ozi

Capacitors bụ otu n'ime ihe ndị a na-ejikarị na bọọdụ sekit. Ka ọnụ ọgụgụ nke ngwaọrụ eletrọnịkị (site na ekwentị mkpanaaka na ụgbọ ala) na-aga n'ihu na-abawanye, otu ahụ ka a na-achọkwa capacitors. Ọrịa ojoo nke Covid 19 emebiela usoro inyefe ihe zuru ụwa ọnụ site na semiconductor ruo ihe ndị na-agafe agafe, na capacitors adịkwaghị ụkọ1.
Mkparịta ụka banyere isiokwu nke capacitors nwere ike gbanwee ngwa ngwa ka ọ bụrụ akwụkwọ ma ọ bụ akwụkwọ ọkọwa okwu. Nke mbụ, e nwere ụdị dị iche iche nke capacitors, dị ka electrolytic capacitors, film capacitors, seramiiki capacitors na na. Mgbe ahụ, n'otu ụdị ahụ, e nwere ihe dielectric dị iche iche. E nwekwara klas dị iche iche. N'ihe gbasara usoro anụ ahụ, e nwere ụdị capacitor abụọ na njedebe atọ. Enwekwara ụdị capacitor ụdị X2Y, nke bụ n'ezie otu ụzọ Y capacitors etinyere n'otu. Kedu maka supercapacitors? Nke bụ eziokwu bụ na ọ bụrụ na ị nọdụ ala wee malite ịgụ ntuziaka nhọrọ capacitor sitere na ndị na-emepụta ihe, ị nwere ike iji ụbọchị ahụ ngwa ngwa!
Ebe ọ bụ na isiokwu a gbasara ihe ndị bụ isi, m ga-eji usoro dị iche iche dị ka ọ dị na mbụ. Dịka e kwuru na mbụ, enwere ike ịchọta ntuziaka nhọrọ capacitor na webụsaịtị 3 na 4 ndị na-ebubata ihe, ndị injinia ubi nwere ike ịza ọtụtụ ajụjụ gbasara capacitors. N'isiokwu a, agaghị m ekwughachi ihe ị nwere ike ịhụ na Ịntanetị, ma m ga-egosi otú ịhọrọ na iji capacitors site na ihe atụ bara uru. A ga-ekpuchikwa akụkụ ụfọdụ amachaghị ama nke nhọrọ capacitor, dị ka mmebi ike. Mgbe ị gụchara isiokwu a, ị kwesịrị inwe nghọta dị mma banyere ojiji nke capacitors.
Ọtụtụ afọ gara aga, mgbe m na-arụ ọrụ na ụlọ ọrụ na-emepụta ngwá electronic, anyị nwere ajụjụ ajụjụ ọnụ maka onye injinia ọkụ eletrik. N'elu eserese eserese nke ngwaahịa dị ugbu a, anyị ga-ajụ ndị nwere ike ime "Gịnị bụ ọrụ DC njikọ electrolytic capacitor?" na "Gịnị bụ ọrụ nke seramiiki capacitor dị n'akụkụ mgbawa?" Anyị na-atụ anya na azịza ziri ezi bụ capacitor ụgbọ ala DC ejiri maka nchekwa ike, seramiiki capacitors na-eji nzacha.
Azịza nke "ziri ezi" anyị na-achọ na-egosi n'ezie na onye ọ bụla nọ na otu ndị na-emepụta ihe na-ele capacitors anya n'ụzọ dị mfe sekit, ọ bụghị site na echiche ubi. Echiche nke echiche sekit adịghị njọ. Na obere oge (site na kHz ole na ole gaa na MHz ole na ole), tiori sekit nwere ike ịkọwa nsogbu ahụ nke ọma. Nke a bụ n'ihi na n'ogo dị ala, mgbama na-abụkarị na ọnọdụ dị iche. N'iji usoro nke sekit, anyị nwere ike ịhụ capacitor nke egosiri na Figure 1, ebe nkwụsị nke usoro nkwụsị (ESR) na usoro inductance (ESL) na-eme ka impedance nke capacitor gbanwee ugboro ugboro.
Ihe nlereanya a na-akọwa n'ụzọ zuru ezu arụmọrụ sekit mgbe sekit na-agbanye nwayọọ nwayọọ. Agbanyeghị, ka ọnụọgụ na-abawanye, ihe na-adịwanye mgbagwoju anya. N'oge ụfọdụ, akụrụngwa na-amalite igosi na-abụghị linearity. Mgbe ọnụọgụ na-abawanye, ụdị LCR dị mfe nwere njedebe ya.
Taa, ọ bụrụ na a jụrụ m otu ajụjụ ajụjụ ọnụ ahụ, m ga-eyi ugegbe nlele nke ubi m wee kwuo na ụdị capacitor abụọ bụ ngwaọrụ nchekwa ike. Ihe dị iche bụ na electrolytic capacitors nwere ike ịchekwa ike karịa seramiiki capacitors. Mana n'ihe gbasara nnyefe ike, seramiiki capacitors nwere ike ibunye ike ngwa ngwa. Nke a na-akọwa ihe mere a ga-eji tinye seramiiki capacitors n'akụkụ mgbawa, n'ihi na mgbawa nwere mgbanwe mgbanwe dị elu na ọsọ ọsọ ma e jiri ya tụnyere isi sekit ike.
Site n'echiche a, anyị nwere ike ịkọwapụta ụkpụrụ arụmọrụ abụọ maka capacitors. Otu bụ ike ole capacitor nwere ike ịchekwa, nke ọzọ bụ otu esi ebufe ike a ngwa ngwa. Ha abụọ na-adabere na usoro mmepụta nke capacitor, ihe dielectric, njikọ na capacitor, na ihe ndị ọzọ.
Mgbe a na-emechi mgba ọkụ na sekit (lee foto 2), ọ na-egosi na ibu ahụ chọrọ ume site na isi iyi ike. Ọsọ nke mgba ọkụ a na-emechi na-ekpebi ngwa ngwa nke ike ike. Ebe ọ bụ na ike na-eme njem na ọsọ nke ìhè (ọkara ọsọ nke ọkụ na ihe FR4), ọ na-ewe oge iji nyefee ike. Tụkwasị na nke ahụ, enwere mgbaghara n'etiti isi iyi na eriri nnyefe na ibu. Nke a pụtara na ọ dịghị mgbe a ga-ebufe ike n'otu njem, ma na ọtụtụ njem gburugburu5, nke mere na mgbe a na-agbanye ngwa ngwa ngwa ngwa, anyị ga-ahụ nkwụsịtụ na ụda na ntụgharị ntụgharị.
Onyonyo 2: Ọ na-ewe oge maka ike ịgbasa na mbara igwe; impedance mismatch na-ebute ọtụtụ njem gburugburu nke nnyefe ike.
Eziokwu ahụ na nnyefe ike na-ewe oge na ọtụtụ njem njem na-agwa anyị na anyị kwesịrị ịkwaga ike dị ka o kwere mee na ibu ahụ, na anyị kwesịrị ịchọta ụzọ isi nyefee ya ngwa ngwa. A na-enweta nke mbụ site na ibelata anya anụ ahụ n'etiti ibu, mgba ọkụ na capacitor. A na-enweta nke ikpeazụ site n'ịchịkọta otu capacitors nwere obere impedance.
Ozizi ubi na-akọwakwara ihe na-ebute mkpọtụ ọnọdụ nkịtị. Na nkenke, a na-emepụta ụda ọnọdụ nkịtị mgbe ike ike nke ibu na-emezughị n'oge mgbanwe. Ya mere, a ga-enye ike nke echekwara na oghere dị n'etiti ibu na ndị nduzi dị nso iji kwado mkpa nzọụkwụ. Oghere dị n'etiti ibu na ndị nduzi dị nso bụ ihe anyị na-akpọ ikike parasitic / mutual capacitance (lee foto 2).
Anyị na-eji ihe atụ ndị a iji gosi ka esi eji electrolytic capacitors, multilayer ceramic capacitors (MLCC), na ihe nkiri capacitors. A na-eji ma sekit na tiori ubi kọwaa arụmọrụ nke capacitors ahọpụtara.
A na-ejikarị ndị na-ahụ maka eletrik eme ihe na njikọ DC dị ka isi iyi ike. Nhọrọ nke capacitor electrolytic na-adaberekarị na:
Maka arụmọrụ EMC, njirimara kachasị mkpa nke capacitors bụ impedance na njirimara ugboro. Mgbapụta ikuku na-adị obere oge na-adabere na arụmọrụ nke ike njikọ DC.
Mgbochi nke njikọ DC na-adabere ọ bụghị nanị na ESR na ESL nke capacitor, kamakwa na mpaghara nke thermal loop, dị ka e gosiri na Figure 3. Ebe buru ibu thermal loop pụtara na nnyefe ike na-ewe ogologo oge, ya mere arụmọrụ. ga-emetụta.
Ewubere ihe ntụgharị DC-DC gbadara iji gosi nke a. Ntọlite ​​ule EMC tupu nrube isi nke egosiri na eserese 4 na-eme nyocha ikuku emere n'etiti 150kHz na 108MHz.
Ọ dị mkpa iji hụ na capacitors ejiri mee ihe n'ọmụmụ ihe a niile sitere na otu onye nrụpụta iji zere ọdịiche dị na njirimara impedance. Mgbe ị na-ere capacitor na PCB, jide n'aka na enweghị ogologo ụzọ, n'ihi na nke a ga-abawanye ESL nke capacitor. Ọgụgụ 5 na-egosi nhazi atọ.
A na-egosipụta nsonaazụ ikuku e mere nke nhazi atọ ndị a na foto 6. Enwere ike ịhụ na, ma e jiri ya tụnyere otu 680 µF capacitor, ihe abụọ 330 µF capacitors na-enweta ọrụ mbelata mkpọtụ nke 6 dB n'elu oke ugboro ugboro.
Site na tiori sekit, enwere ike ikwu na site na ijikọ capacitors abụọ n'otu n'otu, ma ESL na ESR na-ebelata. Site na echiche nke ubi, ọ bụghị naanị otu ike ike, ma a na-enye ike abụọ ike n'otu ibu ahụ, na-ebelata oge nnyefe ike zuru oke. Agbanyeghị, n'ogo dị elu, ọdịiche dị n'etiti ihe abụọ 330 µF capacitor na otu ikike 680 µF ga-adalata. Nke a bụ n'ihi na ụda ugboro dị elu na-egosi nzaghachi ike nzọụkwụ ezughị oke. Mgbe ị na-ebugharị capacitor 330 µF nso na mgba ọkụ, anyị na-ebelata oge nnyefe ike, nke na-abawanye nzaghachi nzọụkwụ nke capacitor nke ọma.
Ihe si na ya pụta na-akụziri anyị ezigbo ihe. Ịbawanye ikike nke otu capacitor agaghị akwado nrịanrịa a na-achọ maka ume ọzọ. Ọ bụrụ na ọ ga-ekwe omume, jiri ụfọdụ akụrụngwa capacitive dị ntakịrị. Enwere ọtụtụ ezi ihe kpatara nke a. Nke mbụ bụ ọnụ ahịa. N'ikwu okwu n'ozuzu, maka otu ngwungwu nha, ọnụ ahịa capacitor na-abawanye nke ukwuu site na uru capacitance. Iji otu capacitor nwere ike ịdị ọnụ karịa iji ọtụtụ obere capacitors. Ihe nke abụọ kpatara ya bụ nha. Ihe mgbochi na imepụta ngwaahịa na-abụkarị ịdị elu nke ihe ndị ahụ. Maka ndị na-eme ihe ike dị ukwuu, ịdị elu na-adịkarị ukwuu, nke na-adabaghị maka ịmepụta ngwaahịa. Ihe kpatara nke atọ bụ arụmọrụ EMC anyị hụrụ n'ọmụmụ ihe.
Ihe ọzọ ị ga-atụle mgbe ị na-eji capacitor electrolytic bụ na mgbe ị na-ejikọta capacitors abụọ n'usoro iji kesaa voltaji, ị ga-achọ ihe nkwụsịtụ 6.
Dị ka e kwuru na mbụ, seramiiki capacitors bụ obere ngwaọrụ nwere ike inye ume ngwa ngwa. A na-ajụkarị m ajụjụ a "Ole capacitor ka m chọrọ?" Azịza nke ajụjụ a bụ na maka seramiiki capacitors, uru capacitance ekwesịghị ịbụ ihe dị mkpa. Ihe dị mkpa n'ebe a bụ iji chọpụta na nke ugboro ọsọ nfefe ike zuru maka ngwa gị. Ọ bụrụ na ikuku a na-eme na-ada na 100 MHz, mgbe ahụ capacitor nwere obere ihe mgbochi na 100 MHz ga-abụ nhọrọ dị mma.
Nke a bụ nghọtahie ọzọ nke MLCC. Ahụla m ndị injinia na-eji ike dị ukwuu na-ahọrọ seramiiki capacitors nwere ESR na ESL kacha ala tupu ha ejikọta capacitors na ebe ntụaka RF site na ogologo akara. Ọ bara uru ịkọwa na ESL nke MLCC na-adịkarị ala karịa njikọ inductance na bọọdụ. Inductance njikọ ka bụ paramita kachasị mkpa na-emetụta oke mgbochi ugboro ugboro nke seramiiki capacitors7.
Onyonyo 7 na-egosi ihe atụ ọjọọ. Ogologo akara (0.5 inch ogologo) na-ewebata opekata mpe 10nH inductance. Nsonaazụ ịme anwansị na-egosi na mgbochi nke capacitor na-adị elu karịa ka a tụrụ anya n'oge ugboro (50 MHz).
Otu n'ime nsogbu dị na MLCC bụ na ha na-enwekarị mmasị na usoro inductive dị na bọọdụ. Enwere ike ịhụ nke a na ọmụmaatụ egosiri na eserese 8, ebe iji 10 µF MLCC na-ewebata resonance na ihe dịka 300 kHz.
Ị nwere ike ibelata resonance site na ịhọrọ akụrụngwa nwere ESR buru ibu ma ọ bụ na-etinye obere resistor uru (dị ka 1 ohm) n'usoro na capacitor. Ụdị usoro a na-eji ihe ndị na-abaghị uru emebie usoro ahụ. Ụzọ ọzọ bụ iji uru capacitance ọzọ mee ka resonance gaa n'ebe dị elu ma ọ bụ dị elu.
A na-eji capacitors ihe nkiri n'ọtụtụ ngwa. Ha bụ capacitors nke nhọrọ maka ndị na-agbanwe DC-DC dị elu ma na-eji ya dị ka ihe nzacha EMI n'ofe ahịrị ọkụ (AC na DC) na nhazi nzacha nkịtị. Anyị na-ewere ihe capacitor X dị ka ọmụmaatụ iji gosi ụfọdụ isi ihe dị na iji capacitors ihe nkiri.
Ọ bụrụ na ihe omume ịwa ahụ na-eme, ọ na-enyere aka belata nrụgide voltaji dị elu na ahịrị, yabụ a na-ejikarị ya na ihe mgbochi voltaji na-agafe agafe (TVS) ma ọ bụ metal oxide varistor (MOV).
Ị nwere ike maraworị ihe ndị a niile, mana ị maara na uru ikike nke X capacitor nwere ike ibelata nke ukwuu site na iji ọtụtụ afọ? Nke a bụ eziokwu karịsịa ma ọ bụrụ na a na-eji capacitor mee ihe na gburugburu ebe iru mmiri. Ahụla m uru ikike nke X capacitor na-adaba na pasent ole na ole nke uru ọ bara n'ime otu afọ ma ọ bụ abụọ, ya mere, usoro e mere ya na X capacitor tụfuru n'ezie nchebe niile nke n'ihu njedebe capacitor nwere ike inwe.
Ya mere, gịnị mere? Ikuku mmiri nwere ike ịba n'ime capacitor, elu waya na n'etiti igbe na ogige epoxy potting. Aluminom metallization nwere ike bụrụ oxidized. Alumina bụ ezigbo mkpuchi ọkụ eletrik, si otú a na-ebelata ikike. Nke a bụ nsogbu niile ihe nkiri capacitors ga-ezute. Okwu m na-ekwu bụ ọkpụrụkpụ ihe nkiri. Ụdị capacitor ndị a ma ama na-eji ihe nkiri gbara ọkpụrụkpụ, na-ebute capacitors buru ibu karịa ụdị ndị ọzọ. Ihe nkiri dị gịrịgịrị na-eme ka capacitor ghara ịdị ike ibufe ibu (voltaji, ugbu a, ma ọ bụ okpomọkụ), na o yighị ka ọ ga-agwọ onwe ya.
Ọ bụrụ na X capacitor adịghị ejikọta ya na ọkụ ọkụ, mgbe ahụ ịkwesighi ichegbu onwe gị. Dịka ọmụmaatụ, maka ngwaahịa nwere ngbanwe siri ike n'etiti ọkụ eletrik na capacitor, nha nwere ike ịdị mkpa karịa ndụ, mgbe ahụ ị nwere ike ịhọrọ capacitor dị nro.
Agbanyeghị, ọ bụrụ na ejikọrọ capacitor na isi iyi ike, ọ ga-abụrịrị ntụkwasị obi nke ukwuu. Oxidation nke capacitors abụghị ihe a na-apụghị izere ezere. Ọ bụrụ na capacitor epoxy ihe dị mma na capacitor anaghị ekpughekarị oke okpomọkụ, ọdịda nke uru kwesịrị ịdị ntakịrị.
N'isiokwu a, buru ụzọ webatara echiche nke ubi nke capacitors. Ihe atụ bara uru na nsonaazụ simulation na-egosi otu esi ahọrọ na iji ụdị capacitor ndị a na-ahụkarị. Atụrụ anya na ozi a nwere ike inyere gị aka ịghọta ọrụ capacitors na eletrọnịkị na imewe EMC nke ọma.
Dr. Min Zhang bụ onye nchoputa na onye isi EMC onye ndụmọdụ nke Mach One Design Ltd, ụlọ ọrụ injinia dabeere na UK ọkachamara na ndụmọdụ EMC, nchọpụta nsogbu na ọzụzụ. Ihe omuma ya miri emi na igwe eletrọnịkị ike, elektrọnik dijitalụ, moto na imepụta ngwaahịa enyerela ụlọ ọrụ gburugburu ụwa uru.
In Compliance bụ isi ihe na-enweta ozi, ozi, agụmakwụkwọ na mkpali maka ndị ọkachamara injinia na eletrọnịkị.
Aerospace Automotive Communications Consumer Electronics Education Energy na Power Industry Information Technology Medical Military na National Defence