newyddion

Cynhwyswyr yw un o'r cydrannau a ddefnyddir amlaf ar fyrddau cylched. Wrth i nifer y dyfeisiau electronig (o ffonau symudol i geir) barhau i gynyddu, felly hefyd y galw am gynwysyddion.Mae pandemig Covid 19 wedi amharu ar y gadwyn gyflenwi cydrannau byd-eang o led-ddargludyddion. i gydrannau goddefol, ac mae cynwysorau wedi bod yn brin1.
Gellir troi trafodaethau ar bwnc cynwysorau yn hawdd i mewn i lyfr neu eiriadur. Yn gyntaf, mae yna wahanol fathau o gynwysorau, megis cynwysyddion electrolytig, cynwysorau ffilm, cynwysorau ceramig ac yn y blaen. Yna, yn yr un math, mae yna wahanol deunyddiau deuelectrig.Mae yna hefyd ddosbarthiadau gwahanol.As ar gyfer y strwythur ffisegol, mae dau-terminal a thair-terminal capacitor types.There hefyd cynhwysydd math X2Y, sydd yn ei hanfod yn bâr o Y cynwysorau amgáu yn one.What am supercapacitors ?Y gwir yw, os byddwch yn eistedd i lawr ac yn dechrau darllen canllawiau dewis cynhwysydd gan gynhyrchwyr mawr, gallwch yn hawdd dreulio'r diwrnod!
Gan fod yr erthygl hon yn ymwneud â'r pethau sylfaenol, byddaf yn defnyddio dull gwahanol fel arfer.Fel y soniwyd yn gynharach, gellir dod o hyd i ganllawiau dewis cynhwysydd yn hawdd ar wefannau cyflenwyr 3 a 4, a gall peirianwyr maes fel arfer ateb y rhan fwyaf o gwestiynau am gynwysorau.Yn yr erthygl hon, Ni fyddaf yn ailadrodd yr hyn y gallwch chi ddod o hyd iddo ar y Rhyngrwyd, ond byddaf yn dangos sut i ddewis a defnyddio cynwysorau trwy enghreifftiau ymarferol.Bydd rhai agweddau llai adnabyddus o ddewis cynhwysydd, megis diraddio cynhwysedd, hefyd yn cael eu cwmpasu.Ar ôl darllen yr erthygl hon, byddwch dylai fod â dealltwriaeth dda o'r defnydd o gynwysorau.
Flynyddoedd yn ôl, pan oeddwn yn gweithio mewn cwmni a oedd yn gwneud offer electronig, cawsom gwestiwn cyfweliad ar gyfer peiriannydd electroneg pŵer.Ar y diagram sgematig o'r cynnyrch presennol, byddwn yn gofyn i ddarpar ymgeiswyr “Beth yw swyddogaeth y cyswllt DC electrolytig cynhwysydd?"a “Beth yw swyddogaeth y cynhwysydd ceramig wrth ymyl y sglodyn?”Gobeithiwn mai'r ateb cywir yw'r cynhwysydd bws DC Defnyddir ar gyfer storio ynni, cynwysorau ceramig yn cael eu defnyddio ar gyfer hidlo.
Mae'r ateb “cywir” a geisiwn mewn gwirionedd yn dangos bod pawb ar y tîm dylunio yn edrych ar gynwysyddion o safbwynt cylched syml, nid o safbwynt theori maes. Nid yw safbwynt theori cylched yn anghywir.Ar amleddau isel (o ychydig kHz i ychydig MHz), gall theori cylched fel arfer esbonio'r broblem yn dda. Mae hyn oherwydd ar amleddau is, mae'r signal yn bennaf mewn theori cylched mode.Using gwahaniaethol, gallwn weld y cynhwysydd a ddangosir yn Ffigur 1, lle mae'r gwrthiant cyfres cyfatebol ( Mae ESR) ac anwythiant cyfres gyfatebol (ESL) yn gwneud rhwystriant y cynhwysydd yn newid gydag amlder.
Mae'r model hwn yn esbonio'n llawn berfformiad y gylched pan fydd y gylched yn cael ei newid yn araf. Fodd bynnag, wrth i'r amlder gynyddu, mae pethau'n dod yn fwy a mwy cymhleth. Ar ryw adeg, mae'r gydran yn dechrau dangos nad yw'n llinellol. Pan fydd yr amlder yn cynyddu, mae'r model LCR syml wedi ei gyfyngiadau.
Heddiw, pe bai'r un cwestiwn cyfweliad yn cael ei ofyn i mi, byddwn yn gwisgo fy sbectol arsylwi theori maes ac yn dweud bod y ddau fath o gynhwysydd yn ddyfeisiau storio ynni. Y gwahaniaeth yw y gall cynwysyddion electrolytig storio mwy o ynni na chynwysorau ceramig.But o ran trosglwyddo ynni , gall cynwysorau ceramig drosglwyddo ynni yn gyflymach. Mae hyn yn esbonio pam mae angen gosod cynwysorau ceramig wrth ymyl y sglodion, oherwydd bod gan y sglodion amlder newid uwch a chyflymder newid o'i gymharu â'r prif gylched pŵer.
O'r safbwynt hwn, gallwn ddiffinio dwy safon perfformiad yn syml ar gyfer cynwysorau.One yw faint o ynni y gall y cynhwysydd ei storio, a'r llall yw pa mor gyflym y gellir trosglwyddo'r egni hwn. Mae'r ddau yn dibynnu ar ddull gweithgynhyrchu'r cynhwysydd, y deunydd dielectrig, y cysylltiad â'r cynhwysydd, ac ati.
Pan fydd y switsh yn y gylched ar gau (gweler Ffigur 2), mae'n dangos bod y llwyth angen ynni o'r pŵer source.The cyflymder y mae'r switsh hwn yn cau yn pennu brys galw ynni.Since ynni yn teithio ar gyflymder y golau (hanner). cyflymder y golau mewn deunyddiau FR4), mae'n cymryd amser i drosglwyddo energy.In ogystal, mae diffyg cyfatebiaeth rhwystriant rhwng y ffynhonnell a'r llinell drosglwyddo a'r load.This yn golygu na fydd ynni byth yn cael ei drosglwyddo mewn un daith, ond mewn lluosog trips crwn5, a dyna pam pan fydd y switsh yn newid yn gyflym, gwelwn oedi a ffonio yn y tonffurf newid.
Ffigur 2: Mae'n cymryd amser i egni ymledu yn y gofod;diffyg cyfatebiaeth rhwystriant yn achosi teithiau crwn lluosog o drosglwyddo ynni.
Mae'r ffaith bod trosglwyddo ynni yn cymryd amser a theithiau crwn lluosog yn dweud wrthym fod angen i ni leoli'r ffynhonnell ynni mor agos at y llwyth â phosibl, ac mae angen inni ddod o hyd i ffordd i drosglwyddo ynni yn gyflym. Mae'r cyntaf fel arfer yn cael ei gyflawni trwy leihau'r corfforol pellter rhwng y llwyth, switsh a capacitor.The olaf yn cael ei gyflawni drwy gasglu grŵp o cynwysorau gyda'r rhwystriant lleiaf.
Mae theori maes hefyd yn esbonio beth sy'n achosi sŵn modd cyffredin.Yn fyr, mae sŵn modd cyffredin yn cael ei gynhyrchu pan na fodlonir y galw am ynni o'r llwyth yn ystod switching.Therefore, bydd yr ynni a storir yn y gofod rhwng y llwyth a dargludyddion cyfagos yn cael ei ddarparu i gefnogi y galw cam.Y gofod rhwng y llwyth a dargludyddion cyfagos yw'r hyn a alwn yn gynhwysedd parasitig/cydfudd (gweler Ffigur 2).
Rydym yn defnyddio'r enghreifftiau canlynol i ddangos sut i ddefnyddio cynwysyddion electrolytig, cynwysyddion cerameg amlhaenog (MLCC), a chynwysorau ffilm. Defnyddir damcaniaeth cylched a maes i egluro perfformiad cynwysorau dethol.
Defnyddir cynwysorau electrolytig yn bennaf yn y cyswllt DC fel y prif ffynhonnell ynni. Mae'r dewis o gynhwysydd electrolytig yn aml yn dibynnu ar:
Ar gyfer perfformiad EMC, y nodweddion pwysicaf cynwysorau yw rhwystriant ac amlder features.Low-amledd allyriadau a gynhelir bob amser yn dibynnu ar berfformiad y cynhwysydd cyswllt DC.
Mae rhwystriant y cyswllt DC yn dibynnu nid yn unig ar ESR ac ESL y cynhwysydd, ond hefyd ar arwynebedd y ddolen thermol, fel y dangosir yn Ffigur 3.Mae ardal dolen thermol fwy yn golygu bod trosglwyddo ynni yn cymryd mwy o amser, felly mae perfformiad bydd yn cael ei effeithio.
Adeiladwyd trawsnewidydd DC-DC cam-i-lawr i brofi hyn. Mae'r gosodiad prawf EMC cyn cydymffurfio a ddangosir yn Ffigur 4 yn perfformio sgan allyriadau wedi'i gynnal rhwng 150kHz a 108MHz.
Mae'n bwysig sicrhau bod y cynwysorau a ddefnyddir yn yr astudiaeth achos hon i gyd gan yr un gwneuthurwr i osgoi gwahaniaethau mewn nodweddion rhwystriant.Wrth sodro'r cynhwysydd ar y PCB, gwnewch yn siŵr nad oes gwifrau hir, gan y bydd hyn yn cynyddu'r ESL o mae'r capacitor.Ffigure 5 yn dangos y tri chyfluniad.
Dangosir canlyniadau allyriadau dargludedig y tri chyfluniad hyn yn Ffigur 6. Gellir gweld, o gymharu ag un cynhwysydd 680 µF, bod y ddau gynhwysydd 330 µF yn cyflawni perfformiad lleihau sŵn o 6 dB dros ystod amledd ehangach.
O'r theori cylched, gellir dweud, trwy gysylltu dau gynhwysydd yn gyfochrog, bod ESL ac ESR yn cael eu haneru. O safbwynt theori maes, nid oes un ffynhonnell ynni yn unig, ond mae dwy ffynhonnell ynni yn cael eu cyflenwi i'r un llwyth , gan leihau'r amser trawsyrru ynni cyffredinol yn effeithiol. Fodd bynnag, ar amleddau uwch, bydd y gwahaniaeth rhwng dau gynhwysydd 330 µF ac un cynhwysydd 680 µF yn crebachu. Mae hyn oherwydd bod sŵn amledd uchel yn dynodi ymateb ynni cam annigonol. y switsh, rydym yn lleihau'r amser trosglwyddo ynni, sy'n cynyddu ymateb cam y cynhwysydd yn effeithiol.
Mae'r canlyniad yn dweud wrthym wers bwysig iawn.Yn gyffredinol ni fydd cynyddu cynhwysedd un cynhwysydd yn cefnogi'r galw cam am fwy o egni.Os yn bosibl, defnyddiwch rai cydrannau capacitive llai. Mae yna lawer o resymau da dros hyn.Y cyntaf yw cost.Yn gyffredinol siarad, ar gyfer yr un maint pecyn, mae cost cynhwysydd yn cynyddu'n esbonyddol gyda'r value capacitance.Gall defnyddio cynhwysydd sengl fod yn ddrutach na defnyddio sawl cynwysorau llai. Yr ail reswm yw maint.The ffactor cyfyngu mewn dylunio cynnyrch fel arfer yw'r uchder o'r components.For cynwysorau gallu mawr, mae'r uchder yn aml yn rhy fawr ar gyfer dylunio cynnyrch.Y trydydd rheswm yw'r perfformiad EMC a welsom yn yr astudiaeth achos.
Ffactor arall i'w ystyried wrth ddefnyddio cynhwysydd electrolytig yw pan fyddwch chi'n cysylltu dau gynhwysydd mewn cyfres i rannu'r foltedd, bydd angen gwrthydd cydbwyso 6 arnoch chi.
Fel y soniwyd yn gynharach, mae cynwysyddion ceramig yn ddyfeisiadau bach sy'n gallu darparu ynni'n gyflym. Yn aml, gofynnir y cwestiwn i mi "Faint cynhwysydd sydd ei angen arnaf?" Yr ateb i'r cwestiwn hwn yw na ddylai gwerth cynhwysedd fod mor bwysig ar gyfer cynwysyddion ceramig. Yr ystyriaeth bwysig yma yw penderfynu ar ba amlder y mae'r cyflymder trosglwyddo ynni yn ddigonol ar gyfer eich cais. Os bydd yr allyriadau dargludol yn methu ar 100 MHz, yna bydd y cynhwysydd gyda'r rhwystriant lleiaf ar 100 MHz yn ddewis da.
Mae hyn yn gamddealltwriaeth arall o MLCC.I wedi gweld peirianwyr yn treulio llawer o ynni yn dewis cynwysorau ceramig gyda'r ESR isaf ac ESL cyn cysylltu y cynwysorau i'r pwynt cyfeirio RF drwy traces.It hir yn werth sôn bod y ESL o MLCC fel arfer yn llawer yn is na'r inductance cysylltiad ar y inductance board.Connection yn dal i fod y paramedr pwysicaf sy'n effeithio ar y rhwystriant amledd uchel o ceramig cynwysorau7.
Mae Ffigur 7 yn dangos enghraifft drwg. Mae olion hir (0.5 modfedd o hyd) yn cyflwyno o leiaf 10nH inductance.The efelychiad canlyniad yn dangos bod rhwystriant y capacitor yn dod yn llawer uwch na'r disgwyl ar y pwynt amlder (50 MHz).
Un o'r problemau gyda MLCCs yw eu bod yn tueddu i atseinio gyda'r strwythur anwythol ar y bwrdd. Gellir gweld hyn yn yr enghraifft a ddangosir yn Ffigur 8, lle mae defnyddio MLCC 10 µF yn cyflwyno cyseiniant o tua 300 kHz.
Gallwch leihau cyseiniant trwy ddewis cydran gyda ESR mwy neu roi gwrthydd gwerth bach (fel 1 ohm) mewn cyfres gyda chynhwysydd. Mae'r math hwn o ddull yn defnyddio cydrannau coll i atal y system. Dull arall yw defnyddio cynhwysedd arall gwerth i symud y cyseiniant i bwynt cyseiniant is neu uwch.
Defnyddir cynwysorau ffilm mewn llawer o geisiadau.They yw'r cynwysyddion o ddewis ar gyfer trawsnewidyddion DC-DC pŵer uchel ac fe'u defnyddir fel hidlwyr atal EMI ar draws llinellau pŵer (AC a DC) a ffurfweddiadau hidlo modd cyffredin. Rydym yn cymryd cynhwysydd X fel enghraifft i ddangos rhai o brif bwyntiau defnyddio cynwysyddion ffilm.
Os bydd digwyddiad ymchwydd yn digwydd, mae'n helpu i gyfyngu ar y straen foltedd brig ar y llinell, felly fe'i defnyddir fel arfer gydag atalydd foltedd dros dro (TVS) neu varistor metel ocsid (MOV).
Efallai eich bod eisoes yn gwybod hyn i gyd, ond a oeddech yn gwybod y gellir lleihau gwerth cynhwysedd cynhwysydd X yn sylweddol gyda blynyddoedd o ddefnydd? Mae hyn yn arbennig o wir os defnyddir y cynhwysydd mewn amgylchedd llaith. Rwyf wedi gweld gwerth cynhwysedd dim ond ychydig y cant o'i werth graddedig y mae'r cynhwysydd X yn ei ollwng o fewn blwyddyn neu ddwy, felly collodd y system a ddyluniwyd yn wreiddiol gyda'r cynhwysydd X yr holl amddiffyniad a allai fod gan y cynhwysydd pen blaen.
Felly, beth ddigwyddodd? Gall aer lleithder yn gollwng i mewn i'r cynhwysydd, i fyny'r wifren a rhwng y blwch a'r epocsi potio compound.The metallization alwminiwm wedyn yn cael ei oxidized.Alumina yn ynysydd trydanol da, a thrwy hynny leihau capacitance.This yn broblem sy'n bydd pob cynwysorau ffilm yn encounter.The mater yr wyf yn sôn am yw ffilm thick.Reputable brandiau cynhwysydd yn defnyddio ffilmiau mwy trwchus, gan arwain at cynwysorau mwy nag eraill brands.The ffilm deneuach yn gwneud y cynhwysydd yn llai cadarn i orlwytho (foltedd, cerrynt, neu dymheredd), ac nid yw yn debyg o iachau ei hun.
Os nad yw'r cynhwysydd X wedi'i gysylltu'n barhaol â'r cyflenwad pŵer, yna nid oes angen i chi boeni. Er enghraifft, ar gyfer cynnyrch sydd â switsh caled rhwng y cyflenwad pŵer a'r cynhwysydd, gall maint fod yn bwysicach na bywyd, a yna gallwch ddewis cynhwysydd teneuach.
Fodd bynnag, os yw'r cynhwysydd wedi'i gysylltu'n barhaol â'r ffynhonnell pŵer, rhaid iddo fod yn hynod ddibynadwy. Nid yw ocsidiad cynwysorau yn anochel. dylai gwerth fod yn fach iawn.
Yn yr erthygl hon, a gyflwynwyd gyntaf y maes theori barn capacitors.Mae enghreifftiau ymarferol a chanlyniadau efelychu yn dangos sut i ddewis a defnyddio'r mathau mwyaf cyffredin cynhwysydd. Gobeithio y gall y wybodaeth hon eich helpu i ddeall rôl cynwysorau mewn dylunio electronig ac EMC yn fwy cynhwysfawr.
Dr. Min Zhang yw sylfaenydd a phrif ymgynghorydd EMC Mach One Design Ltd, cwmni peirianneg yn y DU sy'n arbenigo mewn ymgynghori, datrys problemau a hyfforddi EMC. Mae ei wybodaeth fanwl mewn electroneg pŵer, electroneg ddigidol, moduron a dylunio cynnyrch wedi bod o fudd cwmnïau ledled y byd.
In Compliance yw'r brif ffynhonnell newyddion, gwybodaeth, addysg ac ysbrydoliaeth ar gyfer gweithwyr proffesiynol peirianneg drydanol ac electronig.
Cyfathrebu Modurol Awyrofod Defnyddwyr Electroneg Addysg Diwydiant Ynni a Phŵer Technoleg Gwybodaeth Amddiffyn Meddygol Milwrol a Chenedlaethol