A kondenzátor a leggyakrabban használt eszköz az áramköri tervezésben, az egyik passzív komponens, az aktív eszköz egyszerűen az aktív eszköz energiaszükséglete (villamos) forrása, energia nélkül az eszköz (elektromos) forrása passzív eszköz .
A kondenzátorok szerepe és felhasználása általában sokféle, pl.: bypass, lecsatolás, szűrés, energiatárolás szerepe;Az oszcilláció befejezésében, a szinkronizálás és az időállandó szerepe.
DC leválasztás: A funkció az egyenáram átjutásának megakadályozása és az AC átengedése.
Bypass (lecsatolás) : Alacsony impedanciájú utat biztosít az AC áramkör bizonyos párhuzamos komponensei számára.
Bypass kondenzátor: A bypass kondenzátor, más néven szétválasztó kondenzátor, egy energiatároló eszköz, amely energiát biztosít az eszköz számára.Használja a kondenzátor frekvencia impedancia karakterisztikáját, az ideális kondenzátor frekvenciakarakterisztikáját a frekvencia növekedésével, az impedancia csökkenésével, akárcsak egy tó, egyenletessé teheti a kimeneti feszültség kimenetét, csökkentheti a terhelési feszültség ingadozását.A bypass kondenzátornak a lehető legközelebb kell lennie a terhelési eszköz tápegység érintkezőjéhez és földelő érintkezőjéhez, ami az impedancia követelmény.
A NYÁK rajzolásakor különösen ügyeljen arra, hogy csak akkor tudja elnyomni a földpotenciál emelkedést és a túlzott feszültség vagy más jelátvitel okozta zajt, ha az alkatrész közelében van.Pontosabban fogalmazva, az egyenáramú tápegység váltakozó áramú összetevője a kondenzátoron keresztül kapcsolódik a tápegységhez, amely az egyenáramú tápegység tisztítását tölti be.A következő ábrán a C1 a bypass kondenzátor, és a rajznak a lehető legközelebb kell lennie az IC1-hez.
Lecsatoló kondenzátor: A leválasztó kondenzátor a kimenő jel interferenciája, mint szűrőobjektum, a leválasztó kondenzátor egyenértékű az akkumulátorral, annak feltöltésének és kisütésének felhasználásával, így az erősített jelet nem zavarja az áram mutációja .Kapacitása a jel frekvenciájától és a hullámzások elnyomásának mértékétől függ, a leválasztó kondenzátor pedig „akkumulátor” szerepet tölt be, hogy megfeleljen a meghajtó áramköri áram változásainak és elkerülje az egymás közötti csatolási interferenciát.
A bypass kondenzátor valójában le van csatolva, de a bypass kondenzátor általában a nagyfrekvenciás bypassra utal, vagyis az alacsony impedanciájú kioldóút nagyfrekvenciás kapcsolási zajának javítására.A nagyfrekvenciás bypass kapacitás általában kicsi, a rezonanciafrekvencia pedig általában 0,1 F, 0,01 F stb. A leválasztó kondenzátor kapacitása általában nagy, ami 10 F vagy nagyobb is lehet, az áramkör elosztott paramétereitől függően és a meghajtó áramának változása.
A különbség köztük: a bypass a bemeneti jel interferenciáját objektumként szűri, a szétcsatolás pedig a kimeneti jel interferenciáját mint objektumot, hogy megakadályozza, hogy az interferenciajel visszatérjen a tápegységbe.
Csatolás: Kapcsolatként működik két áramkör között, lehetővé téve az AC jelek áthaladását és a következő szintű áramkörbe történő továbbítását.
A kondenzátort csatolóelemként használják, hogy az előbbi jelet továbbítsák az utóbbi fokozatba, és blokkolják az előbbi egyenáram hatását az utóbbi fokozatra, így az áramkör hibakeresése egyszerű és a teljesítmény stabil.Ha a váltakozó áramú jelerősítés nem változik kondenzátor nélkül, de a munkapont minden szinten újratervezésre szorul, az első és hátsó fokozatok hatására a munkapont hibakeresése nagyon nehézkes, és szinte lehetetlen elérni több szinten.
Szűrő: Ez nagyon fontos az áramkör számára, a CPU mögötti kondenzátor alapvetően ezt a szerepet tölti be.
Azaz minél nagyobb az f frekvencia, annál kisebb a kondenzátor Z impedanciája.Ha az alacsony frekvenciájú, C kapacitás, mivel a Z impedancia viszonylag nagy, a hasznos jelek simán áthaladhatnak;Nagy frekvencián a C kondenzátor már nagyon kicsi a Z impedancia miatt, ami egyenértékű a nagyfrekvenciás zaj GND-be történő rövidre zárásával.
A szűrő működése: ideális kapacitás, minél nagyobb a kapacitás, minél kisebb az impedancia, annál nagyobb az áthaladás gyakorisága.Az elektrolit kondenzátorok általában 1 uF-nál nagyobbak, aminek nagy az induktív komponense, így az impedancia nagy lesz nagy frekvencia után.Gyakran látjuk, hogy néha egy nagy kapacitású elektrolit kondenzátor van párhuzamosan egy kis kondenzátorral, valójában egy nagy kondenzátor alacsony frekvencián, kis kapacitás a magas frekvencián, hogy teljes mértékben kiszűrje a magas és alacsony frekvenciákat.Minél nagyobb a kondenzátor frekvenciája, annál nagyobb a csillapítás, a kondenzátor olyan, mint egy tó, néhány csepp víz nem elég ahhoz, hogy nagy változást idézzen elő benne, vagyis a feszültségingadozás nem nagy idő, amikor a feszültség pufferelhető.
C2. ábra Hőmérséklet-kompenzáció: Az áramkör stabilitásának javítása az egyéb alkatrészek elégtelen hőmérséklet-alkalmazkodóképességének hatásának kompenzálásával.
Elemzés: Mivel az időzítő kondenzátor kapacitása határozza meg a vonali oszcillátor rezgési frekvenciáját, az időzítő kondenzátor kapacitásának nagyon stabilnak kell lennie, és nem változik a környezeti páratartalom változásával, hogy az időzítő kondenzátor oszcillációs frekvenciája legyen. vonaloszcillátor stabil.Ezért a pozitív és negatív hőmérsékleti együtthatójú kondenzátorokat párhuzamosan használják a hőmérséklet-komplementáció végrehajtására.Az üzemi hőmérséklet emelkedésével a C1 kapacitása nő, míg a C2 kapacitása csökken.Két párhuzamos kondenzátor teljes kapacitása két kondenzátor kapacitásának összege.Mivel az egyik kapacitás növekszik, míg a másik csökken, a teljes kapacitás lényegében változatlan.Hasonlóképpen a hőmérséklet csökkentésével az egyik kondenzátor kapacitása csökken, a másik pedig megnő, és a teljes kapacitás lényegében nem változik, ami stabilizálja a rezgési frekvenciát és eléri a hőmérséklet-kompenzáció célját.
Időzítés: A kondenzátort az ellenállással együtt használják az áramkör időállandójának meghatározására.
Amikor a bemeneti jel alacsonyról magasra ugrik, az RC áramkör az 1. pufferelés után kerül bemenetre. A kondenzátor töltési karakterisztikája miatt a B pontban lévő jel nem ugrik azonnal a bemeneti jellel, hanem fokozatosan növekszik.Ha elég nagy, a 2. puffer átfordul, ami késleltetett ugrást eredményez alacsonyról magasra a kimeneten.
Időállandó: Példaként a közös RC sorozatú integrált áramkört vesszük, amikor a bemeneti jel feszültségét a bemeneti végre kapcsoljuk, a kondenzátor feszültsége fokozatosan emelkedik.A töltőáram a feszültség emelkedésével csökken, az R ellenállást és a C kondenzátort sorba kötjük a VI bemeneti jellel, a C kondenzátor V0 kimeneti jelével, amikor az RC (τ) érték és a bemeneti négyszöghullám szélesség tW találkozik: τ „tW”, ezt az áramkört integrált áramkörnek nevezzük.
Hangolás: Frekvenciafüggő áramkörök, például mobiltelefonok, rádiók és televíziókészülékek szisztematikus hangolása.
Mivel az IC hangolt rezgőkör rezonanciafrekvenciája az IC függvénye, azt találjuk, hogy az oszcilláló áramkör maximális és minimális rezonanciafrekvenciájának aránya a kapacitásarány négyzetgyökével változik.A kapacitásviszony itt annak a kapacitásnak az arányára vonatkozik, amikor a fordított előfeszítési feszültség a legalacsonyabb, és a kapacitás arányára vonatkozik, amikor a fordított előfeszítési feszültség a legnagyobb.Ezért az áramkör hangolási jelleggörbéje (előfeszítési-rezonancia-frekvencia) alapvetően parabola.
Egyenirányító: Félig zárt vezetős kapcsolóelem be- vagy kikapcsolása egy előre meghatározott időpontban.
Energiatárolás: Elektromos energia tárolása szükség esetén leadáshoz.Ilyen például a vaku, fűtőberendezések stb.
Általánosságban elmondható, hogy az elektrolitkondenzátorok energiatároló szerepet töltenek be, a speciális energiatároló kondenzátorok esetében a kapacitív energiatárolás mechanizmusa a kettős elektromos rétegű kondenzátorok és a Faraday-kondenzátorok.Fő formája a szuperkondenzátoros energiatároló, amelyben a szuperkondenzátorok a kettős elektromos réteg elvét alkalmazó kondenzátorok.
Amikor a szuperkondenzátor két lemezére rákapcsoljuk a feszültséget, a lemez pozitív elektródája tárolja a pozitív töltést, a negatív lemez pedig a negatív töltést, mint a hagyományos kondenzátoroknál.A szuperkondenzátor két lemezén lévő töltés által keltett elektromos tér hatására az elektrolit és az elektróda határfelületén ellentétes töltés jön létre, hogy kiegyenlítse az elektrolit belső elektromos mezőjét.
Ez a pozitív és negatív töltés két különböző fázis érintkezési felületén ellentétes helyzetekben helyezkedik el, a pozitív és negatív töltések között nagyon rövid rés van, és ezt a töltéseloszlási réteget kettős elektromos rétegnek nevezik, így az elektromos kapacitás nagyon nagy.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 15