خبرونه

Capacitors په سرکټ بورډونو کې ترټولو عام کارول شوي اجزا دي. لکه څنګه چې د بریښنایی وسیلو شمیر (له ګرځنده تلیفونونو څخه تر موټرو پورې) وده کوي ، نو د کیپسیټرونو غوښتنه هم وده کوي. د کوویډ 19 وبا د سیمی کنډکټرونو څخه غیر فعال اجزاو ته د نړیوال اجزاو رسولو لړۍ ګډوډ کړې ، او کیپسیټرونه په کم عرضه کې دي.
د capacitors موضوع په اړه بحثونه په اسانۍ سره په کتاب یا لغت کې بدلیدلی شي. لومړی، د capacitors مختلف ډولونه شتون لري، لکه electrolytic capacitors، د فلم capacitors، د سیرامیک capacitors او داسې نور. بیا، په ورته ډول کې، مختلف ډایالټریک مواد شتون لري. مختلف ټولګي هم شتون لري. لکه څنګه چې د فزیکي جوړښت لپاره، دوه ټرمینل او درې ترمینل capacitor ډولونه شتون لري. دلته د X2Y ډوله کاپسیټر هم شتون لري ، کوم چې په اصل کې د Y capacitors یوه جوړه ده چې په یو کې پوښل شوي. د supercapacitors په اړه څه؟ حقیقت دا دی ، که تاسو ناست شئ او د لوی تولید کونکو څخه د کیپسیټر انتخاب لارښود لوستل پیل کړئ ، تاسو کولی شئ په اسانۍ سره ورځ مصرف کړئ!
څرنګه چې دا مقاله د اساساتو په اړه ده، زه به د معمول په څیر یو بل میتود وکاروم. لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، د کیپسیټر انتخاب لارښودونه په اسانۍ سره د عرضه کونکي ویب پاڼې 3 او 4 کې موندل کیدی شي، او د ساحې انجنیران معمولا د کیپسیټرونو په اړه ډیری پوښتنو ته ځواب کولی شي. پدې مقاله کې ، زه به هغه څه تکرار نه کړم چې تاسو یې په انټرنیټ کې موندلی شئ ، مګر دا به وښیې چې څنګه د عملي مثالونو له لارې کیپسیټرونه غوره کړئ او وکاروئ. د capacitor انتخاب ځینې لږ پیژندل شوي اړخونه، لکه د ظرفیت تخریب به هم تر پوښښ لاندې ونیول شي. د دې مقالې لوستلو وروسته، تاسو باید د capacitors کارولو ښه پوهه ولرئ.
کلونه وړاندې، کله چې ما په یوه شرکت کې کار کاوه چې بریښنایی تجهیزات جوړوي، موږ د بریښنا بریښنایی انجنیر لپاره د مرکې پوښتنه درلوده. د موجوده محصول په سکیمیک ډیاګرام کې، موږ به د احتمالي کاندیدانو څخه وپوښتو "د DC لینک الکترولیټیک کیپسیټر دنده څه ده؟" او "د سیرامیک کیپسیټر دنده څه ده چې د چپ تر څنګ موقعیت لري؟" موږ امید لرو چې سم ځواب د DC بس کیپسیټر دی چې د انرژي ذخیره کولو لپاره کارول کیږي ، د سیرامیک کیپسیټرونه د فلټر کولو لپاره کارول کیږي.
هغه "سم" ځواب چې موږ یې په لټه کې یو په حقیقت کې دا ښیې چې د ډیزاین ټیم کې هرڅوک د ساده سرکټ لید څخه capacitors ګوري ، نه د ساحې تیوري لید څخه. د سرک تیوري نقطه غلطه نه ده. په ټیټ فریکونسیو کې (له څو kHz څخه څو MHz پورې)، د سرکټ تیوري معمولا ستونزه ښه تشریح کولی شي. دا ځکه چې په ټیټ فریکونسیو کې ، سیګنال په عمده ډول په توپیر حالت کې دی. د سرکټ تیورۍ په کارولو سره، موږ کولی شو په 1 شکل کې ښودل شوي کاپسیټر وګورو، چیرې چې د مساوي لړۍ مقاومت (ESR) او مساوي لړۍ انډکټانس (ESL) د فریکونسۍ سره د کیپسیټر بدلون خنډ رامینځته کوي.
دا ماډل په بشپړ ډول د سرکټ فعالیت تشریح کوي کله چې سرکټ ورو ورو بدل شي. په هرصورت، لکه څنګه چې فریکونسۍ زیاتیږي، شیان ډیر او پیچلي کیږي. په یو وخت کې، اجزا د غیر خطي ښودلو لپاره پیل کوي. کله چې فریکونسۍ زیاتیږي، د LCR ساده ماډل خپل محدودیتونه لري.
نن ورځ، که له ما څخه ورته مرکه پوښتنه وشي، زه به زما د ساحې تیوري مشاهده شیشې واغوندم او ووایم چې د کیپسیټر دواړه ډولونه د انرژي ذخیره کولو وسایل دي. توپیر دا دی چې الکترولیټیک کاپسیټر کولی شي د سیرامیک کیپسیټرونو په پرتله ډیر انرژي ذخیره کړي. مګر د انرژي لیږد په شرایطو کې ، د سیرامیک کیپسیټر کولی شي انرژي ګړندي لیږدوي. دا تشریح کوي چې ولې سیرامیک کیپسیټرونه باید د چپ تر څنګ ځای په ځای شي ، ځکه چې چپ د اصلي بریښنا سرکټ په پرتله د لوړ سویچ فریکونسۍ او سویچ کولو سرعت لري.
له دې لید څخه، موږ کولی شو په ساده ډول د capacitors لپاره د فعالیت دوه معیارونه تعریف کړو. یو دا دی چې کیپسیټر څومره انرژي ذخیره کولی شي ، او بل دا چې دا انرژي څومره ګړندۍ لیږدول کیدی شي. دواړه د capacitor د تولید په طریقه، ډایالټریک مواد، د کیپسیټر سره اړیکه، او داسې نور پورې اړه لري.
کله چې په سرکټ کې سویچ بند شي (شکل 2 وګورئ)، دا په ګوته کوي چې بار د بریښنا سرچینې څخه انرژي ته اړتیا لري. هغه سرعت چې دا سویچ تړل کیږي د انرژي غوښتنې بیړنۍ ټاکي. څرنګه چې انرژي د رڼا په سرعت کې سفر کوي (په FR4 موادو کې د رڼا نیم سرعت)، دا د انرژي لیږدولو لپاره وخت نیسي. برسېره پردې، د سرچینې او د لیږد لین او بار تر مینځ د خنډ توپیر شتون لري. دا پدې مانا ده چې انرژي به هیڅکله په یو سفر کې نه لیږدول کیږي، مګر په څو پړاوونو کې 5، له همدې امله کله چې سویچ ژر تر ژره تیریږي، موږ به د سویچنګ څپې په بڼه کې ځنډ او زنګ ووینو.
2 شکل: په فضا کې د انرژی د خپریدو لپاره وخت نیسي. د انرژی د لیږد لپاره د مداخلې بې اتفاقي د ډیری دورې سفرونو لامل کیږي.
دا حقیقت چې د انرژي تحویلي وخت نیسي او څو دورې سفرونه موږ ته وایی چې موږ اړتیا لرو د امکان تر حده انرژي بار ته نږدې کړو ، او موږ اړتیا لرو چې د ګړندي تحویلولو لپاره لاره ومومئ. لومړی معمولا د بار ، سویچ او کیپیسیټر ترمینځ د فزیکي فاصلې کمولو سره ترلاسه کیږي. وروستنی د کوچنیو خنډونو سره د capacitors د یوې ډلې په راټولولو سره ترلاسه کیږي.
د ساحې تیوري دا هم تشریح کوي چې د عام حالت شور لامل کیږي. په لنډه توګه، د عام حالت شور هغه وخت رامینځته کیږي کله چې د بار کولو انرژي غوښتنه د سویچ کولو پرمهال نه پوره کیږي. له همدې امله، د بار او نږدې کنډکټرونو ترمنځ په ځای کې زیرمه شوي انرژي به د ګام غوښتنې مالتړ لپاره چمتو شي. د بار او نږدې کنډکټرونو تر مینځ ځای هغه څه دي چې موږ یې پرازیتي/متقابل ظرفیت بولو (شکل 2 وګورئ).
موږ لاندې مثالونه کاروو ترڅو وښیو چې څنګه د الکترولیټیک کاپسیټرونو ، ملټي لییر سیرامیک کاپسیټرونو (MLCC) ، او فلم کیپسیټرونو کارول. دواړه سرکټ او فیلډ تیوري د ټاکل شوي کیپسیټرونو فعالیت تشریح کولو لپاره کارول کیږي.
الیکترولیټیک کیپسیټرونه په عمده ډول د DC لینک کې د انرژي اصلي سرچینې په توګه کارول کیږي. د الکترولیټیک کیپسیټر انتخاب اکثرا پدې پورې اړه لري:
د EMC فعالیت لپاره، د capacitors خورا مهم ځانګړتیاوې د خنډ او فریکونسۍ ځانګړتیاوې دي. د ټیټ فریکونسۍ ترسره شوي اخراج تل د DC لینک کیپسیټر فعالیت پورې اړه لري.
د DC لینک خنډ نه یوازې د capacitor په ESR او ESL پورې اړه لري، بلکې د حرارتي لوپ په ساحه پورې اړه لري، لکه څنګه چې په 3 شکل کې ښودل شوي. د لوی تودوخې لوپ ساحه پدې مانا ده چې د انرژي لیږد ډیر وخت نیسي، نو فعالیت اغیزمن شي.
د دې ثابتولو لپاره یو ګام ښکته DC-DC کنورټر جوړ شوی و. په 4 شکل کې ښودل شوي د EMC دمخه موافقت ازموینې ترتیب د 150kHz او 108MHz ترمینځ ترسره شوی اخراج سکین ترسره کوي.
دا مهمه ده چې ډاډ ترلاسه شي چې د دې قضیې مطالعې کې کارول شوي کیپسیټرونه ټول د ورته تولید کونکي څخه دي ترڅو د خنډ ځانګړتیاو کې توپیر څخه مخنیوی وشي. کله چې په PCB کې کاپسیټر سولډر کول، ډاډ ترلاسه کړئ چې اوږد لیډونه شتون نلري، ځکه چې دا به د کپیسیټر ESL زیات کړي. شکل 5 درې تشکیلات ښیې.
د دې دریو ترتیبونو ترسره شوي اخراج پایلې په 6 شکل کې ښودل شوي. دا لیدل کیدی شي چې د یو واحد 680 µF capacitor په پرتله، دوه 330 µF capacitors د پراخه فریکونسۍ رینج کې د 6 dB شور کمولو فعالیت ترلاسه کوي.
د سرکټ تیوري څخه، دا ویل کیدی شي چې په موازي توګه د دوو کیپسیټرونو سره نښلولو سره، ESL او ESR دواړه نیمایي شوي. د ساحوي تیوري له نظره، یوازې د انرژۍ یوه سرچینه نه ده، بلکې د انرژۍ دوه سرچینې ورته بار ته چمتو کیږي، چې په اغیزمنه توګه د انرژۍ د لیږد وخت کموي. په هرصورت، په لوړو فریکونسیو کې، د دوو 330 µF capacitors او یو 680 µF capacitor ترمنځ توپیر به کم شي. دا ځکه چې د لوړ فریکونسۍ شور د ناکافي ګام انرژي غبرګون په ګوته کوي. کله چې سویچ ته نږدې د 330 µF کیپسیټر حرکت کول ، موږ د انرژي لیږد وخت کموو ، کوم چې په مؤثره توګه د کپیسیټر ګام غبرګون زیاتوي.
پایله موږ ته یو خورا مهم درس راکوي. د یو واحد capacitor capacitance زیاتوالی به په عمومي توګه د لا زیاتې انرژۍ لپاره د ګام غوښتنې ملاتړ ونه کړي. که امکان ولري، ځینې کوچني ظرفیت لرونکي برخې وکاروئ. د دې لپاره ډیری ښه دلیلونه شتون لري. لومړی لګښت دی. په عمومي ډول ووایو، د ورته کڅوړې اندازې لپاره، د کپیسیټر لګښت د ظرفیت ارزښت سره په چټکۍ سره لوړیږي. د یو واحد کیپسیټر کارول ممکن د څو کوچني کپاسیټرونو کارولو په پرتله خورا ګران وي. دوهم دلیل اندازه ده. د محصول ډیزاین کې محدود فاکتور معمولا د اجزاو لوړوالی دی. د لوی ظرفیت لرونکي کیپسیټرونو لپاره ، لوړوالی اکثرا خورا لوی وي ، کوم چې د محصول ډیزاین لپاره مناسب ندي. دریم دلیل د EMC فعالیت دی چې موږ د قضیې مطالعې کې ولیدل.
یو بل فاکتور چې باید په پام کې ونیول شي کله چې د الکترولیټیک کاپسیټر کارول دا دي کله چې تاسو د ولټاژ شریکولو لپاره دوه کاپسیټرونه په لړۍ کې وصل کړئ ، نو تاسو به د توازن مقاومت 6 ته اړتیا ولرئ.
لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، سیرامیک کیپسیټرونه کوچني وسایل دي چې کولی شي چټکه انرژي چمتو کړي. زما څخه ډیری وختونه پوښتنه کیږي "زه څومره کیپسیټر ته اړتیا لرم؟" د دې پوښتنې ځواب دا دی چې د سیرامیک کیپسیټرونو لپاره ، د ظرفیت ارزښت باید دومره مهم نه وي. دلته مهم پام دا دی چې معلومه کړئ چې په کوم فریکونسۍ کې د انرژي لیږد سرعت ستاسو د غوښتنلیک لپاره کافي دی. که چیرې ترسره شوی اخراج په 100 MHz کې ناکام شي، نو په 100 MHz کې د کوچنیو خنډونو سره capacitor به یو ښه انتخاب وي.
دا د MLCC بل غلط فهم دی. ما لیدلي چې انجینران د اوږدې نښو له لارې د RF حوالې نقطې سره د کیپسیټرونو سره وصل کولو دمخه د ټیټ ESR او ESL سره د سیرامیک کیپسیټرونو غوره کولو لپاره ډیره انرژي مصرفوي. دا د یادونې وړ ده چې د MLCC ESL معمولا په بورډ کې د پیوستون inductance په پرتله خورا ټیټ دی. د اتصال انډکټانس لاهم خورا مهم پیرامیټر دی چې د سیرامیک کیپسیټرونو لوړ فریکونسۍ خنډ اغیزه کوي7.
7 شکل یو بد مثال ښیي. اوږده نښې (0.5 انچه اوږده) لږترلږه 10nH انډکشن معرفي کوي. د سمولو پایله ښیې چې د کیپسیټر خنډ د فریکونسۍ نقطه (50 MHz) کې د تمې څخه ډیر لوړ کیږي.
د MLCCs سره یوه ستونزه دا ده چې دوی په بورډ کې د داخلي جوړښت سره سمون لري. دا په 8 شکل کې ښودل شوي مثال کې لیدل کیدی شي، چیرې چې د 10 µF MLCC کارول نږدې 300 kHz کې ریزونانس معرفي کوي.
تاسو کولی شئ د لوی ESR سره د یوې برخې په غوره کولو سره یا په ساده ډول د کاپسیټر سره په لړۍ کې د کوچني ارزښت ریزیسټور (لکه 1 ohm) ځای په ځای کولو سره گونج کم کړئ. دا ډول طریقه د سیسټم فشارولو لپاره زیانمنې برخې کاروي. بله طریقه دا ده چې د بل ظرفیت ارزښت وکاروئ ترڅو د ریزونانس ټیټ یا لوړ ریزونانس نقطې ته حرکت وکړي.
د فلم capacitors په ډیری غوښتنلیکونو کې کارول کیږي. دا د لوړ ځواک DC-DC کنورټرونو لپاره د انتخاب ظرفیت لرونکي دي او د بریښنا لینونو (AC او DC) او عام حالت فلټر کولو ترتیبونو کې د EMI فشار فلټرونو په توګه کارول کیږي. موږ د X capacitor د مثال په توګه اخلو ترڅو د فلم کیپسیټرونو کارولو ځینې اصلي ټکي روښانه کړو.
که چیرې د زیاتوالي پیښه رامنځ ته شي، دا په لیکه کې د لوړ ولتاژ فشار محدودولو کې مرسته کوي، نو دا معمولا د انتقالي ولتاژ سوپرسر (TVS) یا د فلزي اکسایډ ویریسټور (MOV) سره کارول کیږي.
تاسو ممکن دمخه دا ټول پوهیږئ ، مګر ایا تاسو پوهیږئ چې د X capacitor ظرفیت ارزښت د کلونو کارولو سره د پام وړ کم کیدی شي؟ دا په ځانګړې توګه ریښتیا ده که چیرې کپیسیټر په مرطوب چاپیریال کې کارول کیږي. ما ولیدل چې د X capacitor capacitance ارزښت یوازې د یو یا دوه کالو په اوږدو کې د هغې د ټاکل شوي ارزښت څو سلنې ته راټیټ شوی، نو سیسټم په اصل کې د X capacitor سره ډیزاین شوی په حقیقت کې ټول هغه محافظت له لاسه ورکړی چې د مخکینۍ پای کپیسیټر ممکن ولري.
نو، څه وشول؟ لندبل هوا کیدای شي د کیپسیټر، د تار پورته او د بکس او د epoxy پوټینګ مرکب تر مینځ لیک شي. د المونیم فلز کول بیا اکسیډیز کیدی شي. الومینا یو ښه بریښنایی انسولیټر دی، په دې توګه ظرفیت کموي. دا یوه ستونزه ده چې ټول فلم capacitors به ​​ورسره مخ شي. هغه مسله چې زه یې په اړه خبرې کوم د فلم ضخامت دی. د نامتو کیپسیټر برانډونه ضعیف فلمونه کاروي، په پایله کې د نورو برانڈونو په پرتله لوی کپیسیټرونه. پتلی فلم capacitor د اوورلوډ کولو لپاره لږ پیاوړی کوي (ولتاژ، اوسنی، یا تودوخه)، او دا امکان نلري چې پخپله روغ شي.
که د X capacitor د تل لپاره د بریښنا رسولو سره وصل نه وي، نو تاسو اندیښنه ته اړتیا نلرئ. د مثال په توګه، د یو محصول لپاره چې د بریښنا رسولو او کیپسیټر ترمنځ سخت سویچ لري، اندازه ممکن د ژوند څخه ډیر مهم وي، او بیا تاسو کولی شئ یو پتلی کیپسیټر غوره کړئ.
که څه هم، که capacitor د تل لپاره د بریښنا سرچینې سره وصل وي، دا باید خورا معتبر وي. د capacitors اکسیډریشن ناگزیر ندی. که چیرې د کاپسیټر epoxy مواد د ښه کیفیت لرونکي وي او کاپسیټر اکثرا د خورا تودوخې سره مخ نه وي، د ارزښت کمښت باید لږ تر لږه وي.
په دې مقاله کې، لومړی د capacitors ساحې تیوري نظر معرفي شو. عملي مثالونه او د سمولو پایلې ښیې چې څنګه د ډیری عام کپیسیټر ډولونه غوره او کارول کیږي. امید دی چې دا معلومات به تاسو سره په بریښنایی او EMC ډیزاین کې د کاپسیټرونو رول په پراخه کچه پوهیدو کې مرسته وکړي.
ډاکټر من جانګ د Mach One Design Ltd بنسټ ایښودونکی او د EMC مشر مشاور دی، په انګلستان کې میشته انجینري شرکت چې د EMC مشورې، ستونزې حل کولو او روزنې کې تخصص لري. د بریښنا بریښنایی ، ډیجیټل بریښنایی ، موټرو او محصول ډیزاین کې د هغه ژوره پوهه په ټوله نړۍ کې شرکتونو ته ګټه رسولې.
په مطابقت کې د بریښنایی او بریښنایی انجینرۍ متخصصینو لپاره د خبرونو ، معلوماتو ، تعلیم او الهام اصلي سرچینه ده.
د فضایي موټرو مخابراتي مصرف کونکي بریښنایی تعلیم انرژي او بریښنا صنعت معلوماتي ټیکنالوژي طبي نظامي او ملي دفاع