So bestimmen Sie den Kondensatortyp

Es gibt heutzutage viele verschiedene Arten von Kondensatoren auf dem Markt für elektronische Komponenten, und jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Einige können mit hohen Spannungen betrieben werden, andere zeichnen sich durch eine erhebliche Kapazität aus, andere haben eine niedrige Induktivität und einige zeichnen sich durch einen außergewöhnlich niedrigen Leckstrom aus. All diese Faktoren bestimmen die Anwendung bestimmter Kondensatortypen.

Überlegen Sie, welche Arten von Kondensatoren es gibt. Im Allgemeinen gibt es viele davon, aber hier werden wir die wichtigsten gängigen Kondensatortypen betrachten und herausfinden, wie dieser Typ bestimmt werden kann.

Aluminium-ElektrolytkondensatorenBeispielsweise bestehen K50-35 oder K50-29 aus zwei dünnen Aluminiumstreifen, die zu einer Rolle verdreht sind, zwischen denen mit Elektrolyt imprägniertes Papier als Dielektrikum angeordnet ist. Die Rolle wird in einen abgedichteten Aluminiumzylinder gelegt, an dessen einem Ende (radialer Gehäusetyp) oder an dessen zwei Enden (axialer Gehäusetyp) die Kontaktleitungen sind. Schlussfolgerungen können gelötet oder geschraubt werden.

Die Kapazität von Elektrolytkondensatoren wird mit Mikrofarad gemessen und kann zwischen 0,1 Mikrofarad und 100.000 Mikrofarad liegen. Eine signifikante Kapazität von Elektrolytkondensatoren im Vergleich zu anderen Arten von Kondensatoren ist ihr Hauptvorteil. Die maximale Betriebsspannung von Elektrolytkondensatoren kann 500 Volt erreichen. Die maximal zulässige Betriebsspannung sowie die Kapazität des Kondensators sind auf seinem Gehäuse angegeben.

Diese Art von Kondensatoren hat auch Nachteile. Die erste davon ist die Polarität. Im Kondensatorgehäuse ist der negative Anschluss mit einem Minuszeichen gekennzeichnet. Dieser Anschluss sollte vorhanden sein, wenn der Kondensator in der Schaltung auf einem niedrigeren Potential als der andere arbeitet, oder der Kondensator kann keine normale Ladung ansammeln und wird höchstwahrscheinlich explodieren oder in jedem Fall beschädigt, wenn es lange dauert Halten Sie es mit der falschen Polarität unter Spannung.

Aufgrund der Polarität sind Elektrolytkondensatoren nur in Gleichstrom- oder Pulsstromkreisen anwendbar, nicht jedoch direkt in Wechselstromkreisen. Nur gleichgerichtete Spannung kann Elektrolytkondensatoren laden.

Der zweite Nachteil dieses Kondensatortyps ist der hohe Leckstrom. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, einen Elektrolytkondensator zur Langzeitspeicherung von Ladung zu verwenden, aber er eignet sich gut als Zwischenfilterelement im aktiven Kreislauf.

Der dritte Nachteil besteht darin, dass die Kapazität dieses Typs mit zunehmender Frequenz (Welligkeitsstrom) abnimmt. Dieses Problem wird jedoch gelöst, indem auf den Platinen parallel zum Elektrolytkondensator ein Keramikkondensator mit relativ geringer Kapazität installiert wird, der normalerweise 10.000 weniger als der des benachbarten Elektrolytkondensators beträgt.

Weitere Details finden Sie hier: Elektrolytkondensatoren

Jetzt lass uns darüber reden Tantalkondensatoren. Ein Beispiel ist K52-1 oder smd A. Sie basieren auf Tantalpentoxid. Die Quintessenz ist, dass sich während der Oxidation von Tantal ein dichter, nicht leitender Oxidfilm bildet, dessen Dicke technologisch gesteuert werden kann.

Ein Festkörper-Tantalkondensator besteht aus vier Hauptteilen: Anode, Dielektrikum, Elektrolyt (fest oder flüssig) und Kathode. Die Produktionskette ist ziemlich kompliziert. Zunächst wird eine Anode aus reinem gepresstem Tantalpulver erzeugt, das im Hochvakuum bei einer Temperatur von 1300 bis 2000 ° C gesintert wird, um eine poröse Struktur zu erhalten.

Dann wird durch elektrochemische Oxidation ein Dielektrikum in Form eines Tantalpentoxidfilms gebildet, dessen Dicke durch Ändern der Spannung während der elektrochemischen Oxidation gesteuert wird, wodurch die Filmdicke von Hunderten bis Tausenden von Angström erhalten wird, aber der Film hat eine solche Struktur, die einen hohen elektrischen Widerstand bereitstellt.

Die nächste Stufe ist die Bildung eines Elektrolyten, der ein Halbleiter-Mangandioxid ist. Die poröse Tantalanode wird mit Mangansalzen imprägniert und dann erhitzt, so dass Mangandioxid auf der Oberfläche erscheint; Der Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis eine vollständige Abdeckung erreicht ist. Die resultierende Oberfläche wird mit einer Graphitschicht bedeckt, dann wird Silber aufgetragen - eine Kathode wird erhalten. Die Struktur wird dann in eine Verbindung gegeben.

Tantalkondensatoren haben ähnliche Eigenschaften wie Aluminiumelektrolyse, weisen jedoch Merkmale auf. Ihre Betriebsspannung ist auf 100 Volt begrenzt, die Kapazität überschreitet 1000 Mikrofarad nicht, ihre eigene Induktivität ist geringer, daher werden Tantalkondensatoren auch bei hohen Frequenzen verwendet, die Hunderte von Kilohertz erreichen.

Ihr Nachteil ist, dass sie extrem empfindlich auf das Überschreiten der maximal zulässigen Spannung reagieren. Aus diesem Grund fallen Tantalkondensatoren am häufigsten aufgrund eines Durchschlags aus. Eine Linie am Körper des Tantalkondensators zeigt eine positive Elektrodenanode an. Blei oder SMD Tantalkondensatoren finden sich auf modernen Leiterplatten vieler elektronischer Geräte.

Einschichtige KeramikscheibenkondensatorenBeispielsweise zeichnen sich die Typen K10-7V, K10-19, KD-2 durch eine relativ große Kapazität (von 1 pF bis 0,47 Mikrofarad) mit kleinen Größen aus. Ihre Betriebsspannung reicht von 16 bis 50 Volt. Ihre Merkmale: niedrige Leckströme, niedrige Induktivität, die es ihnen ermöglicht, bei hohen Frequenzen zu arbeiten, sowie geringe Größe und hohe Temperaturstabilität der Kapazität. Solche Kondensatoren arbeiten erfolgreich in Gleichstrom-, Wechselstrom- und Welligkeitsstromkreisen.

Der Verlustfaktor tanδ überschreitet normalerweise nicht 0,05 und der maximale Leckstrom überschreitet 3 μA nicht. Keramikkondensatoren sind gegenüber externen Faktoren wie Vibrationen mit einer Frequenz von bis zu 5000 Hz mit einer Beschleunigung von bis zu 40 g, wiederholten mechanischen Stößen und linearen Belastungen stabil.

Keramikscheibenkondensatoren werden häufig zum Glätten von Filtern von Stromversorgungen, zum Filtern von Interferenzen, in Kommunikationsstufen zwischen Stufen und in fast allen elektronischen Geräten verwendet.

Die Markierung am Kondensatorgehäuse zeigt die Nennleistung an. Drei Zahlen werden wie folgt entschlüsselt. Wenn Sie die ersten beiden Ziffern mit 10 hoch der dritten Ziffer multiplizieren, erhalten Sie den Wert der Kapazität dieses Kondensators in pf. Ein mit 101 bezeichneter Kondensator hat also eine Kapazität von 100 pF, und ein mit 472 bezeichneter Kondensator hat 4,7 nF.

Mehrschichtkondensatoren aus KeramikBeispielsweise weisen K10-17A oder K10-17B im Gegensatz zu einschichtigen Schichten abwechselnd dünne Schichten aus Keramik und Metall in ihrer Struktur auf. Ihre Kapazität ist daher größer als die von einschichtigen und kann leicht mehrere Mikrofarad erreichen. Die maximale Spannung ist auch hier auf 50 Volt begrenzt. Kondensatoren dieses Typs können wie einschichtige Kondensatoren ordnungsgemäß in Gleichstrom-, Wechselstrom- und pulsierenden Stromkreisen arbeiten.

Hochspannungskeramikkondensatoren in der Lage, bei Hochspannung von 50 bis 15000 Volt zu arbeiten. Ihre Kapazität liegt im Bereich von 68 bis 100 nF, und solche Kondensatoren können in Gleichstrom-, Wechselstrom- oder pulsierenden Stromkreisen betrieben werden.

Sie sind in Netzfiltern als X / Y-Kondensatoren sowie in sekundären Stromversorgungsschaltungen zu finden, wo sie verwendet werden, um Gleichtaktstörungen und Rauschabsorption zu beseitigen, wenn die Schaltung hochfrequent ist. Manchmal kann ein Ausfall des Geräts ohne die Verwendung dieser Kondensatoren das Leben von Menschen gefährden.

Ein spezieller Typ eines Hochspannungskeramikkondensators ist Hochspannungs-Impulskondensatorwird für leistungsstarke Pulsmodi verwendet. Ein Beispiel für solche Hochspannungskeramikkondensatoren sind Haushalts-K15U, KVI und K15-4. Diese Kondensatoren können mit Spannungen bis zu 30.000 Volt betrieben werden, und Hochspannungsimpulse können mit hohen Frequenzen bis zu 10.000 Impulsen pro Sekunde folgen. Keramik bietet zuverlässige dielektrische Eigenschaften, und die spezielle Form des Kondensators und die Anordnung der Platten verhindern einen Durchschlag von außen.

Solche Kondensatoren sind als Schaltung in Hochleistungsfunkgeräten sehr beliebt und beispielsweise bei Teslostroiteley (für das Design) sehr willkommen Tesla-Spulen auf einer Funkenstrecke oder auf Lampen - SGTC, VTTC).

Kondensatoren aus Polyester (Polyethylenterephthalat, Lavsan)Beispielsweise werden K73-17 oder CL21, die auf einem metallisierten Film basieren, häufig in Schaltnetzteilen und elektronischen Vorschaltgeräten verwendet. Ihr Gehäuse aus Epoxidverbindung verleiht den Kondensatoren Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und macht sie beständig gegen aggressive Umgebungen und Lösungsmittel.

Polyesterkondensatoren sind in Kapazitäten von 1 nF bis 15 Mikrofarad erhältlich und für Spannungen von 50 bis 1500 Volt ausgelegt. Sie zeichnen sich durch hohe Temperaturstabilität bei hoher Kapazität und geringer Größe aus. Der Preis für Polyesterkondensatoren ist nicht hoch, daher sind sie in vielen elektronischen Geräten sehr beliebt, insbesondere in Vorschaltgeräten für Energiesparlampen.

Die Kondensatormarkierung enthält am Ende einen Buchstaben, der die Toleranz für die Abweichung der Kapazität vom Nennwert angibt, sowie einen Buchstaben und eine Zahl am Anfang der Markierung, die die zulässige maximale Spannung angeben, z. B. 2A102J - Kondensator für eine maximale Spannung von 100 Volt, 1 nF Kapazität, zulässige Kapazitätsabweichung + -5% . Beschriftungstabellen finden Sie leicht im Internet.

Ein breites Spektrum an Kapazitäten und Spannungen ermöglicht die Verwendung von Polyesterkondensatoren in Gleichstrom-, Wechselstrom- und Impulsstromkreisen.

Polypropylen-KondensatorenBeispielsweise hat K78-2 im Gegensatz zu Polyester einen Polypropylenfilm als Isolator. Kondensatoren dieses Typs sind in Kapazitäten von 100 pF bis 10 Mikrofarad erhältlich, und die Spannung kann 3000 Volt erreichen.

Der Vorteil dieser Kondensatoren ist nicht nur eine hohe Spannung, sondern auch eine extrem verlustarme Tangente, da tanδ 0,001 nicht überschreiten kann. Solche Kondensatoren sind beispielsweise in Induktionsheizgeräten weit verbreitet und können bei Frequenzen arbeiten, die von zehn oder sogar Hunderten von Kilohertz gemessen werden.

Besondere Erwähnung verdienen Starten von Polypropylen-Kondensatorenwie CBB-60. Diese Kondensatoren werden zum Starten von Wechselstrom-Induktionsmotoren verwendet. Sie werden mit einem metallisierten Polypropylenfilm auf einen Kunststoffkern gewickelt, dann wird die Rolle mit einer Verbindung gefüllt.

Das Kondensatorgehäuse besteht aus einem Material, das die Verbrennung nicht unterstützt, dh der Kondensator ist vollständig feuerfest und für den Betrieb unter schwierigen Bedingungen geeignet. Die Schlussfolgerungen können entweder verdrahtet oder unter den Klemmen und unter der Schraube sein. Offensichtlich sind Kondensatoren dieses Typs so ausgelegt, dass sie mit einer industriellen Netzfrequenz arbeiten.

Startkondensatoren sind für Wechselspannungen von 300 bis 600 Volt erhältlich, und der Bereich typischer Kapazitäten liegt zwischen 1 und 1000 Mikrofarad.

Siehe auch zu diesem Thema: Die Verwendung von Kondensatoren in elektronischen Schaltungen