Kondenzator je najpogosteje uporabljena naprava pri načrtovanju vezja, je ena od pasivnih komponent, aktivna naprava je preprosto potreba po energijskem (električnem) viru naprave, imenovani aktivna naprava, brez energijskega (električnega) vira naprave je pasivna naprava .
Vloga in uporaba kondenzatorjev je na splošno več vrst, kot so: vloga obvoda, ločevanja, filtriranja, shranjevanja energije; Pri dokončanju nihanja, sinhronizacija in vloga časovne konstante.
Izolacija enosmernega toka: funkcija je preprečiti enosmerni tok skozi in prepustiti izmenični tok.
Bypass (ločitev) : Zagotavlja pot z nizko impedanco za nekatere vzporedne komponente v AC tokokrogu.
Obvodni kondenzator: Obvodni kondenzator, znan tudi kot ločilni kondenzator, je naprava za shranjevanje energije, ki daje energijo napravi. Uporablja frekvenčne impedančne značilnosti kondenzatorja, frekvenčne značilnosti idealnega kondenzatorja, ko se frekvenca poveča, impedanca se zmanjša, tako kot ribnik, lahko naredi izhodno napetost enotno, zmanjša nihanje napetosti obremenitve. Obvodni kondenzator mora biti čim bližje napajalnemu in ozemljitvenemu zatiču bremenske naprave, kar je zahteva glede impedance.
Pri risanju tiskanega vezja bodite še posebej pozorni na dejstvo, da le, ko je v bližini komponente, lahko zaduši dvig potenciala tal in hrup, ki ga povzroča previsoka napetost ali drug prenos signala. Odkrito povedano, AC komponenta enosmernega napajalnika je povezana z napajalnikom preko kondenzatorja, ki ima vlogo čiščenja enosmernega napajalnika. C1 je obvodni kondenzator na naslednji sliki, risba pa mora biti čim bližje IC1.
Ločilni kondenzator: ločilni kondenzator je motnja izhodnega signala kot filtrirnega objekta, ločilni kondenzator je enakovreden bateriji, uporabi njenega polnjenja in praznjenja, tako da ojačenega signala ne bo motila mutacija toka . Njegova zmogljivost je odvisna od frekvence signala in stopnje zatiranja valovanja, ločilni kondenzator pa naj bi imel vlogo "baterije", da bi zadostil spremembam toka pogonskega vezja in se izognil medsebojnim motnjam sklopitve.
Obvodni kondenzator je dejansko ločen, vendar se obvodni kondenzator na splošno nanaša na visokofrekvenčni obvod, to je za izboljšanje visokofrekvenčnega preklopnega hrupa sprožilne poti z nizko impedanco. Visokofrekvenčna obvodna kapacitivnost je na splošno majhna, resonančna frekvenca pa je na splošno 0,1 F, 0,01 F itd. Kapaciteta ločilnega kondenzatorja je na splošno velika, kar je lahko 10 F ali več, odvisno od porazdeljenih parametrov v vezju in sprememba pogonskega toka.
Razlika med njima: obvod je filtriranje motenj v vhodnem signalu kot objektu, ločevanje pa filtriranje motenj v izhodnem signalu kot objektu, da se prepreči vrnitev interferenčnega signala v napajalnik.
Spajanje: Deluje kot povezava med dvema vezjema, ki omogoča, da AC signali prehajajo skozi in se prenašajo v vezje naslednje ravni.
Kondenzator se uporablja kot povezovalna komponenta za prenos prvega signala na zadnjo stopnjo in za blokiranje vpliva prejšnjega enosmernega toka na zadnjo stopnjo, tako da je odpravljanje napak v vezju preprosto in delovanje stabilno. Če se ojačitev signala AC ne spremeni brez kondenzatorja, vendar je treba delovno točko na vseh ravneh preoblikovati, je zaradi vpliva sprednje in zadnje stopnje odpravljanje napak delovne točke zelo težko in skoraj nemogoče doseči pri več nivojev.
Filter: To je zelo pomembno za vezje, kondenzator za CPE je v bistvu to vlogo.
To pomeni, da večja kot je frekvenca f, manjša je impedanca Z kondenzatorja. Ko je nizka frekvenca, kapacitivnost C, ker je impedanca Z relativno velika, lahko koristni signali potekajo gladko; Pri visoki frekvenci je kondenzator C že zelo majhen zaradi impedance Z, kar je enakovredno kratkemu stiku visokofrekvenčnega šuma na GND.
Delovanje filtra: idealna kapacitivnost, večja kot je kapacitivnost, manjša je impedanca, večja je frekvenca prehoda. Elektrolitski kondenzatorji so na splošno večji od 1uF, kar ima veliko komponento induktivnosti, zato bo impedanca po visoki frekvenci velika. Pogosto vidimo, da je včasih elektrolitski kondenzator velike kapacitivnosti vzporedno z majhnim kondenzatorjem, pravzaprav velik kondenzator skozi nizko frekvenco, majhna kapacitivnost skozi visoko frekvenco, tako da popolnoma filtrira visoke in nizke frekvence. Višja kot je frekvenca kondenzatorja, večje je slabljenje, kondenzator je kot ribnik, nekaj kapljic vode ni dovolj, da povzroči veliko spremembo v njem, to pomeni, da nihanje napetosti ni pravi čas, ko napetost se lahko blaži.
Slika C2 Temperaturna kompenzacija: Za izboljšanje stabilnosti vezja s kompenzacijo učinka nezadostne temperaturne prilagodljivosti drugih komponent.
Analiza: Ker zmogljivost časovnega kondenzatorja določa frekvenco nihanja linijskega oscilatorja, mora biti zmogljivost časovnega kondenzatorja zelo stabilna in se ne spreminja s spremembo vlažnosti okolja, da bi bila frekvenca nihanja linijski oscilator stabilen. Zato se kondenzatorji s pozitivnimi in negativnimi temperaturnimi koeficienti uporabljajo vzporedno za izvedbo temperaturne komplementacije. Ko se delovna temperatura dvigne, se zmogljivost C1 povečuje, medtem ko se zmogljivost C2 zmanjšuje. Skupna kapaciteta dveh vzporedno povezanih kondenzatorjev je vsota kapacitet dveh kondenzatorjev. Ker se ena zmogljivost povečuje, druga pa zmanjšuje, je skupna zmogljivost v bistvu nespremenjena. Podobno, ko se temperatura zniža, se kapaciteta enega kondenzatorja zmanjša, drugega pa poveča, skupna zmogljivost pa ostane v bistvu nespremenjena, kar stabilizira frekvenco nihanja in doseže namen temperaturne kompenzacije.
Čas: Kondenzator se uporablja v povezavi z uporom za določitev časovne konstante vezja.
Ko vhodni signal preskoči z nizke na visoko, je vezje RC vhodno po medpomnilniku 1. Značilnost polnjenja kondenzatorja povzroči, da signal v točki B ne preskoči takoj z vhodnim signalom, ampak ima proces postopnega naraščanja. Ko je dovolj velik, se medpomnilnik 2 obrne, kar ima za posledico zakasnjen skok z nizke na visoko na izhodu.
Časovna konstanta: Če za primer vzamemo običajno integrirano vezje serije RC, ko se napetost vhodnega signala dovede do vhodnega konca, napetost na kondenzatorju postopoma narašča. Polnilni tok se zmanjšuje z naraščanjem napetosti, upor R in kondenzator C sta zaporedno povezana z vhodnim signalom VI, izhodni signal V0 iz kondenzatorja C, ko vrednost RC (τ) in vhodni kvadratni val širina tW izpolnjuje: τ "tW", to vezje se imenuje integrirano vezje.
Uglaševanje: sistematično uglaševanje frekvenčno odvisnih vezij, kot so mobilni telefoni, radijski sprejemniki in televizijski sprejemniki.
Ker je resonančna frekvenca IC-uglašenega nihajnega vezja funkcija IC, ugotovimo, da se razmerje med največjo in najmanjšo resonančno frekvenco nihajnega vezja spreminja s kvadratnim korenom razmerja kapacitivnosti. Razmerje kapacitivnosti se tukaj nanaša na razmerje med kapacitivnostjo, ko je povratna prednapetost najnižja, in kapacitivnostjo, ko je povratna prednapetost najvišja. Zato je uglasitvena karakteristična krivulja vezja (prednapetostna resonančna frekvenca) v bistvu parabola.
Usmernik: Vklop ali izklop stikalnega elementa s polzaprtim vodnikom ob vnaprej določenem času.
Shranjevanje energije: Shranjevanje električne energije za sprostitev, ko je to potrebno. Na primer bliskavica fotoaparata, oprema za ogrevanje itd.
Na splošno bodo elektrolitski kondenzatorji imeli vlogo shranjevanja energije, za posebne kondenzatorje za shranjevanje energije pa je mehanizem kapacitivnega shranjevanja energije dvoplastni kondenzatorji in Faradayevi kondenzatorji. Njegova glavna oblika je superkondenzatorsko shranjevanje energije, v katerem so superkondenzatorji kondenzatorji, ki uporabljajo princip dvojnih električnih plasti.
Ko se na dve plošči superkondenzatorja uporabi napetost, pozitivna elektroda plošče shrani pozitivni naboj, negativna plošča pa negativni naboj, kot pri običajnih kondenzatorjih. Pod električnim poljem, ki ga ustvari naboj na obeh ploščah superkondenzatorja, se na vmesniku med elektrolitom in elektrodo oblikuje nasprotni naboj, da se uravnoteži notranje električno polje elektrolita.
Ta pozitivni in negativni naboj sta razporejena v nasprotnih položajih na kontaktni površini med dvema različnima fazama z zelo kratko vrzeljo med pozitivnimi in negativnimi naboji, ta plast porazdelitve naboja pa se imenuje dvojna električna plast, zato je električna zmogljivost zelo velika.
Čas objave: 15. avgusta 2023
