Kondensatorer finnes i nesten alle elektroniske enheter, og tjener flere viktige bruksområder innen kretsdesign. Kondensatorer gir blant annet fleksible filter alternativer, støyreduksjon, strømlagring og sensorfunksjoner for designere.
I denne veiledningen tar vi en titt på mangfoldet av kondensatorbruk i elektroniske produkter og utstyr.
Hva brukes kondensatorer til?
Kombinert med motstander blir kondensatorer ofte brukt som hovedelementet i frekvensselektive filtre. De tilgjengelige filterdesignene og topologiene er mange. Disse kan skreddersys for frekvens og ytelse ved å velge riktige komponentverdier og kvalitet. Typene filterdesign inkluderer:
- Høypassfilter
- Lavpassfilter
- Bandpassfilter
- Band Stop Filter
- Notch Filter
- All Pass Filter
- Equalization Filter
bunnlinjen
Kondensatorer spiller en kritisk rolle i driften av digital elektronikk ved å beskytte sensitive mikrobrikker mot støy på strømsignalet. Denne støyen kan forårsake unormal oppførsel. Kondensatorer som brukes i denne applikasjonen kalles avkoblingskondensatorer. Disse kondensatorene bør plasseres nær hver mikrobrikke for å være effektive fordi kretsspor fungerer som antenner og fanger opp støy fra omgivelsene. Frakoblings- og bypass-kondensatorer brukes også i alle områder av en krets for å redusere den totale påvirkningen av elektrisk støy.
Koblings- eller DC-blokkeringskondensatorer
Kondensatorer kan sende AC-signaler mens de blokkerer DC og kan brukes til å skille AC- og DC-komponentene til et signal. Verdien av kondensatoren trenger ikke å være presis eller nøyaktig for kobling. Det bør imidlertid være en høy verdi, siden reaktansen til kondensatoren driver ytelsen i koblingsapplikasjoner.
Snubberkondensatorer
I kretser der en høyinduktiv last drives, for eksempel en motor eller transformator, kan det oppstå store transiente effektspiker ettersom energien som er lagret i den induktive lasten plutselig utlades. Denne utladningen kan skade komponenter og kontakter.
Å bruke en kondensator kan begrense, eller dempe, spenningstoppen over kretsen, noe som gjør driften tryggere og kretsen mer pålitelig. Bruk av en snubbing-teknikk i kretser med lavere effekt forhindrer pigger i å skape uønsket radiofrekvensinterferens. Denne interferensen genererer unormal oppførsel i kretsløp og forårsaker problemer med å få produktsertifisering og godkjenning.
bunnlinjen
Kondensatorer er små batterier som tilbyr unike energilagringsmuligheter utover batterier med kjemisk reaksjon. Når det kreves mye strøm på kort tid, er store kondensatorer og kondensatorbanker et overlegent alternativ for mange bruksområder. Kondensatorbanker lagrer energi for applikasjoner som pulserende lasere, radarer, partikkelakseleratorer og skinnekanoner. En vanlig bruk av pulsstrømkondensatoren er i blitsen på engangskameraer, som lades og utlades raskt gjennom blitsen, og gir en stor strømpuls.
Resonans- eller innstilte kretsapplikasjoner
Mens motstander, kondensatorer og induktorer lager filtre, kan visse kombinasjoner resultere i resonansforsterkning av inngangssignalet. Disse kretsene forsterker signaler ved resonansfrekvensen, skaper høyspenning fra lavspenningsinnganger, og brukes som oscillatorer og innstilte filtre. I resonanskretser må man passe på å velge komponenter som kan overleve spenningene som hver komponent ser over den, ellers vil den raskt svikte.
bunnlinjen
Kapasitiv sensing har nylig blitt en vanlig funksjon i avanserte forbrukerelektronikkenheter. Imidlertid har kapasitive sensorer blitt brukt i flere tiår i forskjellige applikasjoner for posisjoner, fuktighet, væskenivå, produksjonskvalitetskontroll og akselerasjon. Kapasitiv sensing fungerer ved å oppdage en endring i kapasitansen til det lokale miljøet gjennom en endring i dielektrikumet - en endring i avstanden mellom kondensatorplatene, eller en endring i arealet til en kondensator.
Kondensatorsikkerhet
Som energilagringskomponenter kan kondensatorer lagre farlige mengder energi. Dette høye energinivået kan forårsake dødelige elektriske støt og skade utstyr selv når en kondensator er koblet fra strøm i en betydelig periode. Av denne grunn er det alltid en god idé å lade ut kondensatorer før du arbeider med elektrisk utstyr.
Elektrolytiske kondensatorer er tilbøyelige til å svikte voldsomt under visse forhold, spesielt hvis spenningen på en polarisert elektrolytisk kondensator er reversert. Kondensatorer som brukes i høyeffekt- og høyspenningsapplikasjoner kan også svikte voldsomt ettersom de dielektriske materialene brytes ned og fordamper.
