Kondenzátory sa nachádzajú takmer v každom elektronickom zariadení a slúžia niekoľkým základným aplikáciám pri navrhovaní obvodov. Kondenzátory okrem iného poskytujú dizajnérom flexibilné možnosti filtrovania, redukciu šumu, ukladanie energie a snímanie.
V tejto príručke sa pozrieme na rozmanitosť použitia kondenzátorov v elektronických produktoch a zariadeniach.
Na čo sa používajú kondenzátory?
V kombinácii s odpormi sa kondenzátory často používajú ako hlavný prvok frekvenčne selektívnych filtrov. Dostupné návrhy a topológie filtrov sú početné. Tieto môžu byť prispôsobené frekvencii a výkonu výberom správnych hodnôt a kvality komponentov. Typy dizajnov filtrov zahŕňajú:
- Vysokopriepustný filter
- Nízkopriepustný filter
- Filter pásma
- Band Stop Filter
- Filter zárezu
- All Pass Filter
- Filter ekvalizácie
Zrátané podčiarknutie
Kondenzátory zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri prevádzke digitálnej elektroniky tým, že chránia citlivé mikročipy pred šumom v napájacom signáli. Tento hluk môže spôsobiť abnormálne správanie. Kondenzátory používané v tejto aplikácii sa nazývajú oddeľovacie kondenzátory. Tieto kondenzátory by mali byť umiestnené blízko každého mikročipu, aby boli účinné, pretože obvodové stopy fungujú ako antény a zachytávajú šum z okolitého prostredia. Oddeľovacie a obtokové kondenzátory sa tiež používajú v akejkoľvek oblasti obvodu, aby sa znížil celkový vplyv elektrického šumu.
Spojovacie alebo jednosmerné blokovacie kondenzátory
Kondenzátory môžu prepúšťať striedavé signály pri blokovaní jednosmerného prúdu a možno ich použiť na oddelenie striedavých a jednosmerných zložiek signálu. Hodnota kondenzátora nemusí byť presná alebo presná na spojenie. Mala by to však byť vysoká hodnota, pretože reaktancia kondenzátora riadi výkon v aplikáciách s väzbou.
Tlmiace kondenzátory
V obvodoch, v ktorých je poháňaná záťaž s vysokou indukčnosťou, ako napríklad motor alebo transformátor, môže dôjsť k veľkým prechodovým skokom výkonu, keď sa energia uložená v indukčnej záťaži náhle vybije. Tento výboj môže poškodiť komponenty a kontakty.
Použitie kondenzátora môže obmedziť alebo stlmiť napäťové špičky v obvode, vďaka čomu je prevádzka bezpečnejšia a obvod spoľahlivejší. Použitie techniky snubbingu v obvodoch s nižším výkonom zabraňuje vzniku nežiadúcich rádiofrekvenčných rušení špičkami. Toto rušenie vytvára anomálne správanie v obvodoch a spôsobuje ťažkosti pri získavaní certifikácie a schválenia produktu.
Zrátané podčiarknutie
Kondenzátory sú malé batérie, ktoré ponúkajú jedinečné možnosti skladovania energie nad rámec batérií s chemickou reakciou. Keď sa vyžaduje veľa energie v krátkom čase, veľké kondenzátory a skupiny kondenzátorov sú vynikajúcou voľbou pre mnohé aplikácie. Kondenzátorové banky uchovávajú energiu pre aplikácie, ako sú pulzné lasery, radary, urýchľovače častíc a koľajové delá. Bežnou aplikáciou pulzného kondenzátora je blesk na jednorazových fotoaparátoch, ktorý sa nabije a potom bleskom rýchlo vybije, čo poskytuje veľký impulz prúdu.
Aplikácie rezonančných alebo ladených obvodov
Zatiaľ čo odpory, kondenzátory a induktory tvoria filtre, určité kombinácie môžu viesť k rezonancii zosilňujúcej vstupný signál. Tieto obvody zosilňujú signály na rezonančnej frekvencii, vytvárajú vysoké napätie z nízkonapäťových vstupov a používajú sa ako oscilátory a ladené filtre. V rezonančných obvodoch je potrebné dbať na výber komponentov, ktoré dokážu prežiť napätia, ktoré každý komponent vidí, inak rýchlo zlyhá.
Zrátané podčiarknutie
Kapacitné snímanie sa nedávno stalo bežnou súčasťou pokročilých zariadení spotrebnej elektroniky. Kapacitné snímače sa však už desaťročia používajú v rôznych aplikáciách pre polohu, vlhkosť, hladinu tekutín, kontrolu kvality výroby a zrýchlenie. Kapacitné snímanie funguje tak, že zisťuje zmenu kapacity miestneho prostredia prostredníctvom zmeny dielektrika – zmeny vzdialenosti medzi doskami kondenzátora alebo zmeny plochy kondenzátora.
Bezpečnosť kondenzátora
Kondenzátory ako komponenty na uchovávanie energie môžu uchovávať nebezpečné množstvá energie. Táto vysoká úroveň energie môže spôsobiť smrteľné úrazy elektrickým prúdom a poškodenie zariadenia, aj keď je kondenzátor odpojený od napájania na značný čas. Z tohto dôvodu je vždy dobré pred prácou na elektrickom zariadení vybiť kondenzátory.
Elektrolytické kondenzátory sú za určitých podmienok náchylné k prudkému zlyhaniu, najmä ak je napätie na polarizovanom elektrolytickom kondenzátore obrátené. Kondenzátory používané vo vysokovýkonových a vysokonapäťových aplikáciách môžu tiež prudko zlyhať, pretože dielektrické materiály sa rozkladajú a vyparujú.
