Kondenzátory se nacházejí téměř v každém elektronickém zařízení a slouží několika základním aplikacím při návrhu obvodů. Kondenzátory mimo jiné poskytují návrhářům flexibilní možnosti filtrování, redukci šumu, ukládání energie a možnosti snímání.
V této příručce se podíváme na různé možnosti použití kondenzátorů v elektronických produktech a zařízeních.
K čemu se používají kondenzátory?
V kombinaci s odpory se kondenzátory často používají jako hlavní prvek frekvenčně selektivních filtrů. Dostupné návrhy a topologie filtrů jsou četné. Ty mohou být přizpůsobeny frekvenci a výkonu výběrem správných hodnot komponent a kvality. Mezi typy konstrukcí filtrů patří:
- High Pass Filter
- Nízkoprůchodový filtr
- Filtr pásma
- Band Stop Filter
- Filtr zářezu
- All Pass Filter
- Filtr ekvalizace
Sečteno podtrženo
Kondenzátory hrají zásadní roli v provozu digitální elektroniky tím, že chrání citlivé mikročipy před šumem v napájecím signálu. Tento hluk může způsobit abnormální chování. Kondenzátory použité v této aplikaci se nazývají oddělovací kondenzátory. Tyto kondenzátory by měly být umístěny blízko každého mikročipu, aby byly účinné, protože obvodové stopy fungují jako antény a zachycují šum z okolního prostředí. Oddělovací a přemosťovací kondenzátory se také používají v jakékoli oblasti obvodu, aby se snížil celkový dopad elektrického šumu.
Vazební nebo DC blokovací kondenzátory
Kondenzátory mohou propouštět střídavé signály a zároveň blokovat DC a lze je použít k oddělení AC a DC složek signálu. Hodnota kondenzátoru nemusí být pro vazbu přesná nebo přesná. Měla by to však být vysoká hodnota, protože reaktance kondenzátoru řídí výkon ve vazebních aplikacích.
Odlehčovací kondenzátory
V obvodech, kde je poháněna zátěž s vysokou indukčností, jako je motor nebo transformátor, může dojít k velkým přechodovým výkonovým špičkám, protože energie uložená v indukční zátěži se náhle vybije. Tento výboj může poškodit součásti a kontakty.
Použití kondenzátoru může omezit nebo potlačit napěťové špičky v obvodu, čímž je provoz bezpečnější a obvod spolehlivější. Použití odlehčovací techniky v obvodech s nižším výkonem zabraňuje špičkám ve vytváření nežádoucího vysokofrekvenčního rušení. Toto rušení generuje anomální chování v obvodech a způsobuje potíže při získávání certifikace a schválení produktu.
Sečteno podtrženo
Kondenzátory jsou malé baterie, které nabízejí jedinečné možnosti skladování energie nad rámec baterií s chemickou reakcí. Když je potřeba hodně energie v krátkém časovém období, jsou velké kondenzátory a skupiny kondenzátorů vynikající volbou pro mnoho aplikací. Kondenzátorové banky uchovávají energii pro aplikace, jako jsou pulzní lasery, radary, urychlovače částic a železniční děla. Běžnou aplikací pulzního kondenzátoru je blesk u jednorázových fotoaparátů, který se nabíjí a poté bleskem rychle vybíjí, což poskytuje velký pulzní proud.
Aplikace rezonančních nebo laděných obvodů
Zatímco rezistory, kondenzátory a induktory tvoří filtry, určité kombinace mohou vést k rezonanci zesilující vstupní signál. Tyto obvody zesilují signály na rezonanční frekvenci, vytvářejí vysoké napětí z nízkonapěťových vstupů a používají se jako oscilátory a laděné filtry. V rezonančních obvodech je třeba dbát na výběr součástek, které vydrží napětí, které každá součástka na sobě vidí, jinak rychle selže.
Sečteno podtrženo
Kapacitní snímání se v poslední době stalo běžnou součástí pokročilých zařízení spotřební elektroniky. Kapacitní senzory se však po desetiletí používají v různých aplikacích pro polohu, vlhkost, hladinu kapalin, kontrolu kvality výroby a zrychlení. Kapacitní snímání funguje tak, že detekuje změnu kapacity místního prostředí změnou dielektrika – změnou vzdálenosti mezi deskami kondenzátoru nebo změnou plochy kondenzátoru.
Bezpečnost kondenzátoru
Kondenzátory jako součásti pro skladování energie mohou ukládat nebezpečné množství energie. Tato vysoká úroveň energie může způsobit smrtelné úrazy elektrickým proudem a poškození zařízení, i když je kondenzátor odpojen od napájení na značnou dobu. Z tohoto důvodu je vždy dobré před prací na elektrickém zařízení vybít kondenzátory.
Elektrolytické kondenzátory jsou za určitých podmínek náchylné k prudkému selhání, zvláště pokud je napětí na polarizovaném elektrolytickém kondenzátoru obráceno. Kondenzátory používané ve vysokovýkonových a vysokonapěťových aplikacích mohou také prudce selhat, protože se dielektrické materiály rozpadají a vypařují.
