Използването на захранващи кондензатори във филтри за електромагнитна съвместимост. Какво е кондензатор, видове кондензатори и тяхното обозначение в диаграми

Проходните кондензатори не са новост в електронната индустрия: те бяха открити веднага след конвенционалните кондензатори с двойна плоча и намериха приложение във високочестотни компоненти на тръбни устройства на комуникационно оборудване. Днес важността на проходните кондензатори е представена в нова перспектива.

Увеличаването на работните честоти на цифровите интегрални схеми сега е основната устойчива тенденция в електрониката. За да се намали влиянието на смущенията върху микросхемите на устройството, е необходимо да се стабилизира захранващото напрежение на високочестотните устройства и да се намали въздействието на тяхната работа върху останалата част от електронния модул (отделяне на мощността).

Обикновено за такива цели се използват многослойни. керамични кондензатори, монтирани директно в захранващата верига на високочестотни блокове и до многофункционални микросхеми. При честоти над 10 MHz, ефективност на филтриране пулсацииспада рязко поради импеданса на кондензатора (вътрешната му индуктивност) - последователно индуктивно съпротивление. И въпреки че практикуващите инсталират чип кондензатори за захранване дори при честоти от 2...3 GHz и твърдят, че няма нужда да се инсталират изглаждащи кондензатори при честоти над 10 MHz (предполага се, че този ефект може да бъде пренебрегнат), ние говорим за инсталиране на такъв високоефективен пропускателен кондензаторвместо няколко конвенционални чип кондензатора. В случаите, когато източникът на захранване е отдалечен от микросхеми, които работят с високочестотни сигнали, е необходимо инсталирането на изглаждащи елементи. Често се среща в модерните печатни платки„претеглящи“ микросхеми, работещи на високи честоти с множество свързани чипове кондензатори паралелен. В този случай не могат да се използват крайни (керамични, дискови и подобни) кондензатори поради допълнителната индуктивност на техните изводи, което значително влияе върху потискането на смущенията от високочестотния блок. Смущенията и смущенията се записват особено добре от устройствата, когато електронният високочестотен блок е отстранен от източника на захранване.

За да решат този проблем, производителите на кондензатори произвеждат специални серии кондензатори с възможно най-ниската еквивалентна индуктивност (ESL). В този случай клемите на такива чипове кондензатори са разположени по дългата страна на корпуса им, което прави възможно намаляването на еквивалентната индуктивност приблизително наполовина в сравнение с тези типове, при които клемите са разположени на късите крайни страни на корпуса.

Въпреки това, ако устройството е предназначено да работи в честотен диапазон, по-голям от 100 MHz, този подход не е достатъчен. Японска компания "Мурата"предложи разработването на серия от три-терминални проходни кондензатори с голям капацитет. Това са компактни чип компоненти с размери 2,0x1,25 мм, базирани на диелектрик X7R.

Сравнението на кондензатора от новата серия NFM18P с конвенционален многослоен керамичен кондензатор на практика показва почти 10-кратно намаляване на импеданса на новия тип кондензатор при високи честоти над 100 MHz, свързано с намалена структурна индуктивност.

Като пример ще дам един прост експеримент, който може да се повтори във всяка оборудвана лаборатория. Ще ви трябва захранване, високочестотен осцилоскоп и генератор с честота 10 MHz, който можете да сглобите сами с технологичен чип CMOS.Нека да свържем всеки генератор паралелно към стабилизиран източник на захранване с фиксирано постоянно напрежение от 5 V. Авторът използва генератор, базиран на микросхемата KR1561LE5, която произвежда правоъгълни импулси на изхода. Дължината на неекранираните проводници от източника на захранване до генератора е 1 m. С помощта на осцилоскоп ще запишем нивото на високочестотните пулсации на изходната мощност на микросхемата.

Амплитудата на пулсациите е приблизително 1 V, а честотата на това смущение съответства на честотата на изходните импулси на генератора. Сега нека свържем многослоен керамичен кондензатор успоредно на захранващите щифтове на микросхемата Murata MLCC 1206 X5Rи отново погледнете екрана на осцилоскопа. Смущението е налице, но амплитудата му е намаляла до 0,65 V. Сега, вместо многослоен кондензатор с диелектрик X5R, ще включим пропускащия кондензатор NFM18PC105R (тук пропускателният кондензатор е включен като филтър) и измерваме показанията с осцилоскоп в същата точка - директно на клемите на кондензатора, инсталиран близо до микросхемите. Нивото на пулсации е намалено до 0,3 V. Приблизително същият ефект се получава, ако 10 многослойни керамични кондензатора на марката MLCC 0201-2220с диелектрик X7R. Един кондензатор с три извода от марката NFM18P замества десет многослойни кондензатора с двойна плоча (изход с три извода от средната точка) по отношение на качеството на филтриране на високочестотния шум. Освен това, ако е възможно да промените честотата на генериране, можете да се уверите, че с увеличаване на честотата на високочестотните смущения нивото на пулсации намалява и обратно

Особено внимание заслужава високата стабилност на капацитета на кондензаторите в диапазона от 0,1-1 μF (благодарение на вида на разглеждания диелектрик). Малки размери, висок капацитет на натоварване (ток до 6 A), нисък импеданс при честоти над 10 MHz правят използването на проходни три-терминални кондензатори ефективно и привлекателно във високочестотни компоненти и практически досега нямат алтернатива в съвременните компактни устройства, като преносими HF/микровълнови предаватели, радиостанции, игрови конзоли, компютри и подобни устройства.

Таблицата показва основните Електрически характеристикинякои продукти.

Таблица. Основни електрически характеристики на триизводни проходни кондензатори

Подробни референтни данни за многослойни керамични кондензатори с голям капацитет могат да бъдат намерени в справочната литература и на уебсайта на Murata.

Керамичните захранващи кондензатори осигуряват надеждна защитаот вътрешни смущения и поради своята компактност и опростения дизайн на платката, те са много подходящи за използване във филтри за електромагнитна съвместимост (EMC).

Електромагнитните смущения, възникващи по време на работа на различни електрически съоръжения, са два вида - външни и вътрешни.

Външни електромагнитни смущения са смущения от различни външни източници (например радиостанции, оборудване с високо напрежение и други устройства). Специални устройства осигуряват защита електрически системиот външни смущения и в идеалния случай източникът на външни смущения също се осигурява от система против смущения.Вътрешните електромагнитни смущения идват от електронни компонентиразположени в една или съседни електрически вериги. По време на работа антени, процесори, софтуерни платки и други устройства излъчват електромагнитни вълни, които се разпространяват по печатни проводници и пречат на информационните сигнали, като ги изкривяват. Често обаче се случва да изключите от електрическа веригаизточник на смущения е невъзможно, тъй като системата няма да работи.

EMC филтрите позволяват електрическо изолиране на източници на смущения от оборудване, което трябва да бъде защитено от тези смущения, без да се засяга функционалността на системата. Те елиминират смущенията, като разреждат сигналите си към земята. EMC филтрите помагат за защита на електрическото оборудване както от вътрешни, така и от външни смущения и предотвратяват разпространението на смущения по проводниците на печатни схеми.

Защитата от електромагнитни смущения обикновено се постига с пасивни компоненти. Тъй като изискванията за EMC стават все по-строги, има нужда от подобряване на EMC свойствата на пасивните компоненти.

EMC филтрите са базирани на кондензатори, както и на LC или RC вериги. Филтрите, базирани на LC и RC вериги, не винаги осигуряват необходимото намаляване на нивата на шума, те имат сложен дизайн и изискват много място за инсталиране. Филтрите, базирани на стандартни керамични кондензатори, също заемат много място и не намаляват достатъчно нивото на шума в електрическите вериги.

Проходните керамични кондензатори осигуряват надеждна EMI защита и са идеални за EMC филтри. С тяхна помощ можете да извършите добро филтриране и да намалите смущенията на радиочестотите, те имат компактни размери (0805 или 1206) и прост дизайн.

Проходните кондензатори са направени от същия материал (COG, X7R) като стандартните керамични кондензатори, произведени са по същата технология и имат сходни технически предимства: лекота на работа, компактен дизайни широк диапазон от работни температури.

За разлика от стандартните, проходните кондензатори имат 3 полюса (4 външни клеми). Няма капацитет между 1-ви и 2-ри полюси на този кондензатор (пропускателен кондензатор), но между 1-ви и 3-ти или 2-ри и 3-ти полюси има. Основният дизайн на пропускащ кондензатор е показан на фиг. 1, а графичното му представяне е на диаграмата (фиг. 2).

Работната схема на такъв кондензатор е доста проста. Сигналът, заедно с шума, насложен върху него, пристига на полюс 1 (вход) на кондензатора. Смущенията се филтрират с помощта на кондензатор и се разреждат към земята през полюс 3 (земя). Сигналът, изчистен от смущения, напуска кондензатора през полюс 2 (изход). Комплект пропускателни кондензатори за потискане на шума е показан на фиг. 3. Кондензаторните комплекти трябва да се използват в случаите, когато няколко комуникационни линии са свързани към оборудване, защитено с ЕМС филтър. Използването на комплекти захранващи кондензатори намалява времето за инсталиране на EMC филтъра и спестява място на печатната платка.

Стандартен кондензатор X7R с размер на рамката 1206 и номинален капацитет от 2,2 nF дава максимално затихване при вмъкване от 36 dB и има резонансна честота от около 120 MHz (фиг. 6), докато пропускателен кондензатор от същия материал, със същия корпус с размер на рамката и капацитет въвежда максимално затихване от 45 dB, а неговият резонансна честотае приблизително 280 MHz.

Подобна ситуация се наблюдава, когато по-висока стойностноминален капацитет (фиг. 7): затихването при вмъкване е по-високо, но резонансната честота намалява поради увеличаването на капацитета.

Така че захранващите кондензатори са чудесни за използване в EMC филтри. Основните свойства на тези кондензатори:

ниски електрически загуби; значително потискане на смущения; работа на радиочестоти; компактност; широк диапазон от работни температури -40 ... +125 C; ниска цена в сравнение със сложните шумови филтри, базирани на филтърни вериги.

Благодарение на свойствата си, захранващите керамични кондензатори се използват широко в различни области: автомобилна електроника, телекомуникации, персонални компютри, преносими компютри, индустриална електроника, мобилни телефонии много други.

Магнетронно захранване, в микровълнова печка, се осъществява чрез вграден филтър, който се състои от два индуктора и два пропускателни кондензатора. Този филтър е предназначен да филтрира захранващото напрежение на магнетрона. Външен види веригата на филтъра са показани на фигура 1. и работят приблизително по същия начин като.

Снимка 1

Тук няма да се спираме на темата за определяне на неизправността на кондензаторите, можете да прочетете за това в статията, ще разгледаме само процеса на подмяна на захранващи кондензатори. В него са поставени захранващите кондензатори на магнетрона пластмасова кутияс фланец за закрепване (Фигура 2 - дясна страна). Проводниците, свързани към най-външните (според схемата) пластини на кондензаторите се извеждат от едната страна под силовите клеми, а от другата под изводите за връзка с филтърните намотки. Втората плоча на всеки кондензатор, вътре в корпуса, е свързана към монтажния фланец. Цялата конструкция е неразглобяема и допълнително служи като изолатор на клемите за захранване на магнетрона. Монтажният фланец на кондензатора се намира във вътрешността на филтърната кутия и е прикрепен към нея с помощта на удължени нитове и закрепващи зъбци. Клемите на кондензаторите и филтърната намотка са свързани чрез съпротивително заваряване.

Фигура 2

Всяка операция за подмяна на дефектен елемент може да бъде разделена на два етапа: демонтаж на дефектния елемент и след това инсталиране на нов. За да демонтирате дефектни кондензатори, трябва:

1. Свалете капака на магнетронната филтърна кутия.
2. Изключете проводниците на филтърните бобини от проводниците на кондензаторите (Фигура 2). За да направите това, използвайте странични ножове и отхапете кабелите на бобината възможно най-близо до мястото на точково заваряване.
3. Огънете фиксаторите. Повдигнете монтажния фланец на кондензатора с плосък, остър инструмент и разкачете занитената връзка.
4. Отстранете дефектните кондензатори.

Това е всичко, демонтажът е завършен. Остава само да се монтира новата част.

Процесът на инсталиране ще бъде малко по-интересен.

1. Преди да инсталирате работещи кондензатори, почистете добре клемите на филтърните бобини (отстранете емайла от проводника). Ако сте взели кондензатори като донор от стар магнетрон, който се провали по друга причина, след това отстранете остатъците от контактно заваряване от клемите и ги почистете също толкова старателно с помощта на иглена пила или шкурка.
2. След това трябва да инсталирате работния елемент на мястото му и здраво да свържете монтажния фланец на кондензатора към корпуса на магнетрона. Ако опитите за закрепване на фланеца с помощта на естествени крепежни елементи не доведат до нищо добро, опитайте друг метод. Фланецът може да се постави извън филтърната кутия и да се затегне с помощта на самонарезни винтове с подходяща дължина и диаметър, като се завинтват в отворите за нитове. За тези цели можете да използвате и обикновени винтове M3 с гайки. Местоположението на фланеца спрямо корпуса на филтърната кутия (отвътре или отвън) няма да повлияе по никакъв начин на работата на магнетрона. Основното нещо е надеждният контакт.
3. След това огъваме проводниците на филтърните намотки, поставяме ги върху проводниците на кондензаторите и ги свързваме чрез контактно заваряване.
4. Затворете филтърната кутия с капак. Това е всичко, магнетронът е готов за употреба.

Това е просто, нали? Но вероятно това е само за щастливите собственици на електросъпротивителни заваръчни машини и съм сигурен, че сред тези, които четат тази статия, има малцинство от тях. Останалите вероятно са много объркани от третата инсталационна точка. Наистина, не е толкова лесно да се свържат надеждно кондензатори към намотки, без да се използва съпротивително заваряване. Първото нещо, което идва на ум, е да използвате обикновен поялники запоете проводниците заедно. Този метод на свързване ще помогне, но не за дълго. Факт е, че когато магнетронът работи, се отделя доста много топлина. Както корпусът на магнетрона, така и всички негови структурни елементи, включително филтърните части, се нагряват. Тази температура, разбира се, не достига точката на топене на спойката (приблизително 300 градуса С), но е напълно достатъчна, за да разруши механичната якост на спойката. След продължителна работа на пещта спойката ще омекне и дори най-малката вибрация, например от работата на вентилатора, ще завърши разрушителния процес. Проводниците ще се разпаднат и фурната ще спре да работи отново.

Бих искал да предложа два начина за решаване на този проблем. И двата метода са били успешно използвани на практика повече от веднъж. В първия случай все пак ще използваме поялник. Но ние ще използваме не само запояване, а подсилено запояване. За да направите това, в третата стъпка на инсталиране изпълняваме следните стъпки:

А) Огъваме свободните изводи на филтърните намотки така, че да се пресичат с изводите на кондензаторите под прав ъгъл (или приблизително). Може да се наложи да развиете едно завъртане на намотката, за да направите това. Това разбира се ще промени донякъде параметрите на филтъра, но не критично. И двата извода трябва да бъдат добре почистени преди това.

B) Взимаме малко парче обикновен, многожилен (винаги многожилен!) инсталационен проводник. Почистваме го от изолация. След това, използвайки почистена жица, навиваме клемите на филтърните бобини към клемите на кондензаторите напречно и ги усукваме. Завъртането трябва да е възможно най-стегнато. Използвайте странични резачки, за да отстраните излишната тел.

В) С помощта на добре нагрят поялник внимателно загрейте усуканата зона и я напълнете с припой. Цялостното нагряване е много важно; разтопената спойка трябва да тече между почти всеки проводник на монтажния проводник и да бъде равномерно разпределена в цялата зона на запояване. По време на процеса на запояване не пестете от поток - колофон. Ако по време на нагряване спойката не се разпространява, а се окаже нещо като каша, тогава трябва да увеличите температурата на върха на поялника или да използвате по-мощен. В противен случай връзката няма да бъде надеждна.

Фигура 3

Трябва да изглежда нещо подобно на показаното на фигура 3 вдясно. Не изглежда много естетически, но е доста надежден. Всеки, който е загрижен за естетическата страна на този проблем, може, ако желае, да третира зоната за запояване с иглена пила или пила, придавайки на връзката по-привлекателен външен вид. Този метод на запояване ви позволява леко да увеличите топлинния капацитет на съединението и значително да увеличите неговата механична якост.

Във втория метод всичко е много по-просто. Оставете поялника настрана и направете следното:

А) Точно както при първия метод, ние изчистваме заключенията. Огъваме клемите на намотките, но сега ги поставяме от край до край с клемите на кондензаторите.

B) Взимаме два съединителя с винтове, като тези, показани на фигура 4 вляво или други, но подходящи за вътрешен диаметър. Изваждаме ги от изолация.

В) Конекторите поставяме с единия край на изводите на кондензаторите, а с другия на изводите на бобините. Затегнете монтажните винтове.

Фигура 4

Резултатът трябва да изглежда както е показано на фигура 4 вдясно. За да се избегне спонтанно разхлабване на винтовете на конектора под въздействието на вибрации по време на работа на фурната, всеки винт трябва да бъде закрепен с капка топлоустойчив лак или боя. След завършване на стъпка 4 за инсталиране, процесът на подмяна на захранващи кондензатори може да се счита за завършен. И в първия, и във втория случай магнетронът е готов за по-нататъшна работа.

Разбира се, някой може да използва други, може би дори по-добри методи за подмяна на захранващи кондензатори. Но в тази статия аз просто споделих моето личен опит. На практика, честно казано, използвах предимно първия метод за смяна. Нито една ремонтирана по този начин микровълнова фурна не е била върната. Ще се радвам, ако в тази статия намерите отговори на вашите въпроси. Успех с ремонта господа!

Страница 1

Проходните кондензатори се използват главно в захранващи вериги на високочестотни етапи на оборудване. В този случай кондензаторът, използвайки споменатата по-горе втулка, се закрепва към отвора в металния екран (шаси, панел) на каскадата или блока, в чиято силова верига е необходимо филтриране на високочестотния компонент; Втулката осигурява надежден контакт на външната облицовка на кондензатора с екрана. Към единия край на средния прът се подава захранващ ток, а към другия е свързан товар.

Проходните кондензатори осигуряват ефективно филтриране на захранващите вериги.

Проходните кондензатори се използват като кондензатори против смущения в силови вериги, например за елиминиране на смущения в радиоприемането, причинени от искри четки електрически машини. За да направите това, тоководещият проводник от източника на захранване, който създава смущения, е свързан към единия край на пръта на кондензатора KBP, а проводникът от товара е свързан към другия край на пръта. В този случай работният ток (директен или променлив) от източника на захранване преминава към товара по кондензаторния прът и повечето отВисокочестотният ток на смущение е накъсо през кондензатора към корпуса, тъй като капацитетът на кондензатора за високочестотния ток на смущение е малък. Дори ако работният променлив ток има по-висока честота (от порядъка на стотици херца), капацитетът на кондензатора за този ток е много по-висок, отколкото за високочестотния ток на смущение.

Пропускащите кондензатори се използват за филтриране на високочестотни токове в силови вериги и за различни блокиращи приложения, чието действие трябва да е ефективно в много широк честотен диапазон.

Проходните кондензатори C, които осигуряват разединяване на управляващата верига от външните вериги чрез управляващ ток, могат да бъдат проектирани по различен начин в зависимост от честотния диапазон, по-специално под формата на проектна празнина в проводника, носещ ток. Когато се използват микролентови линии, пропускащите кондензатори се монтират в пролуката между лентовите проводници и могат да осигурят КСВ не повече от 105 в широка честотна лента, достигаща няколко октави. Блокиращите кондензатори Sb са предназначени да отделят превключвателните канали от силовите вериги, а също и да гарантират, че входният импеданс на източника на захранване не влияе на предаването на микровълнова енергия през превключвателя.

Проходните кондензатори SZ, C4 и C5 предотвратяват навлизането на високочестотни трептения от генераторното отделение в нискочестотните вериги, както и излъчването на радиосмущения.

Кондензатори(от лат. condenso - уплътнявам, уплътнявам) - това са радиоелементи с концентр електрически капацитет, образуван от два или повече електрода (плочи), разделени от диелектрик (специална тънка хартия, слюда, керамика и др.). Капацитетът на кондензатора зависи от размера (площта) на плочите, разстоянието между тях и свойствата на диелектрика.

Важно свойство на кондензатора е, че за променлив токтой е съпротивление, чиято стойност намалява с увеличаване на честотата.

Основните единици за измерване на капацитета на кондензаторите са: Farad, microFarad, nanoFarad, picofarad, обозначенията на кондензаторите за които изглеждат така: F, μF, nF, pF.

Подобно на резисторите, кондензаторите се разделят на кондензатори с постоянен капацитет, кондензатори с променлив капацитет (VCA), настройващи и саморегулиращи се кондензатори. Най-често срещаните са постоянните кондензатори.

Използват се в трептящи вериги, различни филтри, както и за разделяне на DC и AC вериги и като блокиращи елементи.

Постоянни кондензатори

Условно графично обозначениена постоянен кондензатор - две успоредни линии - символизира основните му части: две пластини и диелектрик между тях (фиг. 1).

Ориз. 1. Постоянни кондензатори и тяхното обозначение.

В близост до обозначението на кондензатора на диаграмата обикновено се посочва номиналният му капацитет, а понякога Номинално напрежение. Основната единица за капацитет е фарад (F) - капацитетът на такъв изолиран проводник, чийто потенциал се увеличава с един волт с увеличаване на заряда с един кулон.

Това е много голяма стойност, която не се използва на практика. В радиотехниката се използват кондензатори с капацитет, вариращ от части от пикофарад (pF) до десетки хиляди микрофаради (μF). Спомнете си, че 1 µF е равен на една милионна от фарад, а 1 pF е една милионна от микрофарад или една трилионна от фарад.

Съгласно GOST 2.702-75, номиналният капацитет от 0 до 9999 pF е посочен на веригите в пикофаради, без да се обозначава единицата за измерване, от 10 000 pF до 9999 μF - в микрофаради с обозначението на единицата за измерване с буквите mk (фиг. 2).

Ориз. 2. Обозначаване на мерните единици за капацитет на кондензаторите в диаграмите.

Обозначаване на капацитета на кондензаторите

Номиналният капацитет и допустимото отклонение от него, а в някои случаи и номиналното напрежение, са посочени върху корпусите на кондензаторите.

В зависимост от техния размер номиналният капацитет и допустимото отклонение се посочват в пълен или съкратен (кодиран) вид.

Пълното обозначение на капацитета се състои от съответното число и мерна единица и, както в диаграмите, капацитетът от 0 до 9999 pF е посочен в пикофаради (22 pF, 3300 pF и т.н.), а от 0,01 до 9999 µF - в микрофаради (0,047 µF, 10 µF и т.н.).

В съкратената маркировка единиците за измерване на капацитета се обозначават с буквите P (пикофарад), M (микрофарад) и N (нанофарад; 1 нанофарад = 1000 pF = 0,001 μF).

При което Капацитетът от 0 до 100 pF се посочва в пикофаради, като поставите буквата P или след числото (ако е цяло число), или на мястото на десетичната запетая (4,7 pF - 4P7; 8,2 pF - 8P2; 22 pF - 22P; 91 pF - 91P и т.н.).

Капацитетът от 100 pF (0,1 nF) до 0,1 µF (100 nF) се посочва в нанофаради, и от 0,1 µF и повече - в микрофаради.

В този случай, ако капацитетът е изразен във фракции от нанофарад или микрофарад, съответният мерната единица се поставя на мястото на нула и запетая(180 pF = 0,18 nF - H18; 470 pF = 0,47 nF - H47; 0,33 µF - MZZ; 0,5 µF - MbO и др.), а ако числото се състои от цяла част и дроб - в десетичната запетая (1500 pF = 1,5 nF - 1H5; 6,8 µF - 6M8 и др.).

Капацитетът на кондензаторите, изразен като цяло число на съответните мерни единици, се обозначава по обичайния начин (0,01 μF - 10N, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M и т.н.). За да се посочи допустимото отклонение на капацитета от номиналната стойност, се използват същите кодирани обозначения като за резистори.

Характеристики и изисквания към кондензаторите

В зависимост от веригата, в която се използват кондензатори, към тях се прилагат различни изисквания. изисквания. По този начин, кондензатор, работещ в осцилираща верига, трябва да има ниски загуби напречно работна честота, висока стабилност на контейнера във времето и при промени в температурата, влажността, налягането и др.

Загуби на кондензатор, определени главно от загубите в диелектрика, нарастват с повишаване на температурата, влажността и честотата. Кондензаторите с диелектрик от високочестотна керамика, със слюда и филмови диелектрици имат най-ниски загуби, докато кондензаторите с хартиен диелектрик и фероелектрична керамика имат най-големи загуби.

Това обстоятелство трябва да се вземе предвид при подмяна на кондензатори в радио оборудване. Промяна в капацитета на кондензатора под въздействието на заобикаляща среда(главно неговата температура) възниква поради промени в размерите на плочите, пролуките между тях и свойствата на диелектрика.

В зависимост от дизайна и използвания диелектрик кондензаторите се характеризират с различни температурен коефициент на контейнера(TKE), което показва относителната промяна на капацитета при промяна на температурата с един градус; TKE може да бъде положителен или отрицателен. Въз основа на стойността и знака на този параметър, кондензаторите се разделят на групи, на които се присвояват съответните буквени обозначенияи цвят на боята на тялото.

За поддържане на настройката на осцилаторните вериги при работа в широк температурен диапазон, последователни и паралелна връзкакондензатори, в които има TKE различни знаци. Поради това, когато температурата се промени, честотата на настройка на такава температурно-компенсирана верига остава практически непроменена.

Като всеки проводник, кондензаторите имат известна индуктивност. Колкото по-дълги и по-тънки са проводниците на кондензатора, толкова по-голям е по-големи размеринеговите плочи и вътрешни свързващи проводници.

Те имат най-висока индуктивност хартиени кондензатори, при които облицовките са направени под формата на дълги ленти от фолио, навити заедно с диелектрика на кръгла или друга форма ролка. Освен ако не се вземат специални мерки, такива кондензатори не работят добре при честоти над няколко мегахерца.

Следователно, на практика, за да се осигури работата на блокиращ кондензатор в широк честотен диапазон, керамичен или слюден кондензатор с малък капацитет е свързан успоредно на хартиения кондензатор.

Има обаче хартиени кондензатори с ниска самоиндуктивност. При тях ленти от фолио са свързани към клемите не на едно, а на много места. Това се постига или чрез ленти от фолио, поставени в ролката по време на навиване, или чрез преместване на лентите (облицовките) в противоположните краища на ролката и запояването им (фиг. 1).

Проходни и референтни кондензатори

За защита от смущения, които могат да проникнат в устройството през захранващите вериги и обратно, както и за различни блокировки, т.нар. пропускателни кондензатори. Такъв кондензатор има три извода, два от които са плътен токопроводящ прът, преминаващ през тялото на кондензатора.

Една от плочите на кондензатора е прикрепена към този прът. Третият извод е метален корпус, към който е свързана втората плоча. Корпусът на проходния кондензатор е фиксиран директно към шасито или екрана, а тоководещият проводник (захранващата верига) е запоен към средната му клема.

Благодарение на този дизайн високочестотните токове се свързват към шасито или екрана на устройството, докато постоянни токовепреминава безпрепятствено.

Използва се при високи честоти керамични захранващи кондензатори, при който ролята на една от плочите играе самият централен проводник, а другата е метализиращият слой, нанесен върху керамичната тръба. Тези конструктивни характеристики са отразени и от конвенционалното графично обозначение на проходен кондензатор (фиг. 3).

Ориз. 3. Външен вид и изображение на диаграмите на захранващи и поддържащи кондензатори.

Външната облицовка се обозначава или под формата на къса дъга (а), или под формата на един (b) или два (c) прави сегмента с изводи от средата. Последното обозначение се използва при изобразяване на проходен кондензатор в стената на екрана.

Те се използват за същата цел като контролните точки еталонни кондензатори, които са вид монтажни стелажи, монтирани върху метално шаси. Свързаната с него плоча се отличава в обозначението на такъв кондензатор с три наклонени линии, символизиращи "заземяване" (фиг. 3d).

Оксидни кондензатори

За работа в звуковия честотен диапазон, както и за филтриране на изправени захранващи напрежения са необходими кондензатори, чийто капацитет се измерва в десетки, стотици и дори хиляди микрофаради.

Такъв капацитет с достатъчно малки размери има оксидни кондензатори(старо име - електролитен). При тях ролята на една пластина (анод) играе алуминиев или танталов електрод, ролята на диелектрик играе ролята на тънък оксиден слой, нанесен върху него, а ролята на другата пластина (катод) е специален електролит , чийто изход често е металното тяло на кондензатора.

За разлика от другите повечето видове оксидни кондензатори са полярни, т.е те изискват за нормална операцияполяризиращо напрежение. Това означава, че те могат да се включват само във вериги с постоянно или пулсиращо напрежение и само в поляритета (катод към минус, анод към плюс), посочен на корпуса.

Неспазването на това условие води до повреда на кондензатора, което понякога е придружено от експлозия!

Поляритет на превключване на оксидния кондензаторса показани на диаграмите със знак "+", изобразен близо до плочата, която символизира анода (фиг. 4, а).

Това е общото обозначение за поляризиран кондензатор. Заедно с това, специално за оксидни кондензатори, GOST 2.728-74 установи символ, в който положителната плоча е изобразена като тесен правоъгълник (фиг. 4.6), а знакът "+" в този случай може да бъде пропуснат.

Ориз. 4. Оксидни кондензатори и тяхното обозначение на електрически схеми.

В схемите на радиоелектронни устройства понякога можете да намерите обозначението на оксиден кондензатор под формата на два тесни правоъгълника (фиг. 4, c) Това е символ на неполярен оксиден кондензатор, който може да работи в променлив ток вериги (т.е. без поляризиращо напрежение).

Оксидните кондензатори са много чувствителни към пренапрежение, така че диаграмите често показват не само техния номинален капацитет, но и номиналното напрежение.

За да се намали размерът, понякога се поставят два кондензатора в един корпус, но се правят само три извода (единият е общ). Символът на двоен кондензатор ясно предава тази идея (фиг. 4d).

Променливи кондензатори (VCA)

Променлив кондензаторсе състои от две групи метални пластини, единият от които може да се движи плавно спрямо другия. По време на това движение плочите на движещата се част (ротор) обикновено се вкарват в пролуките между плочите на неподвижната част (статор), в резултат на което зоната на припокриване на една плоча с друга и следователно капацитет, промени.

ДиелектрикВ KPI най-често се използва въздух. В оборудване с малки размери, например в транзисторни джобни приемници, широко се използват CPE с твърд диелектрик, който се използва като филми от устойчиви на износване високочестотни диелектрици (флуоропласт, полиетилен и др.).

Параметрите на печатните платки с твърд диелектрик са малко по-лоши, но те са много по-евтини за производство и размерите им са много по-малки от печатните платки с въздушен диелектрик.

СЪС символВече се запознахме с KPI - това е символът на кондензатор с постоянен капацитет, зачеркнат от регулаторен знак. От това обозначение обаче не става ясно коя от плочите символизира ротора и коя символизира статора. За да се покаже това на диаграмата, роторът е изобразен като дъга (фиг. 5).

Ориз. 5. Обозначение на променливи кондензатори.

Основните параметри на KPI, които ни позволяват да оценим неговите възможности при работа в осцилаторна верига, са минималният и максималният капацитет, които по правило са посочени на диаграмата до символа KPI.

В повечето радиоприемници и радиопредаватели KPI блокове, състоящи се от две, три или повече секции, се използват за едновременно настройване на няколко осцилаторни вериги.

Роторите в такива блокове са монтирани на един общ вал, чрез завъртане на който можете едновременно да промените капацитета на всички секции. Външните плочи на роторите често са разцепени (по радиуса). Това ви позволява да регулирате уреда във фабриката, така че капацитетът на всички секции да е еднакъв във всяка позиция на ротора.

Кондензаторите, включени в блока KPI, са показани отделно на диаграмите. За да се покаже, че те са комбинирани в блок, т.е. контролирани от една обща дръжка, стрелките, показващи регулирането, са свързани с пунктирана линия на механична връзка, както е показано на фиг. 6.

Ориз. 6. Обозначение на двойни променливи кондензатори.

При изобразяване на KPI на блока в различни, отдалечени части на диаграмата, механичната връзка не се показва, ограничавайки се само до съответното номериране на секциите в обозначението на позицията (фиг. 6, секции C 1.1, C 1.2 и C 1.3) .

В измервателната техника, например в рамената на капацитивни мостове, т.нар диференциални кондензатори(от латински differentia - разлика).

Те имат две групи статорни и една роторна плочи, разположени така, че когато роторните плочи излязат от пролуките между плочите на една статорна група, те в същото време влизат между плочите на другата.

В този случай капацитетът между плочите на първия статор и плочите на ротора намалява, а между плочите на ротора и втория статор се увеличава. Общият капацитет между ротора и двата статора остава непроменен. Такива кондензатори са изобразени на диаграми, както е показано на фиг. 7.

Ориз. 7. Диференциални кондензатори и тяхното обозначение на диаграмите.

Тримерни кондензатори. За да зададете първоначалния капацитет на осцилиращата верига, която определя максималната честота на нейната настройка, се използват настройващи кондензатори, чийто капацитет може да се променя от няколко пикофарада до няколко десетки пикофарада (понякога повече).

Основното изискване за тях е плавната промяна на капацитета и надеждното фиксиране на ротора в позицията, зададена по време на настройката. Осите на подстригващите кондензатори (обикновено къси) имат процеп, така че регулирането на техния капацитет е възможно само с помощта на инструмент (отвертка). В радиоразпръсквателната техника най-широко се използват кондензатори с твърд диелектрик.

Ориз. 8. Тримерни кондензатори и тяхното обозначение.

Керамичен дизайн тример кондензатор(PDA) от един от най-често срещаните типове е показано на фиг. 8, а. Състои се от керамична основа (статор) и подвижно монтиран върху нея керамичен диск (ротор).

Плочите на кондензатора - тънки слоеве сребро - се нанасят чрез изгаряне върху статора и външна странаротор. Капацитетът се променя чрез завъртане на ротора. В най-простото оборудване понякога се използват жични кондензатори за настройка.

Такъв елемент се състои от сегмент Меден проводникс диаметър 1 ... 2 и дължина 15 ... 20 mm, на който се навива плътно, завой до завой изолиран проводникс диаметър 0,2... 0,3 mm (фиг. 8,b). Контейнерът се сменя чрез развиване на жицата и за да се предотврати изплъзването на намотката, той се импрегнира с някакъв вид изолиращо съединение (лак, лепило и др.).

Тримерни кондензаториобозначени на диаграмите с основния символ, зачеркнат от знака за управление на настройката (фиг. 8,в).

Саморегулиращи се кондензатори

Използвайки специална керамика като диелектрик, диелектричната константакоето силно зависи от напрежението електрическо поле, можете да получите кондензатор, чийто капацитет зависи от напрежението на неговите пластини.

Такива кондензатори се наричат варикондас(от английски думи vari (able) - променлива и cond (enser) - кондензатор). Когато напрежението се промени от няколко волта до номинален капацитетвариконда се сменя 3-6 пъти.

Ориз. 9. Вариконд и неговото обозначение на диаграмите.

Варикондасможе да се използва в различни устройства за автоматизация, в генератори на честотни колебания, модулатори, за електрическо регулиране на колебателни вериги и др.

Символ за вариконда- символ на кондензатор със знак за нелинейно саморегулиране и латинската буква U (фиг. 9, а).

Обозначаването на термичните кондензатори, използвани в електронните устройства, е конструирано по подобен начин. ръчен часовник. Факторът, който променя капацитета на такъв кондензатор - температурата на средата - се обозначава със символа t ° (фиг. 9, б). Въпреки това, какво е кондензатор, често се търси

Литература: V.V. Фролов, Език на радиосхемите, Москва, 1998 г.