalam rangkaian
1. Efek penyaringan. Dalam rangkaian catu daya, rangkaian penyearah mengubah AC menjadi DC yang berdenyut, dan kapasitor elektrolitik berkapasitas besar dihubungkan setelah rangkaian penyearah, dan tegangan DC berdenyut yang diperbaiki menjadi tegangan DC yang relatif stabil. Dalam praktiknya, untuk mencegah tegangan catu daya dari setiap bagian rangkaian berubah karena perubahan beban, kapasitor elektrolitik dari puluhan hingga ratusan mikrofarad umumnya dihubungkan ke ujung keluaran catu daya dan ujung masukan daya dari memuat. Karena kapasitor elektrolit berkapasitas besar umumnya memiliki induktansi tertentu dan tidak dapat secara efektif menyaring frekuensi tinggi dan sinyal interferensi pulsa, kapasitor dengan kapasitas 0.001--0.lpF dihubungkan secara paralel di kedua ujungnya untuk menyaring sinyal frekuensi tinggi. dan gangguan pulsa.
2. Efek kopling: Dalam proses transmisi dan penguatan sinyal frekuensi rendah, untuk mencegah titik operasi statis sirkuit depan dan belakang saling mempengaruhi, kopling kapasitif sering digunakan. Untuk mencegah hilangnya komponen frekuensi rendah yang berlebihan dalam sinyal, kapasitor elektrolitik dengan kapasitas yang lebih besar biasanya digunakan.
Kedua, metode penilaian kapasitor elektrolitik
Kesalahan umum kapasitor elektrolit termasuk pengurangan kapasitas, hilangnya kapasitas, korsleting dan kebocoran. Perubahan kapasitas disebabkan oleh pengeringan bertahap elektrolit di dalam kapasitor elektrolitik selama penggunaan atau penempatan, sedangkan kerusakan dan kebocoran umumnya ditambahkan. Tegangannya terlalu tinggi atau kualitasnya sendiri tidak bagus. Menilai kualitas kapasitor catu daya umumnya diukur dengan file resistansi multimeter. Metode spesifiknya adalah: hubung singkat dua pin kapasitor untuk melepaskan, dan gunakan kabel uji hitam multimeter untuk menghubungkan elektroda positif kapasitor elektrolitik. Kabel uji merah dihubungkan ke kutub negatif (untuk multimeter analog, kabel uji diintermodulasi saat mengukur dengan multimeter digital). Biasanya, jarum uji harus berayun ke arah hambatan kecil, dan kemudian secara bertahap kembali ke tak terhingga. Semakin besar ayunan jarum atau semakin lambat kecepatan baliknya, maka semakin besar kapasitas kapasitor tersebut, begitu pula sebaliknya, semakin kecil kapasitas kapasitor tersebut. Jika penunjuk tidak berubah di suatu tempat di tengah, itu berarti kapasitor bocor. Jika nilai indikasi resistansi kecil atau nol, berarti kapasitor telah rusak dan hubung singkat. Karena tegangan baterai yang digunakan oleh multimeter umumnya sangat rendah, lebih akurat untuk mengukur kapasitor dengan tegangan rendah. Ketika tegangan penahan kapasitor tinggi, meskipun pengukurannya normal, mungkin ada kebocoran atau kejutan ketika tegangan tinggi ditambahkan. memakai fenomena.
3. Tindakan pencegahan untuk penggunaan kapasitor elektrolitik
1. Karena kapasitor elektrolit memiliki polaritas positif dan negatif, mereka tidak dapat dihubungkan terbalik saat digunakan di sirkuit. Di sirkuit catu daya, kutub positif kapasitor elektrolit dihubungkan ke terminal keluaran catu daya ketika tegangan positif dikeluarkan, dan kutub negatif dihubungkan ke tanah; ketika tegangan negatif adalah keluaran, kutub negatif dihubungkan ke terminal keluaran, dan kutub positif di-ground. Ketika polaritas kapasitor filter dalam rangkaian catu daya dibalik, efek penyaringan kapasitor sangat berkurang, di satu sisi, tegangan keluaran catu daya berfluktuasi, dan di sisi lain, kapasitor elektrolitik, yang setara dengan resistor, memanas karena catu daya terbalik. Ketika tegangan balik melebihi nilai tertentu, resistansi kebocoran balik kapasitor akan menjadi sangat kecil, sehingga kapasitor akan meledak dan rusak karena terlalu panas dalam waktu singkat setelah dihidupkan.
2. Tegangan yang diterapkan pada kedua ujung kapasitor elektrolitik tidak boleh melebihi tegangan kerja yang diizinkan. Saat mendesain sirkuit aktual, margin tertentu harus disediakan sesuai dengan situasi spesifik. Saat merancang kapasitor filter dari catu daya yang diatur, jika tegangan catu daya AC adalah 220 ~ Tegangan yang diperbaiki dari transformator sekunder dapat mencapai 22V. Pada saat ini, kapasitor elektrolitik dengan tegangan tahan 25V umumnya dapat memenuhi persyaratan. Namun, jika tegangan catu daya AC sangat berfluktuasi dan dapat naik hingga lebih dari 250V, yang terbaik adalah memilih kapasitor elektrolitik dengan tegangan tahan lebih dari 30V.
3. Kapasitor elektrolit tidak boleh dekat dengan elemen pemanas daya tinggi di sirkuit untuk mencegah elektrolit cepat kering akibat pemanasan.
4. Untuk penyaringan sinyal dengan polaritas positif dan negatif, dua kapasitor elektrolitik dapat dihubungkan secara seri dengan polaritas yang sama dengan kapasitor non-polar.
Bagaimana cara menggunakan multimeter untuk mengukur kapasitansi?
Gunakan penunjuk multimeter untuk mengukur kapasitansi. Lihat gambar terlampir: Multimeter tipe pointer dapat digunakan untuk mendeteksi kapasitansi. Dasarnya adalah penghalang listrik multimeter setara dengan catu daya DC dengan resistansi internal, dan kapasitansi dapat diisi. Seiring berjalannya waktu, tegangan melintasi kapasitor secara bertahap meningkat. Arus pengisian secara bertahap berkurang hingga mencapai nol. Langkah
1. Pilih gigi yang sesuai untuk blok listrik. Umumnya, jika kapasitasnya di bawah 0.01uF, pilih roda gigi x10k; tentang 1-10uF, pilih peralatan X1k; di atas 47uF, pilih gigi x100 atau gigi x10.
2. Untuk setiap pengujian, hubung singkat kapasitor dengan kabel, lalu lakukan pengujian berikutnya setelah pengosongan.
3. Kapasitor elektrolit memiliki polaritas, dan elektroda positif memiliki potensi lebih tinggi daripada elektroda negatif selama penggunaan. Karena kabel uji hitam dihubungkan ke elektroda positif baterai di jam tangan, kabel uji hitam dihubungkan ke elektroda positif kapasitor elektrolitik, dan kabel uji merah dihubungkan ke elektroda negatif kapasitor. Performa kapasitansi yang baik adalah penunjuk membelokkan - ke bawah selama pendeteksian, dan kemudian secara bertahap kembali ke posisi nol mekanis (yaitu, resistansi tidak terbatas).
Defleksi penunjuk terkait dengan kapasitas listrik dan penghalang listrik, dan semakin besar kapasitasnya, semakin besar defleksinya. Dalam praktiknya, perhatikan aturan dan kumpulkan data. Metode penyesuaian nol mekanis kepala meteran adalah dengan menggunakan obeng pipih untuk menyelaraskan takik penyesuaian nol mekanis pada kepala meteran saat pena meteran tidak disingkat atau untuk mengukur perangkat apa pun, dan putar ke kiri dan kanan untuk membuat meteran penunjuk menunjuk ke nol. Kinerja kapasitor yang kehilangan kapasitasnya adalah penunjuk deteksi tidak dibelokkan dan tidak perlu dikosongkan. Kinerja kapasitor yang kehilangan sebagian kapasitasnya adalah, dibandingkan dengan kapasitor standar, defleksi penunjuk tidak pada tempatnya. Itu dapat dinilai berdasarkan pengalaman atau dengan mengacu pada kapasitor standar dengan kapasitas yang sama dan sesuai dengan amplitudo maksimum ayunan penunjuk.
Kapasitor referensi tidak harus memiliki nilai tegangan tahan yang sama, asalkan kapasitasnya sama. Misalnya, untuk memperkirakan kapasitor 100uF/250V, kapasitor 100uF/25V dapat digunakan sebagai referensi terlebih dahulu, selama amplitudo maksimum ayunan pointer sama, dapat disimpulkan bahwa kapasitasnya sama. Kinerja kapasitansi bocor adalah bahwa penunjuk tidak dapat kembali ke posisi nol mekanis (yaitu, resistansi tidak terbatas). Perlu dicatat bahwa ada kebocoran kapasitor elektrolitik lebih besar atau lebih kecil, kebocoran tegangan tahan rendah besar, dan kebocoran tegangan tahan tinggi kecil; gunakan x10k untuk mengukur kebocoran, dan gunakan blok di bawah xlk untuk mengukur kebocoran untuk menentukan apakah kapasitor bocor.
Untuk kapasitor di atas 1000uF, Anda dapat menggunakan blok Rxl0 untuk mengisi daya dengan cepat terlebih dahulu, dan pertama-tama perkirakan kapasitas kapasitor, lalu ubah ke blok Rxlk untuk melanjutkan pengukuran untuk sementara waktu. Pada saat ini, penunjuk tidak boleh kembali, tetapi harus berhenti pada atau sangat dekat dengan tak terhingga, jika tidak, mungkin ada kebocoran. Untuk beberapa kapasitor di bawah puluhan mikrofarad, setelah blok Rxlk terisi penuh, gunakan blok Rx10k untuk melanjutkan pengukuran, dan jarum harus berhenti hingga tak terhingga dan tidak kembali. Kecuali untuk kapasitor elektrolitik, tegangan tahan keramik, poliester, kertas metalisasi, dan kapasitor monolitik lebih besar dari 40V. Tes dengan multimeter, tidak peduli blok mana, kapasitor yang baik tidak boleh bocor. Untuk mengukur kapasitor berkapasitas kecil dengan multimeter, efek amplifikasi dari trioda NPN silikon berdaya rendah dapat digunakan, dan metodenya ditunjukkan pada Gambar 1(f). Gunakan resistor Rxlk untuk memblokir, ujung uji hitam dihubungkan ke kolektor, ujung uji merah dihubungkan ke emitor, sentuh kapasitor kecil ke kolektor, dan penunjuk harus dibelokkan. Prinsipnya adalah ketika kapasitor diisi, arus pengisian menyuntikkan arus basis ke basis, dan arus ini diperkuat oleh triode, dan defleksi penunjuk lebih jelas.
