Tụ gốm và tụ điện điện phân hoạt động như thế nào
Trong quá trình thiết kế mạch, tụ điện được sử dụng để lọc. Đôi khi sử dụng tụ điện điện phân và đôi khi sử dụng tụ gốm. Đôi khi cả hai đều được sử dụng. Tôi muốn hỏi: vai trò của việc sử dụng tụ điện là gì? Chức năng của việc sử dụng tụ gốm thông thường là gì? Làm thế nào để tính toán kích thước của công suất của nó? Cách chọn và xác định điện áp chịu đựng của tụ điện? Trường hợp nào nên sử dụng tụ điện, trường hợp nào nên sử dụng tụ gốm và trường hợp nào nên sử dụng cả hai? Phiên bản cũ của sách điện tử tương tự đã đề cập rằng có một công thức đặc biệt để tính kích thước của giá trị tụ điện, nhưng một số IC và những thứ tương tự có quy định về cách đấu tụ điện trong Datasheet của nó, tôi hy vọng nó có thể giúp bạn.
Tụ điện và tụ gốm thường được sử dụng giữa nguồn điện của IC và mặt đất để đóng vai trò lọc. Các tụ gốm được sử dụng một mình để tách rời. Việc sử dụng nó thường được giải thích trong IC. Có liên quan, lấy 0.01uf cho gốm sứ.
Nếu muốn thay một tụ điện nào đó bằng một tụ điện khác thì có phải đáp ứng cả dung lượng và điện áp chịu đựng không? Đôi khi, thật khó để tìm ra điều tốt nhất của cả hai thế giới. Có thể từ bỏ một trong số họ tại thời điểm này?
Phạm vi tụ lọc quá rộng, ở đây nói sơ qua về tụ bù nguồn (tách rời).
Việc lựa chọn tụ lọc phụ thuộc vào việc bạn sử dụng nó trong nguồn điện cục bộ hay nguồn điện toàn cầu. Đối với nguồn điện cục bộ, nó đóng vai trò cung cấp điện tạm thời. Tại sao thêm tụ điện để cung cấp năng lượng? Đó là do nhu cầu hiện tại của thiết bị thay đổi nhanh chóng theo nhu cầu điều khiển (chẳng hạn như bộ điều khiển DDR) và trong cuộc thảo luận về dải tần số cao, các tham số phân phối của mạch phải được xem xét. Do sự tồn tại của điện cảm phân tán, sự thay đổi mạnh mẽ của dòng điện bị ngăn chặn và điện áp trên chân cấp nguồn của chip bị giảm - nghĩa là nhiễu được hình thành. Hơn nữa, nguồn cung cấp năng lượng phản hồi hiện tại có thời gian phản ứng - nghĩa là nó sẽ không thực hiện điều chỉnh cho đến khi dao động điện áp xảy ra trong một khoảng thời gian (thường là mức ms hoặc us). Đối với sự thay đổi nhu cầu hiện tại của mức ns, loại Độ trễ này cũng tạo thành tiếng ồn thực tế. Do đó, vai trò của tụ điện là cung cấp tuyến điện kháng (trở kháng) cảm ứng thấp để đáp ứng những thay đổi nhanh chóng của nhu cầu hiện tại.
Dựa trên lý thuyết trên, việc tính toán điện dung nên được tính theo năng lượng mà tụ điện có thể cung cấp cho sự thay đổi dòng điện. Khi chọn loại tụ điện, bạn cần xem xét độ tự cảm ký sinh của nó—tức là độ tự cảm ký sinh phải nhỏ hơn độ tự cảm phân bố của đường dẫn điện.
Bàn luận vấn đề phải bắt đầu từ thực chất. Đầu tiên chắc các bạn cũng biết tụ điện là dòng cách ly một chiều còn cuộn cảm thì ngược lại. Tất cả đều dựa trên những nguyên tắc cơ bản. Lúc này, tụ điện có hai chức năng phổ biến nhất. Một là cách ly DC giữa các cực. Một số người cũng gọi nó là tụ điện ghép nối vì nó cách ly DC, nhưng nó cần truyền tín hiệu AC. Đường dẫn DC bị giới hạn giữa một số giai đoạn, điều này có thể đơn giản hóa việc tính toán điểm vận hành rất phức tạp và thứ hai là lọc. Về cơ bản hai. Là một khớp nối, giá trị của tụ điện không được yêu cầu nghiêm ngặt, miễn là trở kháng của nó không quá lớn, do đó độ suy giảm tín hiệu quá lớn.
Nhưng đối với cái sau, nó cần được xem xét từ quan điểm của bộ lọc. Ví dụ: bộ lọc nguồn điện ở đầu vào yêu cầu lọc nhiễu tần số thấp (chẳng hạn như tần số nguồn) và nhiễu tần số cao, vì vậy nó cần được sử dụng đồng thời. Tụ điện lớn và tụ điện nhỏ. Một số người sẽ nói, với một tụ điện lớn, tại sao bạn cần một cái nhỏ? Điều này là do điện dung lớn, độ tự cảm lớn do tấm lớn và đầu pin, không hoạt động ở tần số cao. Tụ điện nhỏ thì ngược lại. Kích thước có thể được sử dụng để xác định điện dung. Đối với điện áp chịu đựng, nó phải luôn được đáp ứng, nếu không nó sẽ phát nổ. Ngay cả đối với tụ không điện, đôi khi nó không nổ và hiệu suất của nó cũng bị giảm. Nói thì nhiều quá, nói về nó trước đã. Chúng đều là các chức năng lọc. Tụ điện nhôm có công suất tương đối lớn và chủ yếu được sử dụng để loại bỏ nhiễu tần số thấp. Công suất khoảng 1mA dòng tương ứng với 2~3μf, nếu yêu cầu cao quá thì 1mA có thể tương ứng với 5~6μf. Tụ điện không phân cực được sử dụng để lọc tín hiệu tần số cao. Hầu hết thời gian nó được sử dụng một mình, nó được sử dụng để loại bỏ củ sen. Đôi khi nó có thể được sử dụng song song với các tụ điện. Đặc tính tần số cao của tụ gốm tốt hơn, nhưng ở một tần số nhất định (khoảng 6 MHz, tôi không thể nhớ rõ), dung lượng giảm nhanh chóng.
Vai trò của tụ điện và lưu ý khi sử dụng
1. Vai trò của tụ điện trong mạch điện
1. Hiệu ứng lọc. Trong mạch cung cấp điện, mạch chỉnh lưu biến AC thành DC xung và tụ điện điện phân công suất lớn được kết nối sau mạch chỉnh lưu và điện áp DC xung được chỉnh lưu trở thành điện áp DC tương đối ổn định. Trong thực tế, để ngăn điện áp nguồn của từng phần của mạch thay đổi do thay đổi tải, các tụ điện từ hàng chục đến hàng trăm microfarad thường được kết nối với đầu ra của nguồn điện và đầu vào nguồn của nguồn điện. trọng tải. Do các tụ điện dung lượng lớn thường có độ tự cảm nhất định và không thể lọc hiệu quả các tín hiệu nhiễu xung và tần số cao, nên một tụ điện có dung lượng 0.001--0.lpF được kết nối song song ở cả hai đầu để lọc các tín hiệu tần số cao. và nhiễu xung.
2. Hiệu ứng khớp nối: Trong quá trình truyền và khuếch đại tín hiệu tần số thấp, để ngăn các điểm vận hành tĩnh của mạch trước và sau ảnh hưởng lẫn nhau, người ta thường sử dụng khớp nối điện dung. Để tránh mất quá nhiều thành phần tần số thấp trong tín hiệu, các tụ điện điện phân có công suất lớn hơn thường được sử dụng.
Thứ hai, phương pháp đánh giá tụ điện
Các lỗi phổ biến của tụ điện bao gồm giảm dung lượng, mất dung lượng, đoản mạch và rò rỉ. Sự thay đổi công suất là do chất điện phân bên trong tụ điện bị khô dần trong quá trình sử dụng hoặc lắp đặt, trong khi sự cố và rò rỉ thường được thêm vào. Điện áp quá cao hoặc bản thân chất lượng không tốt. Đánh giá chất lượng của tụ điện cấp nguồn thường được đo bằng tệp điện trở của đồng hồ vạn năng. Phương pháp cụ thể là: làm ngắn mạch hai chân của tụ điện để phóng điện và sử dụng đầu thử nghiệm màu đen của đồng hồ vạn năng để kết nối điện cực dương của tụ điện điện phân. Dây đo màu đỏ được kết nối với cực âm (đối với đồng hồ vạn năng analog, dây đo được điều biến liên tục khi đo bằng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số). Thông thường, kim kiểm tra sẽ xoay theo hướng có lực cản nhỏ, sau đó dần dần quay trở lại vô cực. Độ quay của kim càng lớn hoặc tốc độ trở về càng chậm thì dung lượng của tụ điện càng lớn và ngược lại dung lượng của tụ điện càng nhỏ. Nếu con trỏ không thay đổi ở đâu đó ở giữa, điều đó có nghĩa là tụ điện bị rò rỉ. Nếu giá trị chỉ thị điện trở nhỏ hoặc bằng 0, điều đó có nghĩa là tụ điện đã bị hỏng và bị đoản mạch. Bởi vì điện áp của pin được sử dụng bởi đồng hồ vạn năng nói chung là rất thấp, nên việc đo tụ điện với điện áp chịu đựng thấp sẽ chính xác hơn. Khi điện áp chịu đựng của tụ điện cao, mặc dù phép đo diễn ra bình thường, nhưng có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ hoặc sốc khi thêm điện áp cao. hiện tượng mòn.
3. Thận trọng khi sử dụng tụ điện
1. Vì tụ điện phân có cực dương và cực âm nên không thể nối ngược chúng khi sử dụng trong mạch. Trong mạch cấp nguồn, cực dương của tụ điện điện phân được nối với cực đầu ra của nguồn điện khi điện áp dương được xuất ra và cực âm được nối với đất; khi điện áp âm là đầu ra, cực âm được kết nối với cực đầu ra và cực dương được nối đất. Khi đảo cực của tụ lọc trong mạch cấp nguồn, hiệu quả lọc của tụ điện giảm đi rất nhiều, một mặt, điện áp đầu ra của nguồn điện dao động, mặt khác, tụ điện bị phân cực. tương đương với một điện trở, nóng lên do nguồn điện ngược. Khi điện áp ngược vượt quá một giá trị nhất định, điện trở rò rỉ ngược của tụ điện sẽ trở nên rất nhỏ, do đó tụ điện sẽ bị nổ và hư hỏng do quá nóng trong một thời gian ngắn sau khi bật nguồn.
2. Điện áp đặt vào hai đầu tụ điện không được vượt quá điện áp làm việc cho phép của nó. Khi thiết kế mạch thực tế, nên dành một lề nhất định theo tình huống cụ thể. Khi thiết kế tụ lọc của nguồn điện quy định, nếu điện áp nguồn AC là 220 ~ Điện áp chỉnh lưu thứ cấp của máy biến áp có thể đạt 22V. Tại thời điểm này, tụ điện điện phân có điện áp chịu được 25V thường có thể đáp ứng các yêu cầu. Tuy nhiên, nếu điện áp nguồn AC dao động lớn và có thể tăng lên hơn 250V, tốt nhất nên chọn tụ điện có điện áp chịu được trên 30V.
3. Không nên để các tụ điện điện phân gần các bộ phận sinh nhiệt công suất cao trong mạch để tránh chất điện phân bị nóng lên nhanh chóng.
4. Để lọc các tín hiệu có cực âm và dương, hai tụ điện điện phân có thể mắc nối tiếp với cùng cực như một tụ điện không phân cực.
Làm thế nào để sử dụng một vạn năng để đo điện dung?
Sử dụng đồng hồ vạn năng con trỏ để đo điện dung. Xem hình đính kèm: Đồng hồ vạn năng loại con trỏ có thể được sử dụng để phát hiện điện dung. Cơ sở là rào cản điện của đồng hồ vạn năng tương đương với nguồn điện một chiều có điện trở trong và điện dung có thể được sạc. Theo thời gian, hiệu điện thế trên tụ điện tăng dần. Dòng sạc giảm dần cho đến khi bằng không. bước
1. Chọn bánh răng thích hợp cho khối điện. Nói chung, nếu công suất dưới 0.01uF, hãy chọn thiết bị x10k; về 1-10uF, chọn thiết bị X1k; trên 47uF, chọn bánh răng x100 hoặc bánh răng x10.
2. Đối với mỗi lần kiểm tra, hãy làm ngắn mạch tụ điện bằng một sợi dây, sau đó thực hiện lần kiểm tra tiếp theo sau khi phóng điện.
3. Tụ điện có phân cực, điện cực dương có điện thế cao hơn điện cực âm trong quá trình sử dụng. Vì dây thử màu đen được nối với cực dương của pin trong đồng hồ, nên dây thử màu đen được nối với cực dương của tụ điện và dây thử màu đỏ được nối với điện cực âm của tụ điện. Hiệu suất điện dung tốt là con trỏ lệch xuống trong quá trình phát hiện, sau đó dần dần trở về vị trí số 0 cơ học (nghĩa là điện trở là vô hạn).
Độ lệch của con trỏ có liên quan đến công suất điện và rào cản điện, công suất càng lớn thì độ lệch càng lớn. Trong thực tế, hãy chú ý đến các quy tắc và tích lũy dữ liệu. Phương pháp điều chỉnh điểm không cơ học của đầu đồng hồ là sử dụng tuốc nơ vít phẳng để căn chỉnh rãnh điều chỉnh điểm không cơ học trên đầu đồng hồ khi bút đồng hồ không bị chập cũng như không đo bất kỳ thiết bị nào và xoay trái và phải để tạo đồng hồ con trỏ trỏ về không. Hiệu suất của tụ điện bị mất dung lượng là con trỏ phát hiện không bị lệch và không cần phải xả. Hiệu suất của tụ điện bị mất một phần công suất là so với tụ điện tiêu chuẩn, độ lệch con trỏ không được đặt đúng chỗ. Nó có thể được đánh giá bằng kinh nghiệm hoặc bằng cách tham khảo tụ điện tiêu chuẩn có cùng công suất và theo biên độ cực đại của con trỏ xoay.
Tụ điện tham chiếu không nhất thiết phải có cùng giá trị điện áp chịu đựng, miễn là dung lượng giống nhau. Ví dụ: để ước tính tụ điện 100uF/250V, trước tiên có thể sử dụng tụ điện 100uF/25V làm tham chiếu, miễn là biên độ xoay con trỏ tối đa là như nhau, thì có thể kết luận rằng dung lượng là như nhau. Hiệu suất của điện dung rò rỉ là con trỏ không thể quay trở lại vị trí 0 cơ học (nghĩa là điện trở là vô hạn). Cần lưu ý rằng có sự rò rỉ của tụ điện điện phân lớn hơn hoặc nhỏ hơn, rò rỉ điện áp chịu được thấp là lớn và rò rỉ điện áp chịu được cao là nhỏ; sử dụng x10k để đo rò rỉ và sử dụng khối bên dưới xlk để đo rò rỉ để xác định xem tụ điện có bị rò rỉ hay không.
Đối với các tụ điện trên 1000uF, bạn có thể sử dụng khối Rxl0 để sạc nhanh trước và ước tính ban đầu dung lượng của tụ điện, sau đó chuyển sang khối Rxlk để tiếp tục đo trong một thời gian. Tại thời điểm này, con trỏ không được quay lại mà phải dừng lại ở hoặc rất gần với vô cực, nếu không có thể xảy ra rò rỉ. Đối với một số tụ điện dưới hàng chục microfarad, sau khi khối Rxlk được sạc đầy, hãy sử dụng khối Rx10k để tiếp tục phép đo và kim sẽ dừng ở vô cực và không quay trở lại. Ngoại trừ tụ điện, điện áp chịu được của gốm, polyester, giấy kim loại và tụ điện nguyên khối lớn hơn 40V. Kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng, bất kể khối nào, tụ điện tốt không bị rò rỉ. Để đo các tụ điện dung lượng nhỏ bằng đồng hồ vạn năng, có thể sử dụng hiệu ứng khuếch đại của các triode NPN silicon công suất thấp và phương pháp này được thể hiện trong Hình 1(f). Sử dụng điện trở Rxlk để chặn, dây kiểm tra màu đen được kết nối với cực thu, dây dẫn kiểm tra màu đỏ được kết nối với bộ phát, chạm vào tụ điện nhỏ với cực thu và con trỏ phải bị lệch. Nguyên tắc là khi tụ điện được sạc, dòng sạc sẽ đưa dòng điện cơ bản vào đế và dòng điện này được khuếch đại bởi triode, và độ lệch của con trỏ rõ ràng hơn.
