Capacitors dia iray amin'ireo singa ampiasaina matetika indrindra amin'ny boards. Satria mitombo hatrany ny isan'ny fitaovana elektrônika (avy amin'ny finday ka hatramin'ny fiara) dia mitombo ihany koa ny fangatahana capacitor. Ny areti-mifindra Covid 19 dia nanelingelina ny rojo famatsiana singa eran-tany manomboka amin'ny semiconductors ka hatramin'ny singa passive, ary tsy ampy ny capacitor1.
Ny fifanakalozan-kevitra momba ny lohahevitra momba ny capacitors dia azo avadika mora ho boky na rakibolana. Voalohany, misy karazana capacitors, toy ny electrolytic capacitors, sarimihetsika capacitors, seramika capacitors sy ny sisa. Avy eo, amin'ny karazana mitovy, misy fitaovana dielectric samihafa. Misy kilasy samihafa koa. Raha ny rafitra ara-batana, misy karazana capacitor roa-terminal sy telo-terminal. Misy ihany koa ny karazana capacitor X2Y, izay amin'ny ankapobeny dia mpivady Y capacitors voarakitra ao anaty iray. Ahoana ny amin'ny supercapacitors? Ny zava-misy dia, raha mipetraka ianao ary manomboka mamaky torolàlana momba ny fisafidianana capacitor avy amin'ny mpanamboatra lehibe, dia afaka mandany ny andro ianao!
Satria ity lahatsoratra ity dia momba ny fototra, dia hampiasa fomba hafa toy ny mahazatra aho. Araka ny voalaza teo aloha, ny mpitari-dalana fifantenana capacitor dia mora hita ao amin'ny tranokala mpamatsy 3 sy 4, ary matetika ny injeniera eny an-tsaha dia afaka mamaly ny ankamaroan'ny fanontaniana momba ny kapasitera. Ato amin'ity lahatsoratra ity dia tsy hamerina ny zavatra hitanao amin'ny Internet aho, fa hampiseho ny fomba hisafidianana sy hampiasana capacitors amin'ny ohatra azo ampiharina. Ny lafiny sasany tsy dia fantatra loatra amin'ny fisafidianana capacitor, toy ny fihenan'ny capacitance, dia hodinihina ihany koa. Rehefa avy namaky ity lahatsoratra ity ianao dia tokony hanana fahatakarana tsara momba ny fampiasana capacitors.
Taona maro lasa izay, fony aho niasa tao amin'ny orinasa iray nanamboatra fitaovana elektronika, dia nanana fanontaniana fanadihadiana ho an'ny injeniera elektronika herinaratra izahay. Ao amin'ny schematic diagram ny vokatra efa misy, dia hanontany ny mety ho kandidà "Inona no fiasan'ny DC rohy electrolytic capacitor?" ary "Inona no fiasan'ny capacitor seramika eo akaikin'ny chip?" Manantena izahay fa ny valiny marina dia ny DC bus capacitor Ampiasaina amin'ny fitahirizana angovo, ny capacitor seramika dia ampiasaina amin'ny sivana.
Ny valiny "marina" tadiavintsika dia mampiseho fa ny olona rehetra ao amin'ny ekipan'ny famolavolana dia mijery ny kapasitera amin'ny fomba fijery tsotra, fa tsy amin'ny fomba fijery teoria. Tsy diso ny fomba fijerin'ny teoria circuit. Amin'ny frequence ambany (avy amin'ny kHz vitsivitsy ka hatramin'ny MHz vitsivitsy), matetika dia afaka manazava tsara ny olana ny teorian'ny circuit. Izany dia satria amin'ny frequences ambany kokoa, ny famantarana dia amin'ny fomba tsy mitovy. Amin'ny fampiasana ny teoria fizaran-tany, dia afaka mahita ny capacitor aseho ao amin'ny Figure 1, izay ny mitovy andian-dahatsoratra fanoherana (ESR) sy mitovy andian-dahatsoratra inductance (ESL) manao ny impedance ny capacitor fiovana amin'ny matetika.
Ity maodely ity dia manazava tanteraka ny zava-bitan'ny fizaran-tany rehefa mihodina miadana ny fihodinana. Na izany aza, rehefa mitombo ny matetika dia mihasarotra ny raharaha. Amin'ny fotoana iray, ny singa dia manomboka mampiseho tsy linearity. Rehefa mitombo ny fatrany dia manana fetra ny modely LCR tsotra.
Amin'izao fotoana izao, raha toa ka anontaniana fanontaniana mitovy amin'izany aho, dia hanao solomaso fandinihana ny teoria an-tsaha aho ary hilaza fa samy fitaovana fitahirizana angovo ireo karazana capacitor. Ny maha samy hafa dia ny electrolytic capacitors afaka mitahiry angovo bebe kokoa noho ny seramika capacitors. Saingy amin'ny resaka fifindran'ny angovo, ny kapasitera seramika dia afaka mamindra angovo haingana kokoa. Izany dia manazava ny antony tsy maintsy apetraka eo akaikin'ny chip ny capacitors seramika, satria ny chip dia manana fatran'ny fampandehanana avo kokoa sy ny hafainganam-pandehan'ny fampandehanana raha oharina amin'ny circuit power lehibe.
Avy amin'io fomba fijery io dia azontsika atao ny mamaritra tsotra ny fenitry ny fampisehoana roa ho an'ny capacitors. Ny iray dia ny habetsahan'ny angovo azon'ny capacitor tehirizina, ary ny iray hafa dia ny hafainganam-pandehan'io angovo io. Samy miankina amin'ny fomba famokarana ny capacitor, ny fitaovana dielectric, ny fifandraisana amin'ny capacitor, sy ny sisa.
Rehefa mihidy ny switch ao amin'ny circuit (jereo ny sary 2), dia manondro fa mila angovo avy amin'ny loharanon-kery ny entana. Ny hafainganan'ny fanakatonana ity switch ity no mamaritra ny maha-maika ny fitakiana angovo. Satria mandeha amin'ny hafainganam-pandehan'ny hazavana ny angovo (antsasaky ny hafainganam-pandehan'ny hazavana amin'ny fitaovana FR4), dia mila fotoana ny famindrana angovo. Ankoatr'izay, misy ny tsy fitovian'ny impedance eo amin'ny loharano sy ny tsipika fampitana ary ny entana. Midika izany fa tsy hafindra ao anatin'ny dia iray na oviana na oviana ny angovo, fa amin'ny fitsangatsanganana mihodikodina maromaro5, ka izany no mahatonga ny fifandimbiasana haingana dia ho hita ny fahatarana sy ny faneno ao amin'ny onjam-pamokarana.
Sary 2: Mitaky fotoana ny angovo mba hiparitaka eny amin'ny habakabaka; Ny tsy fitovian'ny impedance dia miteraka fiverimberenan'ny famindrana angovo.
Ny zava-misy fa mila fotoana ny fanaterana angovo sy ny fitsangatsanganana maromaro dia milaza amintsika fa mila mamindra ny angovo ho akaiky araka izay azo atao amin'ny entana isika, ary mila mitady fomba hanaterana azy haingana. Ny voalohany dia matetika tratra amin'ny alalan'ny fampihenana ny elanelana ara-batana eo amin'ny enta-mavesatra, switch ary capacitor. Ity farany dia tratra amin'ny fanangonana vondrona capacitors miaraka amin'ny impedance kely indrindra.
Ny teoria an-tsaha koa dia manazava ny antony mahatonga ny tabataba mahazatra. Raha fintinina dia mipoitra ny feo mahazatra rehefa tsy mahafeno ny fitakiana angovo amin'ny enta-mavesatra mandritra ny fifandimbiasana. Noho izany, ny angovo voatahiry ao amin'ny habaka eo anelanelan'ny entana sy ny conducteur akaiky dia homena hanohanana ny fitakiana dingana. Ny habaka eo anelanelan'ny enta-mavesatra sy ny conducteur akaiky dia ilay antsoinay hoe capacitance parasitic/mutual (jereo ny sary 2).
Mampiasa ireto ohatra manaraka ireto izahay mba hampisehoana ny fomba fampiasana kapasitera elektrôltika, kapasitera seramika multilayer (MLCC), ary kapasitera sarimihetsika. Samy ampiasaina hanazavana ny fahombiazan'ny capacitors voafantina na ny circuit sy ny field theory.
Ny capacitors electrolytika dia ampiasaina indrindra amin'ny rohy DC ho loharano angovo lehibe indrindra. Ny safidy ny electrolytic capacitor matetika dia miankina amin'ny:
Ho an'ny fampisehoana EMC, ny toetra manan-danja indrindra amin'ny capacitors dia ny impedance sy ny toetra matetika. Miankina hatrany amin'ny fahombiazan'ny capacitor dc link ny famotsorana ny fatran'ny ambany matetika.
Tsy miankina amin'ny ESR sy ESL an'ny capacitor ny impedance ny rohy DC, fa amin'ny faritry ny loop thermal, araka ny aseho amin'ny sary 3. Ny faritra mafana kokoa dia midika fa maharitra kokoa ny famindrana angovo, noho izany ny fampisehoana. ho voa.
Nisy mpanova DC-DC nidina natsangana mba hanaporofoana izany. Ny fametrahana fitsapana EMC alohan'ny fanarahan-dalàna aseho amin'ny sary 4 dia manao scan emission eo anelanelan'ny 150kHz sy 108MHz.
Zava-dehibe ny hahazoana antoka fa ny kapasitera ampiasaina amin'ity fandalinana tranga ity dia avy amin'ny mpanamboatra iray ihany mba hisorohana ny tsy fitoviana amin'ny toetran'ny impedance. Rehefa soldering ny capacitor amin'ny PCB, dia ho azo antoka fa tsy misy ela mitarika, satria izany dia hampitombo ny ESL ny capacitor. Ny sary 5 dia mampiseho ireo fanamafisana telo.
Ny valin'ny famoahana ireo fikandrana telo ireo dia aseho amin'ny sary 6. Hita fa, raha ampitahaina amin'ny capacitor 680 µF tokana, ireo kapasitera roa 330 µF dia mahatratra 6 dB ny fampihenana ny feo amin'ny faritra midadasika kokoa.
Avy amin'ny teoria fizaran-tany dia azo lazaina fa amin'ny fampifandraisana ny capacitors roa mifanitsy, ny ESL sy ny ESR dia voasasaka. Avy amin'ny fomba fijery teoria an-tsaha, tsy misy loharanom-angovo iray ihany, fa loharanom-angovo roa no omena amin'ny enta-mavesatra iray, izay mampihena ny fotoana fampitana angovo amin'ny ankapobeny. Na izany aza, amin'ny hafainganam-pandeha ambony kokoa, dia hihena ny fahasamihafana misy eo amin'ny kapasitera roa 330 µF sy capacitor iray 680 µF. Izany dia satria ny tabataba avo be dia manondro fa tsy ampy ny valin'ny angovo dingana. Rehefa mamindra capacitor 330 µF akaiky kokoa ny switch, dia mampihena ny fotoana famindrana angovo isika, izay mampitombo ny valin'ny dingana amin'ny capacitor.
Mampianatra antsika lesona tena lehibe ny vokany. Ny fampitomboana ny capacitance amin'ny capacitor tokana amin'ny ankapobeny dia tsy hanohana ny fangatahana angovo bebe kokoa. Raha azo atao dia ampiasao singa capacitive kely kokoa. Misy antony tsara maro mahatonga izany. Ny voalohany dia ny vidiny. Amin'ny ankapobeny, ho an'ny haben'ny fonosana mitovy, ny vidin'ny capacitor dia mitombo be amin'ny sandan'ny capacitance. Ny fampiasana capacitor tokana dia mety ho lafo kokoa noho ny fampiasana capacitor kely kokoa. Ny antony faharoa dia ny habeny. Ny antony mametra amin'ny famolavolana vokatra dia matetika ny haavon'ny singa. Ho an'ny capacitors lehibe, ny haavony matetika dia lehibe loatra, izay tsy mety amin'ny famolavolana vokatra. Ny antony fahatelo dia ny fahombiazan'ny EMC hitanay tamin'ny fandalinana tranga.
Ny lafin-javatra iray hafa tokony hodinihina rehefa mampiasa capacitor electrolytique dia ny hoe rehefa mampifandray ny capacitor roa amin'ny andiany ianao mba hizara ny volt, dia mila resistor 6 ianao.
Araka ny voalaza tetsy aloha, ny capacitors seramika dia fitaovana kely izay afaka manome angovo haingana. Matetika aho no manontany ny fanontaniana hoe "Ohatrinona ny capacitor no ilaiko?" Ny valin'io fanontaniana io dia ny hoe ho an'ny capacitors seramika, ny sandan'ny capacitance dia tsy tokony ho zava-dehibe. Ny fiheverana manan-danja eto dia ny hamaritana hoe ohatrinona ny hafainganam-pandehan'ny angovo ampy ho an'ny fampiharanao. Raha toa ka tsy mahomby amin'ny 100 MHz ny famoahana entona, dia safidy tsara ny capacitor miaraka amin'ny impedance kely indrindra amin'ny 100 MHz.
Tsy fahatakarana hafa momba ny MLCC izany. Hitako fa nandany angovo be ny injeniera nisafidy kapasitera seramika miaraka amin'ny ESR sy ESL ambany indrindra alohan'ny hampifandraisana ny kapasitera amin'ny teboka RF amin'ny alàlan'ny dian-tongotra lava. Tsara ny manamarika fa ny ESL an'ny MLCC dia matetika ambany noho ny inductance fifandraisana eo amin'ny solaitrabe. Ny inductance fifandraisana dia mbola ny mari-pamantarana manan-danja indrindra misy fiantraikany amin'ny impedance avo lenta amin'ny capacitors seramika7.
Ny sary 7 dia mampiseho ohatra ratsy. Lava dian (0,5 santimetatra ny halavany) mampiditra farafahakeliny 10nH inductance. Ny valin'ny simulation dia mampiseho fa ny impedance ny capacitor lasa ambony lavitra noho ny antenaina amin'ny teboka matetika (50 MHz).
Ny iray amin'ireo olana amin'ny MLCC dia ny fironany amin'ny rafitra inductive eo amin'ny solaitrabe. Izany dia azo jerena amin'ny ohatra aseho amin'ny sary 8, izay ny fampiasana 10 µF MLCC dia mampiditra resonance amin'ny 300 kHz eo ho eo.
Azonao atao ny mampihena ny resonance amin'ny alàlan'ny fisafidianana singa iray miaraka amin'ny ESR lehibe kokoa na mametraka fotsiny resistor kely sandany (toy ny 1 ohm) amin'ny andiany miaraka amin'ny capacitor. Ity karazana fomba ity dia mampiasa singa very mba hanakanana ny rafitra. Ny fomba iray hafa dia ny fampiasana sandan'ny capacitance hafa hamindra ny resonance mankany amin'ny teboka resonance ambany kokoa na ambony.
Film capacitors dia ampiasaina amin'ny fampiharana maro. Izy ireo no kapasitera safidy ho an'ny mpanova DC-DC mahery vaika ary ampiasaina ho sivana fanafoanana ny EMI manerana ny tsipika herinaratra (AC sy DC) ary ny fanamafisana fanivanana mahazatra. Raisinay ohatra ny capacitor X mba hanehoana ny sasany amin'ireo hevi-dehibe amin'ny fampiasana kapasitera sarimihetsika.
Raha misy trangan-javatra mipoitra, dia manampy amin'ny famerana ny adin-tsarin'ny tampon'ny tsipika eo amin'ny tsipika izany, ka matetika izy io no ampiasaina miaraka amin'ny fanerena malefaka (TVS) na varistor oksida metaly (MOV).
Mety efa fantatrao izany rehetra izany, saingy fantatrao ve fa ny sandan'ny capacitance an'ny capacitor X dia mety hihena be amin'ny fampiasana taona maro? Marina indrindra izany raha ampiasaina amin'ny tontolo mando ny capacitor. Hitako fa ny sandan'ny kapasitera X dia nidina ho isan-jaton'ny sanda nomena azy tao anatin'ny herintaona na roa, noho izany dia very ny fiarovana rehetra mety ho azon'ny capacitor eo anoloana ny rafitra natao tamin'ny capacitor X.
Inona àry no nitranga? Ny rivotra hamandoana dia mety hidirana ao amin'ny kapasitera, miakatra ny tariby ary eo anelanelan'ny boaty sy ny fitambaran'ny vilany epoxy. Ny metaly aluminium dia azo oxidized avy eo. Ny alumina dia insulator elektrika tsara, ka mampihena ny capacitance. Izany dia olana izay ho tojo ny sarimihetsika capacitors rehetra. Ny olana resahiko dia ny hatevin'ny sarimihetsika. Ny marika capacitor malaza dia mampiasa sarimihetsika matevina kokoa, ka miteraka capacitor lehibe kokoa noho ny marika hafa. Ny sarimihetsika manify dia mahatonga ny kapasitera ho tsy dia matanjaka loatra amin'ny enta-mavesatra (volt, courant, na maripana), ary mety tsy ho sitrana ny tenany.
Raha tsy mifandray maharitra amin'ny famatsiana herinaratra ny capacitor X, dia tsy mila manahy ianao. Ohatra, ho an'ny vokatra izay misy fifandimbiasana mafy eo amin'ny famatsiana herinaratra sy ny kapasitera, ny habeny dia mety ho zava-dehibe kokoa noho ny fiainana, ary avy eo dia afaka misafidy capacitor manify ianao.
Na izany aza, raha mifandray maharitra amin'ny loharanon-kery ny capacitor, dia tsy maintsy azo itokisana be. Ny oxidation ny capacitors dia tsy azo ihodivirana. Raha ny fitaovana epoxy capacitor dia tsara kalitao ary ny kapasitor dia tsy matetika miharihary amin'ny hafanana tafahoatra, ny fihenan'ny sandany dia tokony ho kely indrindra.
Ato amin'ity lahatsoratra ity, voalohany nampiditra ny saha teoria fomba fijery ny capacitors. Ny ohatra azo ampiharina sy ny valin'ny simulation dia mampiseho ny fomba hifidianana sy hampiasana ireo karazana capacitor mahazatra indrindra. Manantena aho fa ity fampahalalana ity dia afaka manampy anao hahatakatra ny andraikitry ny capacitors amin'ny famolavolana elektronika sy EMC amin'ny fomba feno kokoa.
Dr. Min Zhang no mpanorina sy lehiben'ny mpanolo-tsaina EMC an'ny Mach One Design Ltd, orinasa injeniera miorina any UK manokana amin'ny consulting EMC, famahana olana ary fiofanana. Ny fahalalany lalina momba ny elektrônika herinaratra, ny elektrônika nomerika, ny maotera ary ny famolavolana vokatra dia nahasoa ny orinasa manerana izao tontolo izao.
In Compliance no loharanon'ny vaovao, fampahalalana, fanabeazana ary aingam-panahy ho an'ny matihanina amin'ny injeniera elektrika sy elektronika.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Education Energy and Power Industry Information Technology Medical Military and National Defense
Fotoana fandefasana: Dec-11-2021
