Kondensatorer finns i nästan alla elektroniska enheter och tjänar flera viktiga applikationer inom kretsdesign. Kondensatorer erbjuder bland annat flexibla filteralternativ, brusreducering, energilagring och avkänningsfunktioner för designers. I den här guiden tittar vi på olika kondensatoranvändningar i elektroniska produkter och utrustning.
Vad används kondensatorer till?
I kombination med motstånd används ofta kondensatorer som huvudelement i frekvensselektiva filter. De tillgängliga filterdesignerna och topologierna är många. Dessa kan skräddarsys för frekvens och prestanda genom att välja rätt komponentvärden och kvalitet. Typerna av filterdesigner inkluderar:
- Högpassfilter
- Lågpassfilter
- Bandpassfilter
- Bandstoppfilter
- Hakfilter
- Alla godkända filter
- Utjämningsfilter
Frikoppling och by-pass kondensatorer
Kondensatorer spelar en avgörande roll i driften av digital elektronik genom att skydda känsliga mikrochips från brus på strömsignalen. Detta ljud kan orsaka onormalt beteende. Kondensatorer som används i denna applikation kallas frikopplingskondensatorer. Dessa kondensatorer bör placeras nära varje mikrochip för att vara effektiva eftersom kretsspår fungerar som antenner och tar upp ljud från den omgivande miljön. Frikoppling och förbikopplingskondensatorer används också i alla kretsområden för att minska den totala påverkan av elektriskt brus.
Kopplings- eller DC-blockeringskondensatorer
Kondensatorer kan skicka växelströmsignaler medan de blockerar likström och kan användas för att separera växelström och likströmskomponenter i en signal. Kondensatorns värde behöver inte vara exakt eller exakt för koppling. Det bör dock vara ett högt värde, eftersom kondensatorns reaktans driver prestandan i kopplingsapplikationer.
Snubber kondensatorer
I kretsar där en hög induktansbelastning drivs, såsom en motor eller transformator, kan stora övergående kraftpinnar uppstå när energin som lagras i den induktiva belastningen plötsligt urladdas. Denna urladdning kan skada komponenter och kontakter. Att använda en kondensator kan begränsa, eller snubba, spänningspiken över kretsen, vilket gör driften säkrare och kretsen mer tillförlitlig. Att använda en snubbningsteknik i kretsar med lägre effekt förhindrar att spikar skapar oönskad radiofrekvensstörning. Denna störning genererar avvikande beteende i kretsar och orsakar svårigheter att få produktcertifiering och godkännande.
Pulsade kraftkondensatorer
Kondensatorer är små batterier som erbjuder unika energilagringsfunktioner utöver kemiska reaktionsbatterier. När det krävs mycket ström på kort tid är stora kondensatorer och kondensatorbanker ett överlägset alternativ för många applikationer. Kondensatorbanker lagrar energi för applikationer som pulserande lasrar, radar, partikelacceleratorer och järnvägspistoler. En vanlig tillämpning av pulserande effektkondensatorn är i blixt på engångskameror, som laddas och sedan urladdas snabbt genom blixten, vilket ger en stor strömpuls.
Resonans- eller avstämda kretsapplikationer
Medan motstånd, kondensatorer och induktorer gör filter kan vissa kombinationer resultera i resonans som förstärker insignalen. Dessa kretsar förstärker signaler vid resonansfrekvensen, skapar en hög spänning från lågspänningsingångar och används som oscillatorer och avstämda filter. I resonanskretsar måste man vara försiktig med att välja komponenter som kan överleva spänningarna som varje komponent ser över den, annars kommer det snabbt att misslyckas.
Kapacitiv avkänningsapplikation
Kapacitiv avkänning har nyligen blivit en vanlig funktion i avancerade konsumentelektronikapparater. Kapacitiva sensorer har dock använts i årtionden i olika applikationer för positioner, fuktighet, vätskenivå, kvalitetskontroll av tillverkning och acceleration. Kapacitiv avkänning fungerar genom att detektera en förändring i kapacitansen i den lokala miljön genom en förändring i dielektrikumet – en förändring i avståndet mellan kondensatorns plattor eller en förändring i området för en kondensator.
Kondensatorsäkerhet
Som energilagringskomponenter kan kondensatorer lagra farliga mängder energi. Denna höga energinivå kan orsaka dödliga elektriska stötar och skada utrustning även när en kondensator kopplas bort från ström under en längre tid. Av denna anledning är det alltid en bra idé att ladda ur kondensatorer innan du arbetar med elektrisk utrustning. Elektrolytkondensatorer är benägna att misslyckas våldsamt under vissa förhållanden, särskilt om spänningen på en polariserad elektrolytkondensator är omvänd. Kondensatorer som används i högeffekts- och högspänningsapplikationer kan också misslyckas våldsamt då de dielektriska materialen bryts ner och förångas.
