PCB-Neuigkeiten - Was ist ein Leiterplattenkondensator?

Was ist ein Leiterplattenkondensator? Kondensator ist ein Gerät, das Ladung enthält. Es besteht aus zwei einander isolierten Metallleitern. Zwei Leiter dicht beieinander sind mit einer Schicht aus nichtleitendem Isoliermedium verbunden. Die Grundeinheit der Kapazität eines Kondensators ist Farad (F). Der Buchstabe C wird häufig in Schaltplänen für Kondensatorelemente verwendet.

Die Struktur des Leiterplattenkondensators:

Der einfachste Kondensator besteht aus Platten an beiden Enden und einem isolierenden Dielektrikum (einschließlich Luft) in der Mitte. Bei der Stromversorgung wird die Platte aufgeladen, wodurch eine Spannung (Potenzialdifferenz) erzeugt wird, aber wegen des Isoliermaterials in der Mitte, so dass der gesamte Kondensator nicht leitfähig ist. Diese Bedingung ist jedoch vorgesehen, dass die kritische Spannung (Durchschlagsspannung) des Kondensators nicht überschritten wird. Wie wir wissen, ist jedes Material relativ isoliert,wenn die Spannung an beiden Enden des Materials zu einem gewissen Grad erhöht wird, kann das Material Strom leiten, nennen wir diese Spannungsdurchbruchspannung. Kondensatoren sind da keine Ausnahme. Wenn sie abgebrochen sind, sind sie keine Isolatoren mehr.

Das Arbeitsprinzip von Leiterplattenkondensatoren:

Leiterplattenkondensatoren speichern Ladung auf Elektroden, um elektrische Energie zu speichern. Sie werden oft in Verbindung mit Induktoren verwendet, um LC-oszillierende Schaltkreise zu bilden. Das Arbeitsprinzip des Kondensators ist, dass die Ladung gezwungen wird, sich im elektrischen Feld zu bewegen. Wenn es ein Medium zwischen Leitern gibt, behindert es die Bewegung der Ladung und lässt die Ladung auf dem Leiter akkumulieren, was zur Akkumulation von Ladungsspeicher führt.

Ein Kondensator, wie eine Batterie,hat zwei Elektroden. Im Inneren des Leiterplattenkondensators sind die beiden Elektroden mit zwei Metallplatten verbunden, die durch ein Dielektrikum getrennt sind. Das Dielektrikum kann Luft, Papier, Kunststoff oder jede andere Substanz sein, die keinen Strom leitet und verhindert, dass die beiden Metallpole miteinander in Kontakt kommen.

Eine Metallplatte, die an der negativen Elektrode der Batterie befestigt ist, absorbiert die Elektronen, die von der Batterie produziert werden. Eine Metallplatte, die an der positiven Elektrode der Batterie befestigt ist, gibt Elektronen an die Batterie frei. Nachdem die Ladung abgeschlossen ist, hat der Kondensator die gleiche Spannung wie die Batterie (wenn die Batteriespannung 1,5 Volt ist, dann ist die Kondensatorspannung auch 1,5 Volt).

Die Klassifizierung der Leiterplattenkondensatoren:

1.Entsprechend der Struktur von drei Kategorien: feste Kondensatoren, variable Kondensatoren und Trimmer Kondensatoren.

2.Entsprechend Elektrolytkondensator: organischer dielektrischer Kondensator, anorganischer dielektrischer Kondensator, Elektrolytkondensator, elektrischer Heizkondensator und Luft dielektrischer Kondensator.

3.Entsprechend der Verwendung von: Hochfrequenz-Bypass, Niederfrequenz-Bypass, Filtern, Tuning, Hochfrequenz-Kopplung, Niederfrequenz-Kopplung, kleiner Kondensator.

4.Entsprechend den verschiedenen Herstellungsmaterialien kann unterteilt werden in: Porzellan dielektrische Kapazität, Polyester-Kondensator, Elektrolytkondensator, Tantal-Kondensator und fortschrittlicher Polypropylen-Kondensator und so weiter.

Kondensatoren spielen eine wichtige Rolle im Leiterplattendesign, hauptsächlich verwendet für Filterung, Kopplung, Entkopplung und Energiespeicherung. Durch vernünftiges Design und Layout können Kondensatoren nicht nur die Stabilität und Leistung der Schaltung verbessern, sondern auch Störstörungen reduzieren und Signalintegrität verbessern.

1.Die Grundfunktion der Kondensatoren

Als passive Komponenten mit der Fähigkeit, elektrische Energie zu speichern, sind Kondensatoren in Leiterplatten weit verbreitet, um Spannungsstabilität zu erhalten und Signale zu übertragen. Die Hauptfunktionen umfassen Kopplung, Filterung, Entkopplung und Energiespeicherung. Verschiedene Arten von Kondensatoren, wie Elektrolytkondensatoren und Keramikkondensatoren sind für unterschiedliche Designanforderungen geeignet.

2.Filtern

Eine der wichtigsten Funktionen von Kondensatoren ist die Filterung. In Stromversorgungskreisläufen helfen Kondensatoren nicht nur, AC-Signale in stabile Gleichstromleistung zu richten, sondern unterdrücken auch Hochfrequenzrauschen, um eine saubere Stromversorgung zu gewährleisten. Große Kondensatoren werden normalerweise für die Niederfrequenzfilterung verwendet, während kleine Kondensatoren effektiv mit Hochfrequenzsignalen umgehen.

3.Kopplungsrolle

Im Schaltungsdesign sind Kupplungskondensatoren für die Signalübertragung verantwortlich, um sicherzustellen, dass niederfrequente Signale effektiv passieren können, während verhindert wird, dass das Signal zwischen verschiedenen Schaltungen sich gegenseitig stören. Um den gegenseitigen Einfluss der vorderen und hinteren Schaltungsarbeitspunkte zu vermeiden, verwenden Sie normalerweise einen Elektrolytkondensator mit größerer Kapazität für die Kopplung.

4.Entkopplungsfunktion

Entkopplungskondensatoren werden eingesetzt, um die transiente Ansprechzeit in der Stromversorgung zu reduzieren und zu verhindern, dass hochfrequente Rauschen integrierte Schaltungen (ICs) stören. Sie müssen häufig in Kombination mit Bypass-Kondensatoren verwendet werden, um einen besseren Entkopplungseffekt zu erzielen. Im Schaltungsdesign werden Entkopplungskondensatoren oft in der Nähe der Stromversorgungsstifte platziert, um die Induktivität im Strompfad zu reduzieren.

5.Energiespeicherung

Kondensatoren können auch als kurzfristige Energiespeicher verwendet werden, um Strom bei Bedarf in einem Stromkreis bereitzustellen. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihnen, eine stabile Versorgungsspannung während dynamischer Laständerungen beizubehalten und die Gesamtleistung der Schaltung zu verbessern. Insbesondere bei transienten Lasten können Kondensatoren schnell arbeiten, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordnungsgemäß funktioniert.

6.Wichtigkeit des Kondensator-Layouts

Die Platzierung von Kondensatoren beeinflusst direkt die Stabilität und Leistung der Schaltung. Angemessenes Layout kann Induktivität effektiv reduzieren, den Filtereffekt verbessern und Schaltungsrausch reduzieren. Darüber hinaus ist im mehrschichtigen PCB-Design das Kondensator-Layout in der Position in der Nähe der Stromversorgungsschicht, besser in der Lage, die Stromversorgung und die Stromschleife der Masseebene zu optimieren. Im eigentlichen Entwurfsprozess folgen Sie den Kondensator-Layoutprinzipien, um die Zuverlässigkeit der Schaltung erheblich zu verbessern.

Leiterplattenkondensatoren können Ladung speichern und haben die Funktion, DC abzuschneiden.