Elektronisches Design - Kondensatoren für Leiterplattendesign

1. The structure and characteristics of the Kondensator designed by PCB
When a potential is applied to the conductor, der Leiter ist geladen. Aber für das gleiche Potenzial, Die in einem Leiter enthaltene Ladung variiert aufgrund seiner eigenen Struktur. Die Fähigkeit eines Leiters, Ladung zu enthalten, wird als Kapazität von PCB-Design. Allgemein, the charge Q (Coulomb) contained in a conductor is proportional to its potential V (Volt, related to the earth), that
Is die Kapazität von the conductor's PCB-Design. The unit of capacitance designed by PCB is farad (F).
Zwischen zwei parallelen Metallplatten wird ein Isoliermedium eingesetzt, und die Bleielektrode wird zu einem Kondensator von PCB-Design. Seine Schaltungssymbole sind Kondensatoren mit polarisierter Leiterplatte und Kondensatoren mit nicht polarisierter Leiterplatte.
Wenn der von PCB entworfene Kondensator geladen ist, Ladung sammelt sich auf den beiden Elektrodenplatten des Kondensators an, der von PCB entworfen wurde. Der Kondensator für Leiterplatten mit C-Kapazität wird mit konstanter Stromintensität I als Diagramm geladen. Es wird angenommen, dass der von PCB entworfene Kondensator zunächst ungeladen ist, das ist, die Ausgangsspannung ist gleich Null. Erinnern wir uns an die Definition von elektrischem Strom: Die Aktivität der elektrischen Ladung in einem Leiter stellt einen elektrischen Strom dar. Die Menge der elektrischen Ladung, die durch den Querschnitt des Leiters pro Zeiteinheit fließt, wird Stromstärke genannt.
Das ist, Der Kondensator, der von PCB entworfen wurde, dessen Kapazität C ist, steht unter der Einwirkung konstanter Stromintensität I, Die Spannung V an beiden Enden steigt linear mit der Zeit.
Je höher die Spannung über den Kondensator des PCB-Design, je mehr Ladung es enthält, das ist, je größer die Energiespeicherung. Allerdings, Die Dielektrizitätsfestigkeit des Isoliermediums zwischen den beiden Platten des Kondensators, der von PCB entworfen wurde, ist begrenzt. Ist die elektrische Feldstärke zwischen den beiden Platten zu hoch, Das Isoliermedium kann abgebrochen werden und der Kondensator, der von der Leiterplatte entworfen wird, wird kurzgeschlossen. Daher, Es ist notwendig, die Widerstandsspannung des Kondensators zu koordinieren, der von PCB in der Anwendung entworfen wurde.
Fazit: Der von PCB entworfene Kondensator hat die Funktion, Ladung in der Schaltung zu enthalten, das ist, Funktion der Energiespeicherung. Es dauert Zeit, Energie in einem Kondensator zu speichern, der von PCB entworfen wurde, So kann sich die Spannung an beiden Enden eines Kondensators, der von PCB entworfen wurde, nicht plötzlich ändern. Und je größer die Kapazität der PCB-Design, je mehr Energie gespeichert werden kann. Die beiden wichtigsten Parameter eines Kondensators, der von PCB entworfen wurde, sind die Kapazität und die Widerstandsspannung seiner PCB-Design.
2. RC charging and discharging circuit
The circuit is represented by an RC charging and discharging circuit. Angenommen, dass die Ausgangsspannung an beiden Enden des Kondensators, der von der Leiterplatte entworfen wurde, Null ist, Das Netzteil lädt den von der Leiterplatte entworfenen Kondensator durch den Widerstand R in dem Moment auf, wenn Schalter K und Klemme 1 eingeschaltet sind. Zur Zeit, Der Ladestrom des von PCB entworfenen Kondensators ist der maximale E/R. Beim Laden mit diesem Strom, Die steigende Kurve von VC ist eine lineare Gerade.
Allerdings, weil der Ladestrom während des gesamten Ladevorgangs ist, mit steigenden VC, die Ladestromintensität IC nimmt allmählich ab, und die Amplitude des Anstiegs von VC nimmt allmählich ab, bis es auf die Versorgungsspannung E ansteigt, und der Ladestrom ist gleich Null. Dies macht die tatsächliche VC Aufwärtskurve. VC steigt exponentiell, and the expression for its change with time t is:
Among them, ist die Zeitkonstante.
Es ist zu sehen, dass je größer der Serienwiderstand R, je kleiner der Ladestrom, und je länger die Ladezeit; je größer die Kapazität C der PCB-Design, the more charge required (das ist, the more energy is stored), und die Ladezeit ist auch Je länger.
Wenn der von PCB entworfene Kondensator überladen ist, VC ist gleich E. Zur Zeit, Schalter K und Klemme 2 sind angeschlossen, und der Kondensator, der von PCB entworfen wird, wird durch R entladen, und der Entladestrom ist, und VC schrittweise reduziert werden. In dem Moment, wenn Terminal 2 eingeschaltet ist, der Entladestrom ist der maximale, aber mit dem Rückgang der VC, der Entladestrom nimmt auch allmählich ab, bis VC 0V ist, und der Entladestrom ist auch 0. Auf diese Weise, Die Fallkurve von VC, wenn der Kondensator, der von PCB entworfen wird, entladen wird.
3. Capacitive reactance of capacitor designed by PCB
In der Schaltung, the capacitance of PCB-Design hat eine sehr wichtige Funktion, die AC passieren und DC blockieren soll. Wenn eine Gleichspannung an einem Ende des Kondensators angelegt wird, der von der Leiterplatte entworfen wurde, after the capacitor designed by PCB is stable (das ist, after the charging and discharging process is completed), Die Spannung kann nicht am anderen Ende des Kondensators gemessen werden, der von der Leiterplatte entworfen wurde, das ist, der DC ist getrennt. Dies kann auch vom RC Lade- und Entladungskreis gesehen werden; wenn der Eingang Vi ein AC-Signal ist, Vo gibt ein Wechselstrom-Signal der gleichen Frequenz aus, und je höher die Frequenz des Eingangswechselstromsignals, je größer die Ausgangsamplitude Vo, das ist, das AC-Signal Danach PCB-Design capacitor.
In der Tat, Wir können verstehen, dass sich Amplitude und Richtung des Wechselstromsignals mit der Zeit ändern, und die Kapazität der PCB-Design hat eine inerte Reaktion auf die Spannung, that is, die Spannung darüber kann sich nicht plötzlich ändern. Wenn sich das Potenzial einer Platte des Kondensators, der von der Leiterplatte entworfen wurde, schnell mit dem Eingangssignal ändert, Die Spannung an beiden Enden des Kondensators ändert sich langsam, und das Potential der anderen Platte, die sie verursacht hat, ändert sich in gleicher Weise. Auf diese Weise, although there is some loss (the voltage across the capacitor of the PCB-Design has changed a little after all), Es entspricht auch dem Wechselstrom-Signal, das durch den Kondensator des PCB-Design. Darüber hinaus, the faster the input signal changes (that is, the higher the frequency), the larger the capacitance of the capacitor designed by PCB (that is, the slower the voltage across it changes), je leichter es vergeht.

4. The filtering function of the capacitor designed by PCB
We can manufacture filters by applying the characteristics of Kondensatoren designed by PCB. Die Schaltung ist ein Hochpassfilter, that is, je höher die Frequenz des Eingangssignals, je leichter es ist zu passieren, und je niedriger die Frequenz, je schwieriger es ist zu bestehen. DC darf nicht passieren, so dass niederfrequente Komponenten im Signal herausgefiltert werden können. Die gegenüberliegende Schaltung ist ein Tiefpassfilter, welche hochfrequente Komponenten im Signal herausfiltern können.
(a) High-pass filter (b) Low-pass filter
5. Klassifizierung von Kondensatoren, die üblicherweise in PCB-Design
Die Auswahl der Kondensatoren für PCB-Design sollte vorsichtig sein. Allgemein, Sie können mehr bekannte Kondensatormarken für PCB-Design, wie Kondensatoren von TDKpcb, Kondensatoren entworfen von Yageo PCB, etc., als Qualitätsgarantie.
(1) Capacitors designed by aluminum electrolytic PCB
The capacitor designed by aluminum electrolytic PCB is a capacitor designed with polarity PCB. In the circuit, its "+" pole must be connected to the end with a higher potential.
Vorteile: große Kapazität, in der Lage, großen pulsierenden Strömen standzuhalten.
Fehler: Fehler der großen Kapazität und großer Leckstrom; gewöhnlicher Elektrolyt PCB-Design Kondensatoren sind nicht für Hochfrequenz- und Niedertemperaturanwendungen geeignet, und sollte nicht bei Frequenzen über 25kHz verwendet werden.
Verwendung: Niederfrequenz-Bypass, Signalkupplung, Filterung der Stromversorgung.
(2) Capacitors designed by tantalum electrolytic PCB
Capacitors designed for tantalum electrolytic PCB are also capacitors designed for polarized PCB.
Vorteile: Temperaturcharakteristik, Frequenzcharakteristika und Zuverlässigkeit sind besser als die von gewöhnlichen Elektrolyten PCB-Design capacitors, besonders der Leckstrom ist sehr klein, das Leben ist lang, der Kapazitätsfehler ist klein, und die Lautstärke ist klein, und der größte Leiterplatte Design kann unter dem Einheitsvolumen erhalten werden. Kondensatorspannungsprodukt.
Defekte: Schlechte Fähigkeit, pulsierenden Strom zu widerstehen. Bei Beschädigung, leicht zu kurzschließen, und der Preis ist höher.
Verwendung: An vielen Orten, Es kann die Kondensatoren ersetzen, die durch Aluminiumelektrolytplatine entworfen und in ultrakleinen und hochzuverlässigen Geräten verwendet werden.
(3) Capacitors designed by monolithic Keramik PCB
Es ist ein Kondensator, der derzeit mit einer großen Menge PCB entworfen wurde.
Vorteile: Temperatur- und Frequenzstabilität sind sehr gut, geringer Verlust, lange Lebensdauer.
Fehler: Kann nicht in Kondensatoren für Leiterplatten mit großer Kapazität hergestellt werden.
Verwendung: Hochfrequenzfilterung, Schwingung und Kupplung, etc.