Ένα από τα πιο πανταχού παρόν παθητικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται είναι ο πυκνωτής, που βρίσκεται σχεδόν σε κάθε ηλεκτρονική συσκευή που κατασκευάστηκε ποτέ. Οι πυκνωτές έχουν πολλές βασικές εφαρμογές στον σχεδιασμό κυκλώματος, παρέχοντας ευέλικτες επιλογές φίλτρων, μείωση θορύβου, αποθήκευση ισχύος και δυνατότητες ανίχνευσης για τους σχεδιαστές.
Φιλτράρετε τις εφαρμογές
Σε συνδυασμό με αντιστάτες, οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται συχνά ως κύριο στοιχείο των φίλτρων που επιλέγουν τη συχνότητα. Τα διαθέσιμα σχέδια και τοπολογίες φίλτρων είναι πολυάριθμα και μπορούν να προσαρμοστούν για τη συχνότητα και την απόδοση επιλέγοντας τις σωστές τιμές και την ποιότητα των συστατικών. Ορισμένοι τύποι φίλτρων περιλαμβάνουν:
- Φίλτρο υψηλής διέλευσης (HPF)
- Φίλτρο χαμηλής διέλευσης (LPF)
- Φίλτρο περάσματος ζώνης (BPF)
- Φίλτρο διακοπής ζώνης (BSF)
- Φίλτρο Notch
- Όλα τα φίλτρα διέλευσης
- Φίλτρο ισοστάθμισης
Πυκνωτές αποσύνδεσης / παράκαμψης
Οι πυκνωτές παίζουν κρίσιμο ρόλο στη σταθερή λειτουργία των ψηφιακών ηλεκτρονικών συσκευών, προστατεύοντας τους ευαίσθητους μικροτσίπς από το θόρυβο στο σήμα ισχύος, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ανώμαλες συμπεριφορές. Οι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται σε αυτή την εφαρμογή ονομάζονται πυκνωτές αποσύνδεσης και πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά σε κάθε μικροτσίπ για να είναι πιο αποτελεσματικοί, καθώς όλα τα ίχνη κυκλώματος λειτουργούν ως κεραίες και θα πάρουν θόρυβο από το περιβάλλον περιβάλλον. Οι πυκνωτές αποσύνδεσης και παράκαμψης χρησιμοποιούνται επίσης σε οποιαδήποτε περιοχή ενός κυκλώματος για τη μείωση του συνολικού αντίκτυπου του ηλεκτρικού θορύβου.
Συμπυκνωτές ή συμπυκνωτές DC
Δεδομένου ότι οι πυκνωτές έχουν τη δυνατότητα να περάσουν σήματα AC ενώ μπλοκάρονται DC, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διαχωρίσουν τα στοιχεία AC και DC ενός σήματος. Η τιμή του πυκνωτή δεν χρειάζεται να είναι ακριβής ή ακριβής για τη σύζευξη, αλλά θα πρέπει να είναι υψηλή τιμή καθώς η αντίδραση του πυκνωτή οδηγεί την απόδοση στις εφαρμογές ζεύξης.
Πυκνωτές πυροδότησης
Σε κυκλώματα όπου λειτουργεί ένα υψηλό φορτίο επαγωγής, όπως ένας κινητήρας ή μετασχηματιστής, μπορεί να προκύψουν μεγάλες παροδικές τάσεις ισχύος καθώς η ενέργεια που αποθηκεύεται στο επαγωγικό φορτίο εκφορτίζεται ξαφνικά και μπορεί να προκαλέσει ζημιά στα εξαρτήματα και τις επαφές. Η εφαρμογή ενός πυκνωτή μπορεί να περιορίσει ή να απαλείψει την ακίδα τάσης σε όλο το κύκλωμα, καθιστώντας την λειτουργία ασφαλέστερη και το κύκλωμα πιο αξιόπιστο. Στα κυκλώματα χαμηλότερης ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια τεχνική snubbing για να αποφευχθεί η δημιουργία ανεπιθύμητων παρεμβολών ραδιοσυχνοτήτων (RFI) που μπορεί να προκαλέσουν ανώμαλη συμπεριφορά στα κυκλώματα και να προκαλέσουν δυσκολίες στην απόκτηση πιστοποίησης και έγκρισης προϊόντων.
Πυκνωτές ισχύος ισχύος
Στα πιο βασικά τους, οι πυκνωτές είναι πραγματικά μικροσκοπικές μπαταρίες και προσφέρουν μοναδικές δυνατότητες αποθήκευσης ενέργειας πέραν εκείνων των μπαταριών χημικής αντίδρασης. Όταν απαιτείται μεγάλη ισχύς σε σύντομο χρονικό διάστημα, μεγάλοι πυκνωτές και τράπεζες πυκνωτών αποτελούν μια ανώτερη επιλογή για πολλές εφαρμογές. Οι τράπεζες πυκνωτών χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ενέργειας για εφαρμογές όπως παλμικά λέιζερ, ραντάρ, επιταχυντές σωματιδίων και σιδηροτροχιές. Μια κοινή εφαρμογή του παλμικού πυκνωτή ισχύος βρίσκεται στη λάμψη σε μία φωτογραφική μηχανή μίας χρήσης η οποία φορτίζεται και στη συνέχεια εκφορτίζεται γρήγορα μέσω του φλας, παρέχοντας ένα μεγάλο παλμό ρεύματος.
Εφαρμογές συντονισμού ή συντονισμένου κυκλώματος
Ενώ οι αντιστάσεις, οι πυκνωτές και οι επαγωγείς μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή φίλτρων, ορισμένοι συνδυασμοί μπορούν επίσης να έχουν ως αποτέλεσμα την ενίσχυση του συντονισμού του σήματος εισόδου. Αυτά τα κυκλώματα χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση των σημάτων στη συχνότητα συντονισμού, τη δημιουργία υψηλής τάσης από εισόδους χαμηλής τάσης, ως ταλαντωτές και ως συντονισμένα φίλτρα. Σε συντονισμένα κυκλώματα, πρέπει να ληφθεί μέριμνα για την επιλογή εξαρτημάτων που μπορούν να επιβιώσουν από τις τάσεις που τα εξαρτήματα βλέπουν απέναντί τους ή θα αποτύχουν γρήγορα.
Εφαρμογή χωρητικής ανίχνευσης
Η χωρητική ανίχνευση έχει γίνει πρόσφατα κοινό χαρακτηριστικό στις προηγμένες συσκευές ηλεκτρονικής ευρείας κατανάλωσης, παρόλο που οι χωρητικοί αισθητήρες έχουν χρησιμοποιηθεί εδώ και δεκαετίες σε ποικίλες εφαρμογές για θέσεις, υγρασία, στάθμη υγρών, έλεγχο ποιότητας κατασκευής και επιτάχυνση. Η χωρητική ανίχνευση λειτουργεί ανιχνεύοντας μια μεταβολή της χωρητικότητας του τοπικού περιβάλλοντος μέσω μιας αλλαγής στο διηλεκτρικό, μιας αλλαγής στην απόσταση μεταξύ των πλακών του πυκνωτή ή μιας αλλαγής στην περιοχή ενός πυκνωτή.
Ασφάλεια πυκνωτών
Λίγες προφυλάξεις ασφαλείας πρέπει να λαμβάνονται με πυκνωτές. Ως συστατικά αποθήκευσης ενέργειας, οι πυκνωτές μπορούν να αποθηκεύουν επικίνδυνες ποσότητες ενέργειας που μπορεί να προκαλέσουν θανατηφόρα ηλεκτροπληξία και να καταστρέψουν τον εξοπλισμό ακόμη και αν ο πυκνωτής αποσυνδεθεί από την ισχύ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για το λόγο αυτό, είναι πάντα καλή ιδέα να εκφορτιστείτε πυκνωτές πριν εργαστείτε σε ηλεκτρικό εξοπλισμό.
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι επιρρεπείς σε βίαιη βλάβη κάτω από ορισμένες συνθήκες, ειδικά εάν αντιστραφεί η τάση σε έναν πολωμένο ηλεκτρολυτικό πυκνωτή. Οι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές υψηλής τάσης και υψηλής τάσης μπορεί επίσης να αποτύχουν βίαια καθώς τα διηλεκτρικά υλικά διασπώνται και εξατμίζονται.