Новости PCB - Что такое конденсатор и Как проверить конденсаторы?

Что такое конденсатор? Конденсатор это устройство, содержащее заряд. Он состоит из двух изолированных друг от друга металлических проводников. Два близких друг к другу проводника зажаты в середине слоя непроводящей изоляционной среды. Основной единицей емкости конденсатора является Фарах (F). Буква С обычно используется в схемах конденсаторных элементов.

Конструкция конденсатора платы:

Самый простой конденсатор состоит из двух оконечных пластин и изоляционных диэлектриков (включая воздух) в середине. При включении электричества пластина заряжается, создавая напряжение (разность потенциалов), но из - за того, что в середине есть изоляционный материал, весь конденсатор не проводит электричество. Однако при условии, что критическое напряжение конденсатора не превышает (пробивное напряжение). Известно, что любой материал относительно изолирован, и когда напряжение на обоих концах материала увеличивается до определенной степени, материал может проводить электричество, которое мы называем напряжением пробоя напряжения. Конденсаторы не являются исключением. Когда они разлагаются, они перестают быть изоляторами.

Принцип работы конденсатора платы:

Конденсаторы платы накапливают электрическую энергию путем хранения заряда на электроде. Они обычно используются в сочетании с индукторами, образуя LC - осцилляционные схемы. Принцип работы конденсатора заключается в том, что заряд вынужден перемещаться в электрическом поле. Когда между проводниками есть среда, это препятствует движению заряда, накапливая его на проводнике, что приводит к накоплению заряда.

Конденсатор, как и батарея, имеет два электрода. Внутри конденсатора платы два электрода соединяются с двумя металлическими пластинами, разделенными диэлектриком. диэлектриком может быть воздух, бумага, пластик или любое другое вещество, которое не проводит электричество и не позволяет двум металлическим полюсам вступать в контакт друг с другом.

Металлическая пластина, прикрепленная к отрицательному полюсу батареи, поглощает электроны, генерируемые батареей. Металлическая пластина, прикрепленная к положительному полюсу батареи, высвобождает электроны в батарею. После зарядки конденсатор имеет такое же напряжение, как и батарея (если напряжение батареи составляет 1,5 вольта, напряжение конденсатора также 1,5 вольта).

Классификация конденсаторов PCB:

1.По структуре подразделяются на три категории: стационарные конденсаторы, переменные конденсаторы и подстраиваемые конденсаторы.

2.Классификация по электролитам: конденсаторы на органической среде, конденсаторы на неорганической среде, электролитические конденсаторы, электротермальные конденсаторы и конденсаторы на воздушной среде.

3.Разделение по назначению: высокочастотный шунт, низкочастотный шунт, фильтр, настройка, высокочастотная связь, низкочастотная связь, небольшая емкость.

4.В зависимости от материалов производства можно разделить на: керамические диэлектрические конденсаторы, полиэфирные конденсаторы, электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы, высококачественные полипропиленовые конденсаторы и т.д.

Конденсаторы играют решающую роль в проектировании плат и в основном используются для фильтрации, связи, развязки и хранения энергии. Благодаря разумной конструкции и компоновке конденсатор может не только улучшить стабильность и производительность схемы, но и уменьшить шумовые помехи и улучшить целостность сигнала.

Основные функции конденсаторов

В качестве пассивного элемента с возможностью хранения электрической энергии конденсаторы широко используются в монтажных платах для поддержания стабильности напряжения и передачи сигналов. Основные функции включают связь, фильтрацию, развязку и хранение энергии. Различные типы конденсаторов, такие как электролитические конденсаторы и керамические конденсаторы, подходят для различных требований к конструкции.

2.Фильтрация

Одной из важных функций конденсатора является фильтрация. В цепи питания конденсатор не только помогает выпрямить сигнал переменного тока в стабильный источник постоянного тока, но и подавляет высокочастотный шум для обеспечения чистоты питания. Большие конденсаторы обычно используются для низкочастотных фильтров, в то время как небольшие конденсаторы эффективно обрабатывают высокочастотные сигналы.

3.Связь

При проектировании схемы конденсатор связи отвечает за передачу сигнала, чтобы обеспечить эффективный прохождение низкочастотного сигнала, одновременно предотвращая помехи между сигналами разных цепей. Чтобы избежать взаимодействия между рабочими точками передней и задней цепей, обычно используются более мощные электролитические конденсаторы для связи.

4.Функция развязки

Десвязующие конденсаторы используются для уменьшения переходного времени отклика в источнике питания и предотвращения высокочастотных помех от шума в интегральных схемах (IC). Обычно их необходимо использовать в сочетании с шунтирующими конденсаторами для достижения лучшего эффекта развязки. При проектировании цепей развязывающие конденсаторы обычно размещаются вблизи штуцера питания, чтобы уменьшить индуктивность в пути тока.

5.Хранение энергии

Конденсаторы также могут использоваться в качестве кратковременных накопителей энергии, которые обеспечивают ток, когда это необходимо цепи. Эта особенность позволяет им поддерживать стабильное напряжение питания во время динамических изменений нагрузки, тем самым улучшая общую производительность схемы. В частности, при переходных нагрузках конденсатор может работать быстро, чтобы обеспечить нормальную работу схемы.

Важность компоновки конденсаторов

Размещение конденсаторов напрямую влияет на стабильность и производительность цепи. Разумная компоновка может эффективно снизить индуктивность, повысить эффект фильтрации и уменьшить шум схемы. Кроме того, в многослойной конструкции PCB конденсаторы расположены вблизи слоя питания, что позволяет оптимизировать электропитание и плоские электрические контуры заземления. В процессе фактического проектирования соблюдение принципов компоновки конденсаторов значительно повысит надежность схемы.

Конденсатор платы может хранить заряд и имеет функцию отключения постоянного тока.

Как проверить конденсаторы

1.Оценка состояния конденсатора с помощью измерительного прибора

Во-первых, извлеките конденсатор из цепи и убедитесь, что напряжение на его концах полностью разряжено. Если вы не уверены в том, как разрядить конденсатор, можно подключить к обоим его концам маленькую лампочку, пока она не перестанет светиться.

Установите измерительный прибор на сопротивление, затем подключите каждый полюс конденсатора к тестовому щупу прибора и запишите отображаемое значение сопротивления. Затем поменяйте положение щупов и снова запишите значение сопротивления.

Если два записанных значения сопротивления равны или очень близки, конденсатор находится в нормальном состоянии; если разница значительна, конденсатор мог быть поврежден.

2. проверка работоспособности конденсатора с помощью осциллографа

Подключите щуп осциллографа к двум полюсам конденсатора и установите диапазон сканирования осциллографа на более высокую частоту.

Если осциллограф показывает стабильную синусоиду или квадратную волну, конденсатор в норме; если форма волны нестабильна или деформирована, возможно, конденсатор поврежден.

3. Используйте мультиметр для проверки работы конденсатора

Настройте мультиметр на уровень емкости,а два полюса конденсатора подключите к тестовому зонду.

Если значение емкости, отображаемое на мультиметре,совпадает со значением емкости, отмеченным на конденсаторе, конденсатор в норме; если разница между ними велика, конденсатор мог быть поврежден.

4. другие методы обнаружения

Используйте для проверки измеритель качества телевизионного изображения. Подключите конденсатор к измерителю качества изображения между двумя тестовыми концами, наблюдайте, искажается или деформируется цветная полоса на экране. Если проблема существует, конденсатор может быть поврежден.

Измерение с помощью измерителя реактивной емкости. Подключите измеритель емкости параллельно конденсатору, постоянно регулируя частоту, пока показания измерителя емкости не достигнут минимального значения. В этот момент показания являются значением емкости конденсатора. Если показания ненормальны или нестабильны, конденсатор может быть поврежден.

При тестировании конденсатора важно убедиться, что напряжение на конденсаторе полностью разряжено, чтобы не повлиять на результаты тестирования. Кроме того, различные методы тестирования могут иметь разные диапазоны погрешностей, поэтому для получения точного заключения необходимо рассмотреть несколько результатов тестирования.