Aké sú aplikácie kondenzátorov?
Kondenzátory sa nachádzajú takmer v každom elektronickom zariadení a slúžia niekoľkým základným aplikáciám pri navrhovaní obvodov. Kondenzátory okrem iného poskytujú dizajnérom flexibilné možnosti filtrovania, redukciu šumu, ukladanie energie a možnosti snímania.
V tejto príručke sa pozrieme na rôzne použitia kondenzátorov v elektronických produktoch a zariadeniach.
Na čo sa používajú kondenzátory?
V kombinácii s odpormi sa kondenzátory často používajú ako hlavný prvok frekvenčne selektívnych filtrov. Dostupné návrhy a topológie filtrov sú početné. Tieto môžu byť prispôsobené frekvencii a výkonu výberom správnych hodnôt a kvality komponentov. Typy dizajnov filtrov zahŕňajú:
- Vysokopriepustný filter
- Nízkopriepustný filter
- Pásmový filter
- Pásový zastavovací filter
- Zárezový filter
- All Pass Filter
- Ekvalizačný filter
Oddeľovacie a by-pass kondenzátory
Kondenzátory zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri prevádzke digitálnej elektroniky tým, že chránia citlivé mikročipy pred šumom v napájacom signáli. Tento hluk môže spôsobiť abnormálne správanie. Kondenzátory používané v tejto aplikácii sú tzv
Spojovacie alebo DC blokovacie kondenzátory
Kondenzátory môžu prenášať striedavé signály pri blokovaní jednosmerného prúdu a možno ich použiť na oddelenie striedavých a jednosmerných zložiek signálu. Hodnota kondenzátora nemusí byť presná alebo presná pre spojenie. Mala by to však byť vysoká hodnota, pretože reaktancia kondenzátora riadi výkon v aplikáciách spájania.
Tlmiace kondenzátory
V obvodoch, kde je poháňaná záťaž s vysokou indukčnosťou, ako je motor alebo transformátor, môžu nastať veľké prechodné výkonové špičky, keď sa energia uložená v indukčnej záťaži náhle vybije. Tento výboj môže poškodiť komponenty a kontakty.
Použitie kondenzátora môže obmedziť alebo stlmiť napäťové špičky v obvode, vďaka čomu je prevádzka bezpečnejšia a obvod spoľahlivejší. Použitie techniky snubbingu v obvodoch s nižším výkonom zabraňuje vytváraniu nežiaducich hrotov rádiofrekvenčné rušenie. Toto rušenie vytvára anomálne správanie v obvodoch a spôsobuje ťažkosti pri získavaní certifikácie a schválenia produktu.
Impulzné výkonové kondenzátory
Kondenzátory sú malé batérie, ktoré ponúkajú jedinečné možnosti skladovania energie nad rámec batérií s chemickou reakciou. Keď sa vyžaduje veľa energie v krátkom čase, veľké kondenzátory a skupiny kondenzátorov sú vynikajúcou voľbou pre mnohé aplikácie. Kondenzátorové banky uchovávajú energiu pre aplikácie, ako sú pulzné lasery, radary, urýchľovače častíc a koľajové delá. Bežná aplikácia pulzného kondenzátora je v blesku na jednorazových fotoaparátoch, ktorý sa nabíja a potom rýchlo vybíja cez blesk, čím poskytuje veľký impulz prúdu.
Aplikácie rezonančných alebo ladených obvodov
Zatiaľ čo rezistory, kondenzátory a induktory vytvárajú filtre, určité kombinácie môžu viesť k rezonancii zosilňujúcej vstupný signál. Tieto obvody zosilňujú signály na rezonančnej frekvencii, vytvárajú vysoké napätie z nízkonapäťových vstupov a používajú sa ako oscilátory a ladené filtre. V rezonančných obvodoch je potrebné dbať na výber komponentov, ktoré dokážu prežiť napätia, ktoré každý komponent vidí, inak rýchlo zlyhá.
Aplikácia kapacitného snímania
Kapacitné snímanie sa v poslednej dobe stalo bežnou súčasťou pokročilých zariadení spotrebnej elektroniky. Kapacitné snímače sa však už desaťročia používajú v rôznych aplikáciách pre polohu, vlhkosť, hladinu tekutín, kontrolu kvality výroby a zrýchlenie. Kapacitné snímanie funguje tak, že zisťuje zmenu kapacity miestneho prostredia prostredníctvom zmeny v dielektrikum – zmena vzdialenosti medzi doskami kondenzátora alebo zmena plochy a kondenzátor.
Bezpečnosť kondenzátora
Ako komponenty na uchovávanie energie môžu kondenzátory uchovávať nebezpečné množstvá energie. Táto vysoká úroveň energie môže spôsobiť smrteľné úrazy elektrickým prúdom a poškodenie zariadenia, aj keď je kondenzátor odpojený od napájania na značný čas. Z tohto dôvodu je vždy dobré pred prácou na elektrickom zariadení vybiť kondenzátory.
Elektrolytické kondenzátory sú za určitých podmienok náchylné k prudkému zlyhaniu, najmä ak je napätie na polarizovanom elektrolytickom kondenzátore obrátené. Kondenzátory používané vo vysokovýkonných a vysokonapäťových aplikáciách môžu tiež prudko zlyhať, keď sa dielektrické materiály rozpadajú a vyparujú.