Giải Thích Chi Tiết Về Vai Trò Của Tụ điện - GNS Components Limited

Đừng đánh giá thấp các tụ điện nhỏ. Vai trò của anh ấy rất tuyệt, bạn có thấy anh ấy đã sử dụng các sản phẩm điện tử của mình chưa? . Bất cứ nơi nào có sử dụng xấu, xấu là chết, vì vậy trước tiên hãy giới thiệu vai trò của tụ điện

Tụ điện, là một trong những thành phần thụ động, hoạt động theo các cách sau:

1. Nó được áp dụng cho mạch cung cấp điện để nhận ra các chức năng của tụ điện trong việc bỏ qua, tách rời, lọc và lưu trữ năng lượng. Các chi tiết phân loại sau:

1) Lọc

Lọc là một phần rất quan trọng trong chức năng của tụ điện. Nó được sử dụng trong hầu hết các mạch điện. Về mặt lý thuyết (nghĩa là giả sử tụ điện là tụ điện thuần túy), điện dung càng lớn thì trở kháng càng nhỏ và tần số truyền càng cao. Tuy nhiên, trên thực tế, hầu hết các tụ điện vượt quá 1 uF đều là tụ điện điện phân, có thành phần điện cảm lớn, do đó trở kháng sẽ tăng sau khi tần số cao. Đôi khi bạn sẽ thấy một tụ điện nhỏ với điện dung lớn hơn và một tụ điện nhỏ. Tại thời điểm này, tụ điện lớn đi qua tần số thấp và tụ điện nhỏ đi qua tần số cao. Chức năng của tụ điện là vượt qua trở kháng cao và tần số thấp. Điện dung càng lớn, tần số thấp đi qua càng dễ và điện dung càng cao thì càng dễ vượt qua. Cụ thể được sử dụng trong lọc, tụ lớn (1000uF) lọc tần số thấp, tụ nhỏ (20pF) lọc tần số cao.

Một số cư dân mạng đã so sánh các tụ lọc với "ao nước". Vì điện áp trên tụ không thay đổi, có thể thấy rằng tần số tín hiệu càng cao thì độ suy giảm càng lớn. Có thể nói rằng tụ điện giống như một cái ao, và lượng nước sẽ không bị thay đổi do sự bổ sung hoặc bay hơi của một vài giọt nước. Nó chuyển đổi sự thay đổi điện áp thành một sự thay đổi trong hiện tại. Tần số càng cao, dòng điện cực đại càng lớn, làm tăng điện áp. Lọc là quá trình sạc và xả.

2) Đường vòng

Tụ điện bypass là một thiết bị lưu trữ năng lượng cung cấp năng lượng cho thiết bị cục bộ, giúp cân bằng đầu ra của bộ điều chỉnh và giảm các yêu cầu tải. Giống như một pin sạc nhỏ, tụ điện bypass có thể được sạc và xả vào thiết bị. Để giảm thiểu trở kháng, tụ điện bypass phải càng gần càng tốt với nguồn điện và chân nối đất của thiết bị tải. Điều này cũng có thể ngăn ngừa độ cao tiềm năng mặt đất và tiếng ồn gây ra bởi các giá trị đầu vào quá mức. Độ nảy mặt đất là sự sụt giảm điện áp khi kết nối mặt đất được truyền qua một trục trặc dòng điện lớn.

3) Đi ngồi xổm

Đi ngồi xổm, còn được gọi là phỉ báng. Từ mạch, nó luôn có thể được phân biệt là nguồn của ổ đĩa và tải được truyền. Nếu điện dung tải tương đối lớn, mạch truyền động phải sạc và xả tụ điện để hoàn thành quá trình chuyển đổi tín hiệu. Khi cạnh tăng là dốc, dòng điện tương đối lớn, do đó dòng được điều khiển sẽ hấp thụ một nguồn cung cấp lớn, do mạch. Độ tự cảm, điện trở (đặc biệt là độ tự cảm trên chân chip, sẽ tạo ra sự bật lại), dòng điện này thực sự là một loại nhiễu so với tình huống thông thường, sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của giai đoạn trước. Đây là khớp nối. Các tụ tách rời hoạt động như một pin để đáp ứng những thay đổi trong dòng điện ổ đĩa và tránh nhiễu lẫn nhau. Kết hợp tụ điện bypass với tụ tách rời sẽ dễ hiểu hơn. Tụ điện bypass thực sự được tách rời, ngoại trừ tụ điện bypass thường dùng để bỏ qua tần số cao, nhằm tăng đường dẫn ngăn rò rỉ tần số thấp cho nhiễu chuyển đổi tần số cao. Các tụ bỏ qua tần số cao thường nhỏ. Theo tần số cộng hưởng, nó thường là 0,1u, 0,01u, v.v. và tụ tách rời thường lớn, 10uF hoặc lớn hơn, được xác định theo các thông số phân tán trong mạch và sự thay đổi của dòng điện. Bỏ qua là để lọc nhiễu trong tín hiệu đầu vào và tách riêng là lọc nhiễu của tín hiệu đầu ra để ngăn tín hiệu nhiễu trở lại nguồn điện. Đây phải là sự khác biệt cần thiết của họ.

4) Lưu trữ năng lượng

Các tụ điện lưu trữ năng lượng thu thập điện tích thông qua bộ chỉnh lưu và chuyển năng lượng được lưu trữ thông qua bộ chuyển đổi dẫn đến đầu ra của nguồn điện. Các tụ điện điện phân nhôm (như EPCOS B43504 hoặc B43505) với mức điện áp từ 40 đến 450 VDC và điện dung giữa 220 và 150 000 uF thường được sử dụng hơn. Tùy thuộc vào yêu cầu năng lượng, các thiết bị đôi khi được kết nối nối tiếp, song song hoặc kết hợp chúng. Đối với các bộ nguồn có mức công suất trên 10 kW, các tụ điện loại trục vít cồng kềnh thường được sử dụng.

2. Áp dụng cho mạch tín hiệu, chủ yếu để hoàn thành vai trò của khớp nối, dao động / đồng bộ hóa và hằng số thời gian:

1) Khớp nối

Ví dụ, bộ phát của bộ khuếch đại bóng bán dẫn có điện trở tự phân cực, đồng thời làm cho điện áp rơi của tín hiệu được đưa trở lại đầu vào để tạo thành khớp nối tín hiệu đầu vào-đầu ra. Điện trở này là thành phần tạo ra khớp nối. Kết nối song song của tụ điện, vì tụ điện có công suất phù hợp có trở kháng nhỏ với tín hiệu AC, do đó làm giảm hiệu ứng ghép do điện trở gây ra, do đó tụ được gọi là tụ tách rời.

2) Dao động / đồng bộ hóa

Tải tụ điện bao gồm RC, LC dao động và tinh thể thuộc loại này.

3) Hằng số thời gian

Đây là mạch tích hợp phổ biến của R và C được kết nối nối tiếp. Khi điện áp tín hiệu đầu vào được đặt vào đầu vào, điện áp trên tụ (C) tăng dần. Dòng sạc giảm khi điện áp tăng. Các đặc tính của dòng điện qua điện trở (R) và tụ điện (C) được mô tả theo công thức sau:

i = (V / R) e- (t / CR)

Chúng ta biết vai trò của tụ điện, hãy nói về các biện pháp phòng ngừa của tụ điện được sử dụng.

A. Tụ điện tốt là gì.

1. Điện dung càng lớn thì càng tốt.

Nhiều người thường sử dụng tụ điện dung lượng lớn trong việc thay thế tụ điện. Chúng tôi biết rằng điện dung càng lớn, khả năng bù hiện tại được cung cấp cho IC càng mạnh. Chưa kể rằng việc tăng điện dung làm tăng âm lượng, làm tăng chi phí và cũng ảnh hưởng đến lưu lượng không khí và tản nhiệt. Điều quan trọng là có độ tự cảm ký sinh trên tụ điện, và vòng phóng điện của tụ điện sẽ cộng hưởng ở một tần số nhất định. Tại điểm cộng hưởng, trở kháng của tụ điện nhỏ. Do đó, trở kháng của mạch phóng điện là nhỏ nhất và hiệu quả của việc bổ sung năng lượng cũng là tốt nhất. Tuy nhiên, khi tần số vượt quá điểm cộng hưởng, trở kháng của vòng phóng điện bắt đầu tăng và công suất của tụ điện để cung cấp dòng điện bắt đầu giảm. Điện dung của tụ càng lớn thì tần số cộng hưởng càng thấp và dải tần số trong đó tụ có thể bù dòng điện một cách hiệu quả. Từ góc độ đảm bảo khả năng của tụ điện để cung cấp dòng điện tần số cao, tụ điện càng lớn, quan điểm càng tốt là sai. Có một giá trị tham khảo trong thiết kế mạch chung.

2. Tụ điện có cùng công suất, càng nhiều tụ nhỏ song song thì càng tốt

Giá trị điện áp chịu được, giá trị điện trở nhiệt độ, giá trị điện dung, ESR (điện trở tương đương), v.v. là một số thông số quan trọng của tụ điện, và ESR càng thấp thì càng tốt. ESR liên quan đến công suất, tần số, điện áp và nhiệt độ của tụ điện. Khi điện áp được cố định, công suất càng lớn, ESR càng thấp. Trong thiết kế của bảng, một số tụ điện nhỏ được sử dụng và không gian kết nối bị hạn chế. Do đó, một số người cho rằng càng có nhiều điện trở song song thì ESR càng thấp và hiệu quả càng tốt. Về lý thuyết, điều này là để tính đến trở kháng của các mối hàn chân tụ điện, sử dụng song song nhiều tụ điện nhỏ, hiệu quả không nhất thiết phải nổi bật.

3. ESR càng thấp, hiệu quả càng tốt.

Kết hợp với mạch cung cấp điện cải tiến của chúng tôi ở trên, tụ điện đầu vào có công suất lớn hơn cho tụ điện đầu vào. Liên quan đến các yêu cầu về năng lực, các yêu cầu đối với ESR có thể được giảm một cách thích hợp. Bởi vì tụ điện đầu vào chủ yếu chịu được điện áp, tiếp theo là xung chuyển mạch của MOSFET. Đối với các tụ điện đầu ra, có thể giảm yêu cầu điện áp và công suất phù hợp. Các yêu cầu cho ESR cao hơn, bởi vì có đủ thông lượng hiện tại để được đảm bảo. Tuy nhiên, cần lưu ý ở đây rằng ESR không thấp nhất có thể và tụ ESR thấp sẽ khiến mạch chuyển mạch dao động. Sự phức tạp của mạch hấp thụ rung động cũng dẫn đến tăng chi phí. Trong thiết kế của bảng, thường có một giá trị tham khảo ở đây. Điều này được sử dụng như một tham số lựa chọn thành phần để tránh tăng chi phí gây ra bởi mạch giảm rung.

4. Điện dung tốt thể hiện chất lượng cao.

"chỉ lý thuyết tụ điện" một khi đã phát triển mạnh mẽ, một số nhà sản xuất và giới truyền thông cũng cố tình biến đây thành một điểm bán hàng. Trong thiết kế bảng, mức độ thiết kế mạch là chìa khóa. Và một số nhà sản xuất có thể sử dụng nguồn điện hai pha để tạo ra các sản phẩm ổn định hơn so với cung cấp điện bốn pha. Một số tụ điện giá cao không nhất thiết phải tạo ra sản phẩm tốt. Để đo lường một sản phẩm, chúng ta phải xem xét tất cả các khía cạnh và góc độ, và chúng ta không được phóng đại vai trò của tụ điện một cách cố ý hay vô ý.

B. Tụ nổ

Loại bột giấy:

Được chia thành hai loại, cụm tụ điện đầu vào và cụm tụ điện đầu ra.

Đối với tụ điện đầu vào, ý tôi là C1, C1 lọc dòng điện nhận được bởi nguồn điện. Các tụ điện đầu vào có liên quan đến chất lượng của dòng điện đầu vào cung cấp điện. Điện áp quá cao, điện áp cực đại, dòng điện không ổn định, vv làm cho tụ quá sạc và xả quá thường xuyên. Trong một thời gian dài trong loại môi trường làm việc này, nhiệt độ bên trong tăng lên nhanh chóng. Vụ nổ sẽ xảy ra vượt quá giới hạn của lỗ thông hơi.

Đối với tụ điện đầu ra, như tôi đã nói, dòng điện được điều chỉnh bởi mô-đun nguồn được lọc. Ở đây, dòng điện được lọc một lần và tương đối ổn định, và khả năng nổ là tương đối nhỏ. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ môi trường quá cao, tụ điện cũng dễ bị vỡ. Thuốc nổ, báo cũng có. Việc sử dụng rác là tự nhiên gây nổ, quả báo. Đối với những người muốn biết quá khứ, xem kết quả hiện tại của họ; Đối với những người muốn biết tương lai, xem nguyên nhân hiện tại của họ.

Lý do cho vụ nổ tụ điện điện phân:

Có nhiều lý do cho sự bùng nổ tụ điện, chẳng hạn như dòng điện lớn hơn dòng trạng thái ổn định cho phép, điện áp hoạt động vượt quá điện áp làm việc, điện áp ngược và sạc và xả thường xuyên. Nhưng nguyên nhân trực tiếp nhất là nhiệt độ cao. Chúng ta biết rằng một tham số quan trọng của tụ điện là giá trị điện trở nhiệt độ, đề cập đến điểm sôi của chất điện phân bên trong tụ điện. Khi nhiệt độ bên trong của tụ điện đạt đến điểm sôi của chất điện phân, chất điện phân bắt đầu sôi, áp suất bên trong tụ tăng lên và khi áp suất vượt quá giới hạn của cổng thông hơi, bùn sẽ nổ tung. Do đó, nhiệt độ là nguyên nhân trực tiếp của vụ nổ tụ điện. Thiết kế tụ điện có tuổi thọ khoảng 20.000 giờ và cũng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi nhiệt độ môi trường. Tuổi thọ của tụ giảm khi nhiệt độ tăng. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng cứ tăng nhiệt độ môi trường xung quanh 10 ° C, tuổi thọ của tụ điện giảm một nửa. Lý do chính là nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng hóa học và môi trường xấu đi theo thời gian, do đó tuổi thọ của tụ điện bị chấm dứt. Để đảm bảo sự ổn định của tụ điện, tụ điện phải vượt qua bài kiểm tra môi trường nhiệt độ cao dài hạn trước khi lắp bảng. Ngay cả ở 100 ° C, tụ điện chất lượng cao có thể hoạt động trong hàng ngàn giờ. Đồng thời, tuổi thọ của tụ điện mà chúng tôi đề cập đề cập đến điện dung của tụ điện không vượt quá 10% thay đổi phạm vi tiêu chuẩn trong quá trình sử dụng. Tuổi thọ điện dung đề cập đến vấn đề dung lượng điện dung, thay vì bùng nổ sau khi tuổi thọ thiết kế đã đến. Đơn giản là không có sự đảm bảo về tiêu chuẩn công suất cho thiết kế của tụ điện.

Do đó, trong một khoảng thời gian ngắn, việc sử dụng bình thường của tụ điện sẽ phát nổ, đó là chất lượng của tụ điện. Ngoài ra, trong trường hợp sử dụng bất thường, cũng có thể phát nổ tụ điện. Ví dụ, các phụ kiện máy tính hoán đổi nóng cũng có thể gây ra những thay đổi mạnh mẽ về dòng điện và điện áp của các mạch cục bộ của bo mạch, gây ra lỗi tụ điện.