خازن های جامد چیست؟ علامت گذاری و طبقه بندی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

در مورد خازن های جامد، این همان خازن الکترولیتی است، اما از یک پلیمر رسانای ویژه یا یک نیمه هادی آلی پلیمریزه شده استفاده می کند. در حالی که خازن های دیگر از الکترولیت مایع معمولی استفاده می کنند.

ویژگی های کلی

همانطور که قبلا ذکر شد، تفاوت بین خازن های حالت جامد و معمولی در "پر کردن" داخلی دستگاه است. پس چرا آنها بهتر هستند؟

اولین و مهم ترین تفاوت دقیقاً در این واقعیت نهفته است که خازن های حالت جامد از الکترولیت پلیمری جامد به جای مایع استفاده می کنند. این امر احتمال نشت یا تبخیر الکترولیت را از بین می برد. دومین مزیت قابل توجه دستگاه های حالت جامد مقاومت معادل سری آنها بود که ESR نامیده می شود. کاهش این شاخص منجر به این واقعیت شده است که استفاده از خازن های خازنی کمتر و همچنین اندازه های کوچکتر در شرایط مشابه امکان پذیر شده است. یکی دیگر از مزایای قابل توجه خازن های جامد این است که حساسیت کمتری نسبت به تغییرات دما دارند. این مزیت نیز هستنشان می دهد که طول عمر چنین جسمی حدود شش برابر بیشتر خواهد بود، به این معنی که شیئی که در آن نصب شده است بسیار طولانی تر خواهد بود.

الکترولیتیک

خازن الکترولیتی حالت جامد از لایه نازکی از اکسید فلز به عنوان دی الکتریک استفاده می کند. تشکیل این لایه با استفاده از روش الکتروشیمیایی انجام می شود. جریان این فرآیند بر روی پوشش همان فلز انجام می شود.

پوشش دوم این خازن را می توان به صورت الکترولیت مایع یا خشک ارائه کرد. الکترولیت های معمولی از مایع استفاده می کنند، در حالی که حالت جامد از خشک استفاده می کند. این نوع خازن جامد از موادی مانند تانتالیوم یا آلومینیوم برای ایجاد الکترود فلزی استفاده می کند.

شایان ذکر است که خازن های تانتالیوم نیز از گروه الکترولیتی هستند.

نامتقارن

خازن نامتقارن حالت جامد یک اختراع نسبتاً جدید است، همانطور که قبلاً از سایر دستگاه ها استفاده شده است. اولین و ساده ترین خازن از این گروه خازن T شکل بود. در این شی، صفحات در یک صفحه قرار داشتند. توسعه بعدی خازن های نامتقارن منجر به نوع دیسک شد. این شامل یک حلقه صاف و همچنین یک دیسک بود که در داخل آن قرار داشت. بهبود بعدی خازن های نامتقارن منجر به ساده سازی بیشتر طراحی شد و دستگاه هایی با دو الکترود به دست آمد. یکی از آنها بودارائه شده به شکل یک سیم نازک، و دوم - یک صفحه نازک یا یک نوار نازک از فلز. اما شایان ذکر است که استفاده از این نوع خازن خاص به دلیل استفاده از تجهیزات فشار قوی دشوار است.

علامت گذاری

برچسبی برای خازن های جامد وجود دارد که ویژگی های آنها را توضیح می دهد. وجود این علامت گذاری به درک ویژگی های خاصی از خازن کمک می کند:

• بر اساس علامت گذاری دستگاه، می توانید ولتاژ کاری هر خازن را به دقت تعیین کنید. همچنین شایان ذکر است که این مقدار باید از ولتاژ موجود در مدار با استفاده از این جسم بیشتر باشد. اگر این شرط برآورده نشود، یا در عملکرد کل مدار خراب می شود، یا خازن به سادگی منفجر می شود.
• 1,000,000 pF (پیکوفراد)=1 uF. این علامت گذاری برای بسیاری از خازن ها یکسان است. این به این دلیل است که تقریباً همه دستگاه‌ها ظرفیتی برابر یا نزدیک به این مقدار دارند و بنابراین می‌توان آن را هم در پیکوفاراد و هم در میکروفاراد نشان داد.

خازن تورم

علیرغم اینکه خازن های این نوع در برابر شکستگی کاملاً مقاوم هستند، اما هنوز برای همیشه دوام نمی آورند و همچنین باید تعویض شوند. تعویض یک خازن جامد ممکن است در چندین مورد ضروری باشد:

• دلایل زیادی برای خرابی، یعنی تورم این دستگاه می تواند داشته باشد، اما اصلی ترین آن بی کیفیتی خود قطعه است.
• در مورد علل نفخ، می توانیدهمچنین به جوش آمدن یا تبخیر الکترولیت مراجعه کنید. حتی اگر از یک الکترولیت جامد استفاده می شود، چنین مشکلاتی هنوز کاملاً منتفی نیستند و در دماهای بسیار بالا این اتفاق می افتد.

لازم به ذکر است که گرمای بیش از حد این دستگاه هم به دلیل تأثیر محیط خارجی و هم به دلیل محیط داخلی می تواند رخ دهد. نصب نادرست را می توان به تأثیر داخلی نسبت داد. به عبارت دیگر، اگر هنگام نصب این قطعه قطبیت معکوس شود، پس از راه اندازی، تقریباً فوراً گرم می شود و به احتمال زیاد منفجر می شود. علاوه بر این دلایل، گرمای بیش از حد شدید نیز به دلیل عدم رعایت قوانین عملیاتی امکان پذیر است. ممکن است ولتاژ، ظرفیت خازنی یا عملکرد در محیط دمای خیلی بالا اشتباه باشد.

چگونه از نفخ و جایگزینی مکرر جلوگیری کنیم

با نحوه جلوگیری از نفخ یک خازن جامد شروع کنید.

• اولین چیزی که توصیه می شود این است که فقط از قطعات با کیفیت استفاده کنید.
• دومین توصیه ای که می تواند به جلوگیری از چنین مشکلاتی کمک کند، جلوگیری از داغ شدن بیش از حد خازن است. اگر دما به 45 درجه یا بیشتر برسد، نیاز به خنک‌سازی فوری است و حتی بهتر است این دستگاه‌ها را تا حد امکان دور از منابع گرما قرار دهید.
• از آنجایی که بیشتر خازن ها در منابع تغذیه کامپیوتر متورم می شوند، توصیه می شود از تثبیت کننده های ولتاژ استفاده کنید که از شبکه در برابر نوسانات ناگهانی برق محافظت می کند.

اگر تورم رخ داد، پسدستگاه نیاز به تعویض دارد قانون اصلی تعمیر انتخاب خازن با همان ظرفیت است. انحراف این پارامتر به سمت بالا مجاز است، اما فقط اندکی. انحراف به سمت پایین مجاز نیست. قوانین مشابهی در مورد ولتاژ جسم اعمال می شود. همچنین شایان ذکر است که هنگام جایگزینی خازن های الکترولیتی با خازن های حالت جامد، می توان از دستگاه هایی با ظرفیت کمتر نیز استفاده کرد. این به دلیل پایین بودن ESR که قبلاً بحث شد امکان پذیر است. اما قبل از آن، هنوز هم ارزش مشاوره با یک متخصص را دارد. فرآیند جایگزینی خود شامل از بین بردن قسمت سوخته با لحیم کاری و لحیم کاری یک قطعه جدید است.

تعمیر

اغلب، انجام تعمیرات پیشگیرانه خازن ها ضروری است. فرض کنید یک خازن مشکوک در حین جداسازی یک کامپیوتر پیدا شد. باید بررسی شود و در صورت لزوم تعویض شود. برای تعویض به یک هویه لحیم کاری با توان 25 تا 40 وات نیاز دارید. اینها دستگاه های با قدرت متوسط هستند. استفاده از آنها با این واقعیت توجیه می شود که آهن های لحیم کاری کم قدرت نمی توانند خازن را لحیم کنند و آنهایی که قوی تر هستند بسیار بزرگ هستند و کار با آنها ناخوشایند است.

بهتر است یک آهن لحیم کاری با نوک مخروطی در دست داشته باشید. برای انجام تعمیرات، خازن قدیمی لحیم می شود، اما این باید با دقت انجام شود، زیرا تخته هایی که در آنها نصب می شوند اغلب چند لایه هستند - حداکثر 5 لایه. آسیب رسیدن به حداقل یکی از آنها کل برد را غیرفعال می کند و دیگر قابل تعمیر نیست. پس از لحیم کاری دستگاه قدیمی، سوراخ های نصب پانچ می شودسوزن، بهترین پزشکی، نازکتر است. لحیم کاری یک جسم جدید بهتر است با استفاده از رزین انجام شود.

خازن های پلیمری جامد

می توان گفت تمامی دستگاه های این نوع پلیمری هستند، زیرا در داخل این دستگاه به جای الکترولیت مایع از پلیمر جامد استفاده شده است. استفاده از مواد جامد در خازن های جامد استاندارد مزایای زیر را به همراه داشته است:

• در فرکانس های بالا - مقاومت معادل کم؛
• مقدار جریان موج دار بالا؛
• عمر خازن بسیار طولانی تر است؛
• عملکرد پایدارتر در دماهای بالا.

در جزئیات بیشتر، برای مثال، کاهش ESR به معنای مصرف انرژی کمتر و در نتیجه گرمایش کمتر خازن در همان بارها است. درجه بالاتر ریپل جریان، عملکرد پایدار کل برد را به عنوان یک کل تضمین می کند. به طور طبیعی، این جایگزینی الکترولیت مایع با یک الکترولیت جامد بود که منجر به این واقعیت شد که عمر مفید به طور قابل توجهی افزایش یافت.