ตัวเก็บประจุเซรามิกการทำงานการก่อสร้างและการใช้งาน

ลองใช้เครื่องมือของเราเพื่อกำจัดปัญหา





Capacitor เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เก็บพลังงานไว้ในรูปของสนามไฟฟ้า ประกอบด้วยแผ่นโลหะสองแผ่นที่คั่นด้วยสารอิเล็กทริกหรือสารไม่นำไฟฟ้า ประเภทของตัวเก็บประจุแบ่งอย่างกว้าง ๆ ตามความจุคงที่และความจุตัวแปร ที่สำคัญที่สุดคือตัวเก็บประจุแบบคงที่ แต่ตัวเก็บประจุที่มีความจุตัวแปรก็มีอยู่เช่นกัน ซึ่งรวมถึงตัวเก็บประจุแบบหมุนหรือแบบทริมเมอร์ ตัวเก็บประจุที่มีความจุคงที่จะแบ่งออกเป็นตัวเก็บประจุแบบฟิล์มตัวเก็บประจุแบบเซรามิกอิเล็กโทรไลต์และตัวเก็บประจุยิ่งยวด ตามลิงค์เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม ตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ . ตัวเก็บประจุเซรามิกอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมในบทความนี้

ตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ

ตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ



ขั้วและสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกมักพบในอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดและใช้วัสดุเซรามิกเป็นอิเล็กทริก ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกเป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีขั้วซึ่งหมายความว่าไม่มีขั้ว ดังนั้นเราสามารถเชื่อมต่อในทิศทางใดก็ได้บนแผงวงจร


ด้วยเหตุนี้พวกมันจึงปลอดภัยกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามาก นี่คือสัญลักษณ์ของตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วที่ระบุด้านล่าง ตัวเก็บประจุหลายชนิดเช่นลูกปัดแทนทาลัมไม่มีขั้ว



ขั้วและสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุเซรามิก

ขั้วและสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุเซรามิก

โครงสร้างและคุณสมบัติของตัวเก็บประจุแบบเซรามิก

ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกมีให้เลือกสามประเภทแม้ว่าจะมีรูปแบบอื่น ๆ ให้เลือก:

  • ตัวเก็บประจุเซรามิกแผ่นตะกั่วสำหรับการติดตั้งผ่านรูซึ่งเคลือบด้วยเรซิน
  • Surface Mount Multi-Layer Ceramic Capacitors (MLCC)
  • ไมโครเวฟชนิดพิเศษตัวเก็บประจุเซรามิกแบบแผ่นไร้สารตะกั่วที่มีไว้สำหรับนั่งในช่องบน PCB
ตัวเก็บประจุเซรามิกประเภทต่างๆ

ตัวเก็บประจุเซรามิกประเภทต่างๆ

ตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิก ทำโดยการเคลือบแผ่นเซรามิกที่มีหน้าสัมผัสสีเงินทั้งสองด้านตามที่แสดงด้านบนภาพประกอบ ตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกมีค่าความจุประมาณ 10pF ถึง100μFพร้อมพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายระหว่าง 16V ถึง 15 KV และอื่น ๆ

เพื่อให้ได้ความจุที่สูงขึ้นอุปกรณ์เหล่านี้สามารถทำจากหลายชั้นได้ MLCCs ทำด้วยวัสดุ Paraelectric และ Ferroelectric ผสมกันและอีกชั้นหนึ่งด้วยหน้าสัมผัสโลหะ


หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนการแบ่งชั้นอุปกรณ์จะถูกนำไปไว้ที่อุณหภูมิสูงและส่วนผสมจะถูกเผาทำให้ได้วัสดุเซรามิกที่มีคุณสมบัติตามต้องการ ในที่สุดตัวเก็บประจุที่ได้จะประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาดเล็กจำนวนมากที่เชื่อมต่อแบบขนานซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มความจุ

MLCC ประกอบด้วยชั้นมากกว่า 500 ชั้นโดยมีความหนาขั้นต่ำประมาณ 0.5 ไมครอน เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้นความหนาของชั้นจะลดลงและความจุจะเพิ่มขึ้นในปริมาตรเดียวกัน

ไดอิเล็กทริกตัวเก็บประจุเซรามิกแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ผลิต แต่สารประกอบทั่วไป ได้แก่ ไททาเนียมไดออกไซด์สตรอนเทียมไททาเนตและแบเรียมไททาเนต

ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิในการทำงานจะมีการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของอุณหภูมิความทนทานต่อคลาสตัวเก็บประจุเซรามิก

ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 1

เกี่ยวกับอุณหภูมินี่คือตัวเก็บประจุที่เสถียรที่สุด มีลักษณะเกือบเป็นเส้นตรง

สารประกอบที่พบมากที่สุดที่ใช้เป็นไดอิเล็กทริกคือ

  • แมกนีเซียมไททาเนตสำหรับค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่เป็นบวก
  • แคลเซียมไททาเนตสำหรับตัวเก็บประจุที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบ

ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 2

ตัวเก็บประจุคลาส 2 แสดงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นสำหรับประสิทธิภาพเชิงปริมาตร แต่มีต้นทุนด้านความแม่นยำและเสถียรภาพที่ต่ำกว่า ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้สำหรับการแยกส่วนการมีเพศสัมพันธ์และ เลี่ยงการใช้งาน โดยที่ความถูกต้องไม่ใช่สิ่งสำคัญที่สุด

  • ช่วงอุณหภูมิ: -50C ถึง + 85C
  • ปัจจัยการกระจาย: 2.5%
  • ความแม่นยำ: ปานกลางถึงแย่

ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 3

ตัวเก็บประจุเซรามิกคลาส 3 มีประสิทธิภาพเชิงปริมาตรสูงพร้อมความแม่นยำต่ำและปัจจัยการกระจายตัวต่ำ ไม่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงได้ อิเล็กทริกที่ใช้มักเป็นแบเรียมไททาเนต

  • ตัวเก็บประจุคลาส 3 จะเปลี่ยนความจุ -22% เป็น + 50%
  • ช่วงอุณหภูมิ + 10C ถึง + 55C
  • ปัจจัยการกระจาย: 3 ถึง 5%
  • มันจะมีความแม่นยำที่ค่อนข้างแย่ (โดยทั่วไปคือ 20% หรือ -20 / + 80%)

โดยทั่วไปประเภทคลาส 3 จะใช้สำหรับการแยกส่วนหรืออื่น ๆ แหล่งจ่ายไฟ แอปพลิเคชันที่ความแม่นยำไม่ใช่ปัญหา

ค่าตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิก

รหัสตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกโดยปกติจะประกอบด้วยตัวเลขสามหลักตามด้วยตัวอักษร ง่ายมากที่จะถอดรหัสเพื่อหาค่าตัวเก็บประจุ

ค่าตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิก

ค่าตัวเก็บประจุแผ่นเซรามิก

เลขนัยสำคัญสองตัวแรกหมายถึงตัวเลขสองหลักแรกของค่าความจุจริงซึ่งก็คือ 47 (ตัวเก็บประจุด้านบน)

หลักที่สามคือตัวคูณ (3) ซึ่งก็คือ× 1,000 ตัวอักษร J แสดงถึงความอดทน± 5% เนื่องจากนี่คือระบบการเข้ารหัส EIA ค่าจะอยู่ใน picofarads ดังนั้นค่าของตัวเก็บประจุด้านบนคือ 47000 pF ± 5%

ตารางระบบการเข้ารหัส EIA

ตารางระบบการเข้ารหัส EIA

ตัวอย่างเช่นถ้าตัวเก็บประจุถูกทำเครื่องหมายเป็น 484N ค่าของมันคือ 480000 pF ± 30%

การใช้งานตัวเก็บประจุแบบเซรามิก

  • ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกส่วนใหญ่ใช้ในวงจรเรโซแนนซ์ในสถานีเครื่องส่งสัญญาณ
  • ตัวเก็บประจุกำลังสูงคลาส 2 ใช้ในอุปกรณ์จ่ายไฟเลเซอร์แรงดันสูงเบรกเกอร์วงจรไฟฟ้าเตาเหนี่ยวนำ ฯลฯ
  • มักใช้คาปาซิเตอร์แบบยึดพื้นผิว แผงวงจรพิมพ์ และการใช้งานที่มีความหนาแน่นสูง
  • นอกจากนี้ยังสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกเป็นตัวเก็บประจุแบบเอนกประสงค์ได้เนื่องจากไม่มีขั้วและมีให้เลือกมากมายทั้งความจุพิกัดแรงดันไฟฟ้าและขนาดต่างๆ
  • ใช้ตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกกับแปรง มอเตอร์กระแสตรง เพื่อลดสัญญาณรบกวน RF
  • MLCC ที่ใช้ในแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่เพียงไม่กี่โวลต์จนถึงหลายร้อยโวลต์ขึ้นอยู่กับการใช้งาน

จากข้อมูลข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าตัวเก็บประจุเหล่านี้ใช้เซรามิกเป็นอิเล็กทริก เนื่องจากคุณสมบัติที่ไม่มีขั้วจึงสามารถเชื่อมต่อในทิศทางใดก็ได้บนแผงวงจร เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือการนำไปใช้ โครงการวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณว่า Ceramic Capacitor ประเภทต่างๆมีอะไรบ้าง?