Ο πυκνωτής είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη συσκευή στο σχεδιασμό κυκλώματος, είναι ένα από τα παθητικά στοιχεία, η ενεργή συσκευή είναι απλά η ανάγκη για ενέργεια (ηλεκτρική) πηγή της συσκευής που ονομάζεται ενεργή συσκευή, χωρίς ενέργεια (ηλεκτρική) πηγή της συσκευής είναι παθητική συσκευή .
Ο ρόλος και η χρήση των πυκνωτών είναι γενικά πολλών ειδών, όπως: ο ρόλος της παράκαμψης, η αποσύνδεση, το φιλτράρισμα, η αποθήκευση ενέργειας. Στην ολοκλήρωση της ταλάντωσης, του συγχρονισμού και του ρόλου της χρονικής σταθεράς.
Απομόνωση DC: Η λειτουργία είναι να εμποδίζει το DC να περάσει και να αφήνει το AC να περάσει.
Παράκαμψη (αποσύνδεση): Παρέχει μια διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης για ορισμένα παράλληλα εξαρτήματα σε ένα κύκλωμα AC.
Πυκνωτής παράκαμψης: Ένας πυκνωτής παράκαμψης, γνωστός και ως πυκνωτής αποσύνδεσης, είναι μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας που παρέχει ενέργεια σε μια συσκευή. Χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά σύνθετης αντίστασης συχνότητας του πυκνωτή, τα χαρακτηριστικά συχνότητας του ιδανικού πυκνωτή καθώς αυξάνεται η συχνότητα, η σύνθετη αντίσταση μειώνεται, ακριβώς όπως μια λίμνη, μπορεί να κάνει την τάση εξόδου ομοιόμορφη, να μειώσει τη διακύμανση της τάσης φορτίου. Ο πυκνωτής παράκαμψης θα πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στον πείρο τροφοδοσίας ρεύματος και στον πείρο γείωσης της συσκευής φορτίου, που είναι η απαίτηση σύνθετης αντίστασης.
Όταν σχεδιάζετε το PCB, δώστε ιδιαίτερη προσοχή στο γεγονός ότι μόνο όταν είναι κοντά σε ένα εξάρτημα μπορεί να καταστείλει την ανύψωση του δυναμικού γείωσης και τον θόρυβο που προκαλείται από υπερβολική τάση ή άλλη μετάδοση σήματος. Για να το λέμε ωμά, το στοιχείο εναλλασσόμενου ρεύματος του τροφοδοτικού συνεχούς ρεύματος συνδέεται με την παροχή ρεύματος μέσω του πυκνωτή, ο οποίος παίζει το ρόλο του καθαρισμού του τροφοδοτικού DC. Το C1 είναι ο πυκνωτής παράκαμψης στο παρακάτω σχήμα και το σχέδιο πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο IC1.
Πυκνωτής αποσύνδεσης: Ο πυκνωτής αποσύνδεσης είναι η παρεμβολή του σήματος εξόδου ως αντικείμενο φίλτρου, ο πυκνωτής αποσύνδεσης είναι ισοδύναμος με την μπαταρία, η χρήση της φόρτισης και εκφόρτισής του, έτσι ώστε το ενισχυμένο σήμα να μην διαταραχθεί από τη μετάλλαξη του ρεύματος . Η χωρητικότητά του εξαρτάται από τη συχνότητα του σήματος και τον βαθμό καταστολής των κυματισμών και ο πυκνωτής αποσύνδεσης πρέπει να παίζει ρόλο «μπαταρίας» για να ανταποκρίνεται στις αλλαγές στο ρεύμα του κυκλώματος κίνησης και να αποφεύγει τις παρεμβολές σύζευξης μεταξύ τους.
Ο πυκνωτής παράκαμψης είναι στην πραγματικότητα αποσυνδεδεμένος, αλλά ο πυκνωτής παράκαμψης αναφέρεται γενικά στην παράκαμψη υψηλής συχνότητας, δηλαδή στη βελτίωση του θορύβου μεταγωγής υψηλής συχνότητας μιας διαδρομής απελευθέρωσης χαμηλής σύνθετης αντίστασης. Η χωρητικότητα παράκαμψης υψηλής συχνότητας είναι γενικά μικρή και η συχνότητα συντονισμού είναι γενικά 0,1F, 0,01F, κ.λπ. Η χωρητικότητα του πυκνωτή αποσύνδεσης είναι γενικά μεγάλη, η οποία μπορεί να είναι 10F ή μεγαλύτερη, ανάλογα με τις κατανεμημένες παραμέτρους στο κύκλωμα και η αλλαγή στο ρεύμα του δίσκου.
Η διαφορά μεταξύ τους: η παράκαμψη είναι να φιλτράρει τις παρεμβολές στο σήμα εισόδου ως αντικείμενο και η αποσύνδεση είναι να φιλτράρει τις παρεμβολές στο σήμα εξόδου ως αντικείμενο για να αποτρέψει την επιστροφή του σήματος παρεμβολής στην παροχή ρεύματος.
Σύζευξη: Λειτουργεί ως σύνδεση μεταξύ δύο κυκλωμάτων, επιτρέποντας στα σήματα AC να περάσουν και να μεταδοθούν στο κύκλωμα επόμενου επιπέδου.
Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται ως εξάρτημα σύζευξης για τη μετάδοση του πρώτου σήματος στο τελευταίο στάδιο και για την παρεμπόδιση της επίδρασης του προηγούμενου συνεχούς ρεύματος στο τελευταίο στάδιο, έτσι ώστε η αποσφαλμάτωση του κυκλώματος να είναι απλή και η απόδοση σταθερή. Εάν η ενίσχυση του σήματος εναλλασσόμενου ρεύματος δεν αλλάζει χωρίς πυκνωτή, αλλά το σημείο εργασίας σε όλα τα επίπεδα πρέπει να επανασχεδιαστεί, λόγω της επίδρασης της μπροστινής και πίσω βαθμίδας, η αποσφαλμάτωση του σημείου εργασίας είναι πολύ δύσκολη και είναι σχεδόν αδύνατο να επιτευχθεί σε πολλαπλά επίπεδα.
Φίλτρο: Αυτό είναι πολύ σημαντικό για το κύκλωμα, ο πυκνωτής πίσω από την CPU είναι βασικά αυτός ο ρόλος.
Δηλαδή, όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα f, τόσο μικρότερη είναι η σύνθετη αντίσταση Z του πυκνωτή. Όταν η χαμηλή συχνότητα, χωρητικότητα C επειδή η σύνθετη αντίσταση Z είναι σχετικά μεγάλη, χρήσιμα σήματα μπορούν να περάσουν ομαλά? Σε υψηλή συχνότητα, ο πυκνωτής C είναι ήδη πολύ μικρός λόγω της σύνθετης αντίστασης Z, που ισοδυναμεί με βραχυκύκλωμα θορύβου υψηλής συχνότητας στο GND.
Δράση φίλτρου: ιδανική χωρητικότητα, όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα, όσο μικρότερη είναι η σύνθετη αντίσταση, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα διέλευσης. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές είναι γενικά περισσότερο από 1uF, το οποίο έχει μεγάλη συνιστώσα επαγωγής, επομένως η σύνθετη αντίσταση θα είναι μεγάλη μετά από υψηλή συχνότητα. Συχνά βλέπουμε ότι μερικές φορές υπάρχει ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής μεγάλης χωρητικότητας παράλληλα με έναν μικρό πυκνωτή, στην πραγματικότητα, ένας μεγάλος πυκνωτής μέσω χαμηλής συχνότητας, μικρής χωρητικότητας μέσω υψηλής συχνότητας, έτσι ώστε να φιλτράρει πλήρως τις υψηλές και χαμηλές συχνότητες. Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα του πυκνωτή, τόσο μεγαλύτερη είναι η εξασθένηση, ο πυκνωτής είναι σαν λιμνούλα, μερικές σταγόνες νερού δεν αρκούν για να προκαλέσουν μεγάλη αλλαγή σε αυτόν, δηλαδή, η διακύμανση της τάσης δεν είναι καλή στιγμή όταν η τάση μπορεί να ρυθμιστεί.
Σχήμα Γ2 Αντιστάθμιση θερμοκρασίας: Για τη βελτίωση της σταθερότητας του κυκλώματος αντισταθμίζοντας την επίδραση της ανεπαρκούς προσαρμοστικότητας θερμοκρασίας άλλων εξαρτημάτων.
Ανάλυση: Επειδή η χωρητικότητα του πυκνωτή χρονισμού καθορίζει τη συχνότητα ταλάντωσης του ταλαντωτή γραμμής, η χωρητικότητα του πυκνωτή χρονισμού απαιτείται να είναι πολύ σταθερή και να μην αλλάζει με την αλλαγή της υγρασίας του περιβάλλοντος, έτσι ώστε να γίνει η συχνότητα ταλάντωσης του σταθερός ταλαντωτή γραμμής. Επομένως, πυκνωτές με θετικούς και αρνητικούς συντελεστές θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται παράλληλα για τη συμπλήρωση θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία λειτουργίας αυξάνεται, η χωρητικότητα του C1 αυξάνεται, ενώ η ικανότητα του C2 μειώνεται. Η συνολική χωρητικότητα δύο πυκνωτών παράλληλα είναι το άθροισμα των χωρητικοτήτων δύο πυκνωτών. Εφόσον η μία χωρητικότητα αυξάνεται ενώ η άλλη μειώνεται, η συνολική χωρητικότητα είναι βασικά αμετάβλητη. Ομοίως, όταν μειώνεται η θερμοκρασία, η χωρητικότητα του ενός πυκνωτή μειώνεται και του άλλου αυξάνεται και η συνολική χωρητικότητα παραμένει βασικά αμετάβλητη, γεγονός που σταθεροποιεί τη συχνότητα ταλάντωσης και επιτυγχάνει τον σκοπό της αντιστάθμισης θερμοκρασίας.
Χρονισμός: Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με την αντίσταση για τον προσδιορισμό της σταθεράς χρόνου του κυκλώματος.
Όταν το σήμα εισόδου μεταπηδά από χαμηλό σε υψηλό, το κύκλωμα RC εισάγεται μετά την προσωρινή αποθήκευση 1. Το χαρακτηριστικό της φόρτισης πυκνωτή κάνει το σήμα στο σημείο Β να μην μεταπηδά αμέσως με το σήμα εισόδου, αλλά έχει μια διαδικασία σταδιακής αύξησης. Όταν είναι αρκετά μεγάλο, το buffer 2 ανατρέπεται, με αποτέλεσμα ένα καθυστερημένο άλμα από το χαμηλό στο υψηλό στην έξοδο.
Χρονική σταθερά: Λαμβάνοντας ως παράδειγμα το κοινό ολοκληρωμένο κύκλωμα σειράς RC, όταν η τάση του σήματος εισόδου εφαρμόζεται στο άκρο εισόδου, η τάση στον πυκνωτή σταδιακά αυξάνεται. Το ρεύμα φόρτισης μειώνεται με την άνοδο της τάσης, η αντίσταση R και ο πυκνωτής C συνδέονται σε σειρά στο σήμα εισόδου VI και το σήμα εξόδου V0 από τον πυκνωτή C, όταν η τιμή RC (τ) και το τετραγωνικό κύμα εισόδου πλάτος tW συναντώνται: τ “tW”, αυτό το κύκλωμα ονομάζεται ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Συντονισμός: Συστηματικός συντονισμός κυκλωμάτων που εξαρτώνται από τη συχνότητα, όπως κινητά τηλέφωνα, ραδιόφωνα και τηλεοράσεις.
Επειδή η συχνότητα συντονισμού ενός συντονισμένου κυκλώματος ταλάντωσης IC είναι συνάρτηση του IC, βρίσκουμε ότι ο λόγος της μέγιστης προς την ελάχιστη συχνότητα συντονισμού του κυκλώματος ταλάντωσης ποικίλλει ανάλογα με την τετραγωνική ρίζα του λόγου χωρητικότητας. Ο λόγος χωρητικότητας εδώ αναφέρεται στον λόγο της χωρητικότητας όταν η αντίστροφη τάση πόλωσης είναι η χαμηλότερη προς την χωρητικότητα όταν η τάση αντίστροφης πόλωσης είναι η υψηλότερη. Επομένως, η χαρακτηριστική καμπύλη συντονισμού του κυκλώματος (συχνότητα μεροληψίας-συντονισμού) είναι βασικά μια παραβολή.
Ανορθωτής: Ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση ενός ημικλειστού στοιχείου διακόπτη αγωγού σε προκαθορισμένο χρόνο.
Αποθήκευση ενέργειας: Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για απελευθέρωση όταν είναι απαραίτητο. Όπως φλας κάμερας, εξοπλισμός θέρμανσης κ.λπ.
Γενικά, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές θα έχουν το ρόλο αποθήκευσης ενέργειας, για ειδικούς πυκνωτές αποθήκευσης ενέργειας, ο μηχανισμός χωρητικής αποθήκευσης ενέργειας είναι πυκνωτές διπλού ηλεκτρικού στρώματος και πυκνωτές Faraday. Η κύρια μορφή του είναι η αποθήκευση ενέργειας υπερπυκνωτών, στην οποία οι υπερπυκνωτές είναι πυκνωτές που χρησιμοποιούν την αρχή των διπλών ηλεκτρικών στρωμάτων.
Όταν η εφαρμοζόμενη τάση εφαρμόζεται στις δύο πλάκες του υπερπυκνωτή, το θετικό ηλεκτρόδιο της πλάκας αποθηκεύει το θετικό φορτίο και η αρνητική πλάκα αποθηκεύει το αρνητικό φορτίο, όπως στους συνηθισμένους πυκνωτές. Κάτω από το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από το φορτίο στις δύο πλάκες του υπερπυκνωτή, το αντίθετο φορτίο σχηματίζεται στη διεπαφή μεταξύ του ηλεκτρολύτη και του ηλεκτροδίου για να εξισορροπηθεί το εσωτερικό ηλεκτρικό πεδίο του ηλεκτρολύτη.
Αυτό το θετικό φορτίο και το αρνητικό φορτίο είναι διατεταγμένα σε αντίθετες θέσεις στην επιφάνεια επαφής μεταξύ δύο διαφορετικών φάσεων με πολύ μικρό κενό μεταξύ θετικών και αρνητικών φορτίων, και αυτό το στρώμα κατανομής φορτίου ονομάζεται διπλό ηλεκτρικό στρώμα, επομένως η ηλεκτρική χωρητικότητα είναι πολύ μεγάλη.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-15-2023
