כיצד פועלים קבלים קרמיים וקבלים אלקטרוליטיים
בתהליך תכנון המעגל, נעשה שימוש בקבלים לסינון. לעיתים משתמשים בקבלים אלקטרוליטיים ולעיתים משתמשים בקבלים קרמיים. לפעמים משתמשים בשניהם. ברצוני לשאול: מה התפקיד של שימוש בקבלים אלקטרוליטיים? מה התפקיד של שימוש בקבלים קרמיים רגילים? כיצד לחשב את גודל הקיבולת שלו? כיצד לבחור ולקבוע את מתח העמידות של קבלים אלקטרוליטיים? באילו מקרים יש להשתמש בקבלים אלקטרוליטיים, באילו מקרים יש להשתמש בקבלים קרמיים ובאילו מקרים יש להשתמש בשניהם? הוזכר בגרסה הישנה של הספר האלקטרוני האנלוגי שיש נוסחה מיוחדת לחישוב גודל ערך הקבל, אבל לכמה ICs וכדומה יש תקנות כיצד להתאים את הקבל בגיליון הנתונים שלו, אני מקווה שזה יכול עוזר לך.
קבלים אלקטרוליטיים וקבלים קרמיים משמשים בדרך כלל בין ספק הכוח של ה-IC והאדמה כדי למלא תפקיד סינון. הקבלים הקרמיים משמשים לבד לניתוק. השימוש בו מוסבר באופן כללי ב-IC. רלוונטי, קח את 0.01uf עבור קרמיקה.
אם אני רוצה להחליף קבל מסוים בקבל אחר, האם אני צריך לספק גם את הקיבולת וגם לעמוד במתח? לפעמים, קשה למצוא את הטוב משני העולמות. האם ניתן לוותר על אחד מהם בשלב זה?
טווח קבלי המסנן רחב מדי, הנה דיבור קצר על קבל מעקף הכוח (ניתוק החיבור).
הבחירה של קבל המסנן תלויה אם אתה משתמש בו בספק הכוח המקומי או בספק הכוח העולמי. עבור ספק הכוח המקומי, זה למלא את התפקיד של אספקת חשמל חולפת. למה להוסיף קבלים כדי לספק חשמל? הסיבה לכך היא שהדרישה הנוכחית של המכשיר משתנה במהירות עם הדרישה המניעה (כגון בקר ה-DDR), ובדיון בטווח התדרים הגבוהים, יש להתייחס לפרמטרי ההפצה של המעגל. עקב קיומה של השראות המפוזרת, נמנע השינוי הדרסטי של הזרם, והמתח על פין אספקת החשמל של השבב מופחת - כלומר נוצר הרעש. יתרה מכך, לספק הכוח המשוב הנוכחי יש זמן תגובה - כלומר, הוא לא יבצע התאמות עד שתנודת המתח תתרחש במשך תקופה מסוימת (בדרך כלל רמת ms או us). עבור שינוי הביקוש הנוכחי של רמת ns, סוג זה של ההשהיה יוצר גם את הרעש בפועל. לכן, תפקידו של הקבל הוא לספק מסלול תגובה אינדוקטיבית (עכבה) נמוכה כדי לענות על השינויים המהירים בביקוש הנוכחי.
בהתבסס על התיאוריה לעיל, יש לחשב את חישוב הקיבול לפי האנרגיה שהקבל יכול לספק לשינוי הזרם. בעת בחירת סוג הקבל, אתה צריך לשקול את השראות הטפילית שלו - כלומר, השראות הטפילית צריכה להיות קטנה יותר מההשראות המפוזרת של נתיב הכוח.
דיון בנושאים חייב להתחיל מהמהות. קודם כל, אתה בוודאי יודע שקבלים הם בידוד DC, בעוד שמשרנים הם ההיפך. כולם מבוססים על עקרונות בסיסיים. בשלב זה, לקבל יש את שתי הפונקציות הנפוצות ביותר. האחת היא לבודד DC בין קטבים. יש אנשים שקוראים לזה גם קבל צימוד מכיוון שהוא מבודד DC, אבל הוא צריך להעביר אותות AC. נתיב ה-DC מוגבל בין מספר שלבים, מה שיכול לפשט את החישוב המאוד מסובך של נקודת הפעולה, והשני הוא סינון. בעצם שני אלה. כצימוד, ערך הקבל אינו נדרש בהחלט, כל עוד העכבה שלו אינה גדולה מדי, כך שהנחתת האות גדולה מדי.
אבל עבור האחרון, זה צריך להיחשב מנקודת המבט של המסנן. לדוגמה, סינון אספקת החשמל בקצה הקלט דורש סינון של רעשי תדר נמוך (כגון תדר חשמל) ורעש בתדר גבוה, ולכן יש להשתמש בו בו-זמנית. קבלים גדולים וקבלים קטנים. יש אנשים שיגידו, עם קבל גדול, למה אתה צריך אחד קטן? הסיבה לכך היא שהקיבול הגדול, השראות הגדולה בגלל הלוח הגדול וקצה הפין, לא פועלים עבור תדרים גבוהים. קבלים קטנים הם בדיוק ההיפך. ניתן להשתמש בגודל כדי לקבוע את הקיבול. באשר למתח העמידות, עליו להיות מרוצה בכל עת, אחרת הוא יתפוצץ. גם עבור קבלים לא אלקטרוליטיים, לפעמים הוא לא מתפוצץ, וגם הביצועים שלו מופחתים. זה יותר מדי לדבר עליו, בוא נדבר על זה קודם. כולם פונקציות סינון. הקבל האלקטרוליטי מאלומיניום בעל קיבולת גדולה יחסית והוא משמש בעיקר לביטול הפרעות בתדר נמוך. הקיבולת היא כ-1mA זרם המקביל ל-2~3μf, אם הדרישה גבוהה מדי, 1mA יכול להתאים ל-5~6μf. קבלים לא קוטביים משמשים לסינון אותות בתדר גבוה. רוב הזמן הוא משמש לבד, הוא משמש להסרת שורש הלוטוס. לפעמים זה יכול לשמש במקביל עם קבלים אלקטרוליטיים. מאפייני התדר הגבוה של קבלים קרמיים טובים יותר, אבל בתדר מסוים (בערך 6MHz, אני לא זוכר בבירור), הקיבולת יורדת במהירות.
תפקידם של קבלים אלקטרוליטיים ואמצעי זהירות לשימוש
1. תפקידם של קבלים אלקטרוליטיים במעגלים
1. אפקט סינון. במעגל אספקת החשמל, מעגל המיישר הופך את ה-AC ל-DC פועם, וקבל אלקטרוליטי בעל קיבולת גדולה מחובר לאחר מעגל המיישר, ומתח ה-DC הפועם המיושר הופך למתח DC יציב יחסית. בפועל, על מנת למנוע ממתח אספקת החשמל של כל חלק במעגל להשתנות עקב שינויי עומס, קבלים אלקטרוליטיים של עשרות עד מאות מיקרופארד מחוברים בדרך כלל לקצה המוצא של ספק הכוח ולקצה כניסת הכוח של המתח. לִטעוֹן. מכיוון שלקבלים אלקטרוליטיים בעלי קיבולת גדולה יש בדרך כלל השראות מסוימת ואינם יכולים לסנן ביעילות אותות של הפרעות בתדר גבוה ודופק, קבל בעל קיבולת של 0.001--0.lpF מחובר במקביל בשני הקצוות לסנן אותות בתדר גבוה. והפרעות דופק.
2. אפקט צימוד: בתהליך השידור וההגברה של אותות בתדר נמוך, על מנת למנוע מנקודות ההפעלה הסטטיות של המעגלים הקדמיים והאחוריים להשפיע זה על זה, נעשה שימוש לרוב בצימוד קיבולי. על מנת למנוע אובדן מופרז של רכיבים בתדר נמוך באות, משתמשים בדרך כלל בקבלים אלקטרוליטיים בעלי קיבולת גדולה יותר.
שנית, שיטת השיפוט של קבלים אלקטרוליטיים
תקלות נפוצות של קבלים אלקטרוליטיים כוללות הפחתת קיבולת, היעלמות קיבולת, קצר חשמלי דליפה. השינוי בקיבולת נגרם על ידי ייבוש הדרגתי של האלקטרוליט בתוך הקבל האלקטרוליטי במהלך השימוש או ההצבה, כאשר בדרך כלל מתווספים התמוטטות ודליפה. המתח גבוה מדי או שהאיכות עצמה לא טובה. שיפוט איכות קבל אספקת החשמל נמדד בדרך כלל על ידי קובץ ההתנגדות של המולטימטר. השיטה הספציפית היא: קצר את שני הפינים של הקבל לפריקה, והשתמש בכבל הבדיקה השחור של המולטימטר כדי לחבר את האלקטרודה החיובית של הקבל האלקטרוליטי. כבל הבדיקה האדום מחובר לקוטב השלילי (עבור מולטימטר אנלוגי, כבל הבדיקה עובר מודולציה בעת מדידה עם מולטימטר דיגיטלי). בדרך כלל, מחט הבדיקה צריכה להתנדנד לכיוון של התנגדות קטנה, ולאחר מכן לחזור בהדרגה לאינסוף. ככל שתנופת המחט גדולה יותר או מהירות החזרה איטית יותר, כך קיבולת הקבל גדולה יותר, ולהיפך, הקיבולת של הקבל קטנה יותר. אם המצביע לא משתנה איפשהו באמצע, זה אומר שהקבל דולף. אם ערך חיווי ההתנגדות קטן או אפסי, זה אומר שהקבל נשבר וקצר. מכיוון שמתח הסוללה המשמש את המולטימטר הוא בדרך כלל נמוך מאוד, מדויק יותר למדוד את הקבל עם מתח עמידה נמוך. כאשר מתח העמידות של הקבל גבוה, למרות שהמדידה תקינה, תיתכן דליפה או הלם כאשר מתח גבוה נוסף. תופעת בלאי.
3. אמצעי זהירות לשימוש בקבלים אלקטרוליטיים
1. מכיוון שלקבלים אלקטרוליטיים יש קוטביות חיובית ושליליות, לא ניתן לחבר אותם הפוך כאשר משתמשים במעגלים. במעגל אספקת החשמל, הקוטב החיובי של הקבל האלקטרוליטי מחובר למסוף המוצא של ספק הכוח כאשר המתח החיובי יוצא, והקוטב השלילי מחובר לאדמה; כאשר המתח השלילי יוצא, הקוטב השלילי מחובר למסוף המוצא, והקוטב החיובי מוארק. כאשר הקוטביות של קבל המסנן במעגל אספקת החשמל מתהפכת, אפקט הסינון של הקבל מצטמצם מאוד, מצד אחד מתח המוצא של ספק הכוח משתנה, ומצד שני הקבל האלקטרוליטי, אשר שווה לנגד, מתחמם עקב אספקת חשמל הפוכה. כאשר המתח ההפוך חורג מערך מסוים, התנגדות הדליפה ההפוכה של הקבל תהיה קטנה מאוד, כך שהקבל יתפוצץ ויפגע עקב התחממות יתר לזמן קצר לאחר הדלקה.
2. המתח המופעל על שני קצוות הקבל האלקטרוליטי אינו יכול לחרוג ממתח העבודה המותר שלו. בעת תכנון המעגל בפועל, יש לשמור מרווח מסוים בהתאם למצב הספציפי. בעת תכנון קבל המסנן של ספק הכוח המוסדר, אם מתח אספקת החשמל AC הוא 220~ המתח המיושר של המשני של השנאי יכול להגיע ל-22V. בשלב זה, הקבל האלקטרוליטי עם מתח עמידה של 25V יכול בדרך כלל לעמוד בדרישות. עם זאת, אם מתח אספקת החשמל משתנה מאוד ועשוי לעלות ליותר מ-250V, עדיף לבחור קבל אלקטרוליטי בעל מתח עמידה של יותר מ-30V.
3. קבלים אלקטרוליטים לא צריכים להיות קרובים לגופי חימום בעלי הספק גבוה במעגל כדי למנוע מהאלקטרוליט להתייבש במהירות עקב חימום.
4. לסינון אותות עם קוטביות חיובית ושליליה, ניתן לחבר שני קבלים אלקטרוליטיים בסדרה עם אותה קוטביות כמו קבל לא קוטבי.
כיצד להשתמש במולטימטר למדידת קיבול?
השתמש במולטימטר המצביע כדי למדוד את הקיבול. ראה את התמונה המצורפת: ניתן להשתמש במולטימטר מסוג מצביע כדי לזהות את הקיבול. הבסיס הוא שהמחסום החשמלי של המולטימטר שווה ערך לספק כוח DC עם התנגדות פנימית, וניתן לטעון את הקיבול. ככל שעובר הזמן, המתח על פני הקבל עולה בהדרגה. זרם הטעינה יורד בהדרגה עד שהוא מגיע לאפס. שלבים
1. בחרו את הציוד המתאים לבלוק החשמלי. בדרך כלל, אם הקיבולת נמוכה מ-0.01uF, בחר הילוך x10k; על 1-10uF, בחר הילוך X1k; מעל 47uF, בחר ציוד x100 או ציוד x10.
2. עבור כל בדיקה, קצר את הקבל עם חוט, ולאחר מכן בצע את הבדיקה הבאה לאחר הפריקה.
3. קבלים אלקטרוליטיים הם בעלי קוטביות, ולאלקטרודה החיובית פוטנציאל גבוה יותר מהאלקטרודה השלילית במהלך השימוש. מכיוון שכבל הבדיקה השחור מחובר לאלקטרודה החיובית של הסוללה בשעון, כבל הבדיקה השחור מחובר לאלקטרודה החיובית של הקבל האלקטרוליטי, וכבל הבדיקה האדום מחובר לאלקטרודה השלילית של הקבל. ביצועי קיבול טובים הם שהמצביע סוטה - מטה במהלך הזיהוי, ואז חוזר בהדרגה למצב האפס המכני (כלומר, ההתנגדות היא אינסופית).
הסטייה של המצביע קשורה לקיבולת החשמלית ולמחסום החשמלי, וככל שהקיבולת גדולה יותר, הסטייה גדולה יותר. בפועל, שימו לב לכללים וצברו נתונים. שיטת ההתאמה של האפס המכני של ראש המונה היא להשתמש במברג שטוח כדי ליישר את חריץ כוונון האפס המכני על ראש המונה כאשר עט המונה אינו מקוצר או כדי למדוד שום מכשיר, ולסובב שמאלה וימינה כדי ליצור את המונה מצביע לאפס. הביצועים של הקבל שאיבד את קיבולתו הוא שמצביע הזיהוי אינו מוסט ואין צורך לפרוק אותו. הביצועים של הקבל המאבד חלק מהקיבולת הם שבהשוואה לקבל הסטנדרטי, הסטת המצביע אינה במקום. ניתן לשפוט אותו על פי ניסיון או על ידי התייחסות לקבל הסטנדרטי של אותה קיבולת ועל פי המשרעת המקסימלית של נדנדת המצביע.
קבל הייחוס לא חייב להיות בעל אותו ערך מתח עמידה, כל עוד הקיבולת זהה. לדוגמה, כדי להעריך קבל של 100uF/250V, קבל של 100uF/25V יכול לשמש תחילה כאסמכתא, כל עוד המשרעת המקסימלית של נדנדת המצביע זהה, ניתן להסיק שהקיבולת זהה. הביצועים של קיבול דליפה הם שהמצביע לא יכול לחזור למצב האפס המכני (כלומר, ההתנגדות היא אינסופית). יש לציין כי קיימת דליפה של קבלים אלקטרוליטיים גדולים או קטנים יותר, הדליפה של מתח עמידה נמוך היא גדולה, והדליפה של מתח עמידה גבוה קטנה; השתמש ב-x10k כדי למדוד את הדליפה, והשתמש בבלוק מתחת ל-xlk כדי למדוד את הדליפה כדי לקבוע אם הקבל דולף.
עבור קבלים מעל 1000uF, אתה יכול להשתמש בבלוק Rxl0 כדי לטעון אותו במהירות תחילה, ובהתחלה להעריך את הקיבולת של הקבל, ולאחר מכן לשנות לבלוק Rxlk כדי להמשיך את המדידה לזמן מה. בשלב זה, המצביע לא צריך לחזור, אלא צריך לעצור בשעה או קרוב מאוד לאינסוף, אחרת עלולה להיות דליפה. עבור חלק מהקבלים מתחת לעשרות מיקרופאראד, לאחר שהגוש Rxlk נטען במלואו, השתמש בבלוק Rx10k כדי להמשיך במדידה, והמחט אמורה לעצור באינסוף ולא לחזור. למעט קבלים אלקטרוליטיים, מתח העמידות של קרמיקה, פוליאסטר, נייר מתכת וקבלים מונוליטיים גדול מ-40V. בדוק עם מולטימטר, לא משנה איזה בלוק, קבל טוב לא צריך לדלוף. כדי למדוד קבלים בעלי קיבולת קטנה עם מולטימטר, ניתן להשתמש באפקט ההגברה של טריודות סיליקון NPN בעלות הספק נמוך, והשיטה מוצגת באיור 1(ו). השתמש בנגד Rxlk כדי לחסום, כבל הבדיקה השחור מחובר לקולט, כבל הבדיקה האדום מחובר לפולט, גע בקבל הקטן לקולט, ויש להסיט את המצביע. העיקרון הוא שכאשר הקבל נטען, זרם הטעינה מחדיר את זרם הבסיס לבסיס, וזרם זה מוגבר על ידי הטריודה, והסטת המצביע ברורה יותר.
