Tin tức về PCB - Tụ điện bảng mạch là gì?

Tụ điện bảng mạch là gì? Tụ điện là một thiết bị chứa điện tích. Nó bao gồm hai dây dẫn kim loại cách điện với nhau. Hai dây dẫn gần nhau bị kẹp ở giữa bởi một lớp cách điện không dẫn điện. Đơn vị cơ bản của tụ điện là fara (F). Chữ C thường được sử dụng trong sơ đồ mạch của các thành phần tụ điện.

Cấu trúc của tụ điện bảng mạch:

Các tụ điện đơn giản nhất bao gồm các tấm ở cả hai đầu và một điện môi cách điện (bao gồm cả không khí) ở giữa. Khi bật nguồn, các tấm sạc, tạo ra điện áp (chênh lệch tiềm năng), nhưng do vật liệu cách nhiệt ở giữa, toàn bộ tụ điện không dẫn điện. Tuy nhiên, chỉ khi điện áp tới hạn của tụ điện (điện áp hỏng) không vượt quá. Như chúng ta đã biết, bất kỳ vật liệu nào cũng được cách điện tương đối, và khi điện áp ở cả hai đầu của vật liệu được tăng lên đến một mức độ nhất định, vật liệu có thể dẫn điện, chúng tôi gọi nó là điện áp phá vỡ điện áp. Tụ điện cũng không ngoại lệ. Khi chúng bị phân hủy, chúng không còn là chất cách điện nữa.

Nguyên tắc làm việc của tụ điện bảng mạch:

Tụ điện bảng lưu trữ năng lượng điện bằng cách lưu trữ điện tích trên điện cực. Chúng thường được sử dụng kết hợp với cuộn cảm để tạo thành mạch dao động LC. Tụ điện hoạt động bằng cách điện tích buộc phải di chuyển trong điện trường. Khi có một phương tiện giữa các dây dẫn, nó cản trở chuyển động của điện tích, cho phép tích tụ điện tích trên dây dẫn, dẫn đến tích tụ điện tích lưu trữ.

Các tụ điện, giống như pin, có hai điện cực. Bên trong tụ điện bảng mạch, hai điện cực được kết nối với hai tấm kim loại được ngăn cách bởi một điện môi. Điện môi có thể là không khí, giấy, nhựa hoặc bất kỳ chất nào khác không dẫn điện và ngăn hai cực kim loại tiếp xúc với nhau.

Một tấm kim loại gắn vào cực âm của pin hấp thụ các electron được tạo ra bởi pin. Một tấm kim loại gắn vào cực dương của pin giải phóng các electron vào pin. Sau khi sạc xong, tụ điện có cùng điện áp như pin (nếu pin là 1,5 volt, tụ điện cũng là 1,5 volt).

Phân loại tụ điện pcb:

1. Nó được chia thành ba loại theo cấu trúc: tụ cố định, tụ biến và tụ tinh chỉnh.

2. Phân loại theo chất điện phân: tụ điện môi hữu cơ, tụ điện môi vô cơ, tụ điện điện phân, bình chứa nhiệt điện và tụ điện môi không khí.

3. Theo cách sử dụng: bỏ qua tần số cao, bỏ qua tần số thấp, lọc, điều chỉnh, khớp nối tần số cao, khớp nối tần số thấp, điện dung nhỏ.

4. Theo các vật liệu sản xuất khác nhau có thể được chia thành: tụ điện trung bình gốm, tụ điện polyester, tụ điện điện phân, bình chứa điện tantali, tụ điện polypropylene cao cấp, v.v.

Tụ điện đóng một vai trò quan trọng trong thiết kế bảng mạch, chủ yếu được sử dụng để lọc, ghép nối, tách rời và lưu trữ năng lượng. Với thiết kế và bố trí hợp lý, tụ điện có thể không chỉ cải thiện sự ổn định và hiệu suất của mạch mà còn giảm nhiễu tiếng ồn và cải thiện tính toàn vẹn tín hiệu.

1. Chức năng cơ bản của tụ điện

Là một thành phần thụ động với khả năng lưu trữ năng lượng điện, tụ điện được sử dụng rộng rãi trong bảng mạch để giữ điện áp ổn định và truyền tín hiệu. Các chức năng chính bao gồm ghép nối, lọc, tách rời và lưu trữ năng lượng. Các loại tụ điện khác nhau, chẳng hạn như tụ điện phân và tụ gốm, phù hợp với các yêu cầu thiết kế khác nhau.

2. Lọc

Một trong những chức năng quan trọng của tụ điện là lọc. Trong mạch nguồn, tụ điện không chỉ giúp chỉnh lưu tín hiệu AC thành nguồn DC ổn định mà còn ức chế tiếng ồn tần số cao để đảm bảo nguồn điện sạch. Các thùng chứa điện lớn thường được sử dụng cho các bộ lọc tần số thấp, trong khi các tụ điện nhỏ xử lý hiệu quả các tín hiệu tần số cao.

3. Hành động khớp nối

Trong thiết kế mạch, tụ điện ghép nối chịu trách nhiệm truyền tín hiệu để đảm bảo tín hiệu tần số thấp có thể đi qua hiệu quả trong khi ngăn chặn tín hiệu giữa các mạch khác nhau can thiệp lẫn nhau. Để tránh ảnh hưởng lẫn nhau của các điểm làm việc của mạch phía trước và phía sau, các tụ điện điện phân có công suất lớn hơn thường được sử dụng để ghép nối.

4. Chức năng tách rời

Các tụ điện tách rời được sử dụng để giảm thời gian đáp ứng thoáng qua trong nguồn điện và ngăn tiếng ồn tần số cao can thiệp vào mạch tích hợp (IC). Chúng thường cần được sử dụng kết hợp với tụ điện bỏ qua để có hiệu quả tách rời tốt hơn. Trong thiết kế mạch, tụ điện tách rời thường được đặt gần chân nguồn để giảm cảm ứng trong đường dẫn hiện tại.

5. Lưu trữ năng lượng

Tụ điện cũng có thể được sử dụng như một bộ nhớ năng lượng ngắn hạn, cung cấp dòng điện khi mạch cần. Tính năng này cho phép chúng duy trì điện áp cung cấp ổn định trong quá trình thay đổi tải động, do đó cải thiện hiệu suất tổng thể của mạch. Đặc biệt với tải thoáng qua, tụ điện có thể hoạt động nhanh chóng để đảm bảo mạch hoạt động bình thường.

6. Tầm quan trọng của bố cục tụ điện

Vị trí của tụ điện ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và hiệu suất của mạch. Bố trí hợp lý có thể làm giảm hiệu quả cảm ứng, tăng cường hiệu ứng lọc và giảm nhiễu mạch. Ngoài ra, trong thiết kế PCB nhiều lớp, các tụ điện được bố trí gần lớp cung cấp điện, tối ưu hóa tốt hơn nguồn điện và mạch mặt đất phẳng hiện tại. Trong quá trình thiết kế thực tế, tuân theo các nguyên tắc bố trí tụ điện sẽ cải thiện đáng kể độ tin cậy của mạch.

Tụ điện bảng mạch có thể lưu trữ điện tích và có chức năng cắt điện DC.