Kondensatory są elementami pasywnymi, które przechowują ładunek elektryczny. Ta pojedyncza funkcja może być jednak wykorzystywana na wiele sposobów w różnych zastosowaniach – AC i DC, analogowych i cyfrowych. Przykłady obejmują obwody czasowe i kształtujące fale, sprzęganie i odsprzęganie, filtry falowe i wygładzanie, strojenie telewizorów i radia, oscylatory, a także, w przypadku superkondensatorów, przechowywanie ładunku w urządzeniach takich jak żarówki błyskowe aparatów fotograficznych. Ta różnorodność, w połączeniu ze skalowaniem w celu dostosowania do różnych poziomów mocy, prądu i napięcia, oznacza, że kondensatory występują w wielu kształtach, rozmiarach i technikach konstrukcyjnych.
Ten artykuł bada kondensatory i znaczenie pojemności elektrycznej. Następnie przyjrzymy się właściwościom – oprócz pojemności – które określają wydajność komponentów i ich wpływ na docelowe obwody. Następnie pokazuje, jak te właściwości są różnie eksponowane przez różne typy kondensatorów obecnie dostępnych, i jak wpływają one na projektanta wyboru typu kondensatora.
Czasami jednak, pozornie pierwszy wybór dla projektu nie może być najlepszą drogą do naśladowania; może być pożądane, aby zastąpić jedną technologię kondensatora dla innego z jakiegoś powodu. W związku z tym, artykuł kończy się krótkim przykładem tego, jak kondensatory polimerowe mogą zastąpić wielowarstwowe typy ceramiczne.
- Co to jest kondensator?
- Właściwości kondensatorów
- Praktyczne problemy z pojemnością
- Prąd upływu vs rezystancja izolacji
- Zachowanie przy ładowaniu/rozładowywaniu
- Siła dielektryczna
- Rozproszenie energii
- Indukcyjność
- Opis obwodu równoważnego kondensatora
- Różne typy kondensatorów
- Film
- Ceramika
- Elektrolityczne
- Superkondensatory
- Mica
- Glass
- Feedthru
- Wymienność typów kondensatorów
- Sourcing capacitors
- Zakończenie
Co to jest kondensator?
Jak pokazuje Rys.1, kondensator składa się z dwóch przewodzących płyt w bliskiej odległości od siebie, oddzielonych izolatorem lub dielektrykiem. Przyłóż prąd stały do płytek, a zgromadzą one równe i przeciwne ładunki; ujemne na jednej płytce i dodatnie na drugiej. Odłącz źródło zasilania, a płyty zachowają swój ładunek, nie licząc wycieku. Następnie, jeśli płyty są podłączone do obciążenia, takiego jak żarówka lampy błyskowej aparatu fotograficznego, uwolnią całą swoją energię do niego, aby zasilić lampę błyskową.
Fig.1 Symbole kondensatorów – Image copyright of Premier Farnell
Zauważ, że konstrukcja kondensatora oznacza, że blokuje on prąd stały, ale przewodzi prąd zmienny. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa częstotliwość napięcia AC, tym lepiej kondensator przewodzi prąd AC.
Ilość energii, którą kondensator może przechowywać jest określona przez jego pojemność, mierzona w faradach. Ponieważ farad jest niepraktycznie dużą jednostką pojemności (z wyjątkiem superkondensatorów), rzeczywiste elementy są oceniane w jednym z następujących zakresów SI, odpowiednio:
- 1 mF (milifarad, jedna tysięczna (10-3) część farada)
- 1 μF (mikrofarad, jedna milionowa (10-6) część farada)
- 1 nF (nanofarad, jedna miliardowa część (10-9) farada)
- 1 pF (pikofarad, jedna trylionowa część (10-12) farada)
W każdym przypadku pojemność C w faradach jest dana równaniem:
Gdzie q jest ładunkiem w kulombach (ładunki +q i -q na płytkach), a V jest napięciem w woltach przez płytki.
To daje zależność napięcie/prąd
Gdzie i = prąd w amperach.
Energię zmagazynowaną w kondensatorze można znaleźć przez całkowanie pracy W (watów)
Władowanie = 1/2 CV^2
Pierwsze z powyższych równań mówi nam, że zwiększenie pojemności pozwala na zmagazynowanie większej ilości ładunku przy danym napięciu na kondensatorze. Pojemność może być zwiększona poprzez zwiększenie rozmiaru płyt, przesuwając płyty bliżej siebie, lub poprzez poprawę właściwości izolacyjnych dielektryka. Kondensatory wszystkich typów osiągnąć swoje docelowe wartości pojemności poprzez dostosowanie tych trzech zmiennych do potrzeb. Dlatego, jeśli wymagana wartość pojemności może być uzyskana z różnych typów kondensatorów, jak zdecydować, który typ jest najlepszy dla danej aplikacji?
Odpowiedź jest taka, że podczas gdy idealne kondensatory miałyby tylko pojemność, rzeczywiste urządzenia mają również wiele innych parametrów i cech, które wpływają na ich wydajność i przydatność do ich docelowej aplikacji. Czynniki te zależą od zastosowanej technologii kondensatorów i wszystkie muszą być rozważone przy wyborze optymalnego rozwiązania.
Kryteria obejmują napięcie robocze, rozmiar urządzenia, odpowiedź częstotliwościową, starzenie się (wysychanie mokrego elektrolitu) powodujące utratę pojemności, maksymalną zalecaną temperaturę pracy, palność i właściwości samoregenerujące. Czasami niezwykle niska rezystancja pasożytnicza (znana jako równoważna rezystancja szeregowa lub ESR) jest konieczna, aby zminimalizować straty I2R w zastosowaniach wysokoprądowych.
Następnie przyjrzymy się bliżej tym i innym właściwościom kondensatorów, a następnie temu, jak są one odzwierciedlone w różnych typach kondensatorów.
Właściwości kondensatorów
Publikacja KEMET „Wprowadzenie do technologii kondensatorów” zawiera wiele przydatnych informacji i stanowi tło do dyskusji na temat właściwości kondensatorów podanych poniżej.
Charakterystyka dielektryczna i CV kondensatora
Właściwości dielektryczne wpływają na wydajność objętościową kondensatorów, tj. ilość pojemności na daną objętość. Jest to wyrażone jako wartość CV, gdzie C = pojemność i V jest napięciem. Wartości CV są ważne przy projektowaniu systemów przenośnych lub bardzo gęsto zaludnionych płytek drukowanych, gdzie wysoka pojemność w minimalnej objętości jest niezbędna.
Niektóre dielektryki, takie jak tantal, są znane z ich wysokich właściwości CV. CV można również zwiększyć poprzez maksymalizację powierzchni użytkowej elektrody i minimalizację kosztów ogólnych pakietu.
Praktyczne problemy z pojemnością
Pojemność użytkowa kondensatora może różnić się od jego wartości znamionowej z powodu kilku czynników. Należą do nich:
- Temperatura
- Wilgotność
- Napięcie AC i DC
- Częstotliwość sygnału
- Starość kondensatora
- Mechaniczne
- Efekt piezoelektryczny
Przy wyborze kondensatora do aplikacji, jego oceny dla tych czynników muszą być brane pod uwagę.
Tolerancje są kolejnym ważnym czynnikiem. Kondensatory są kodowane tolerancji, z najczęstszych kodów jest:
- ± 20% = M
- ± 10% = K
- ± 5% = J
- ± 2.5% = H
- ± 2% = G
- ± 1% = F
Prąd upływu vs rezystancja izolacji
Materiały dielektryczne w kondensatorach nie są idealnymi izolatorami; mogą przepuszczać mały prąd upływu DC z różnych powodów specyficznych dla każdego typu dielektryka. Spowoduje to, że napięcie końcowe naładowanego kondensatora będzie powoli spadać, ponieważ prąd upływu odprowadza jego ładunek.
Ogólnie, rezystancja izolacji ma tendencję do zmniejszania się wraz ze wzrostem wartości pojemności. Prąd upływu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury.
Zależność między prądem upływu (LC) a rezystancją izolacji dielektryka kondensatora (IR) jest określona prostym wzorem:
I(LC) = V/R(IR)
Zachowanie przy ładowaniu/rozładowywaniu
Gdy napięcie stałe jest przyłożone do kondensatora szeregowo z rezystorem, kondensator ładuje się z szybkością określoną przez przyłożone napięcie, stan naładowania względem wartości końcowej, rezystancję szeregową i własną pojemność. Iloczyn rezystancja-pojemność, RC, jest znany jako stała czasowa obwodu. Dokładnie rzecz ujmując, stała czasowa RC to czas potrzebny do naładowania kondensatora o 63,2% różnicy pomiędzy wartością początkową i końcową. Ta sama wartość RC reguluje również czas potrzebny do rozładowania kondensatora przez rezystor szeregowy.
Siła dielektryczna
Jeśli napięcie na kondensatorze zostanie wystarczająco zwiększone, pole elektryczne w końcu spowoduje rozpad dielektryka i przewodzenie prądu. Z niektórych dielektryków, efekt jest trwały, więc kondensator jest destroyed.
Niektóre dielektryki, jednak, może samoleczenia. Na przykład, folia i kondensatory papierowe z bardzo cienkimi elektrodami mogą się samoleczyć, ponieważ duży prąd rozpadu podgrzewa warstwy elektrod, powodując odparowanie metali i utlenianie z dala od dotkniętego obszaru, izolując w ten sposób ścieżkę zwarcia od reszty kondensatora. Proces ten może wystąpić nawet w aplikacjach o bardzo wysokiej mocy znamionowej do kilku kilowatów.
Rozproszenie energii
Gdy napięcie zmienne jest przyłożone do kondensatora, prąd przepływa przez jego materiał dielektryczny i części przewodzące. W praktyce, część tego prądu jest rozpraszana w niewielkiej ilości oporu wewnątrz kondensatora. To rozpraszanie objawia się jako wzrost temperatury w kondensatorze. Kondensator ogólny opór, zwany Equivalent Series Resistance (ESR) jest sumą dwóch elementów:
- Rezystancja materiału dielektrycznego
- Rezystancja części przewodzących
Indukcyjność
Elektrody i przewody ołowiane lub końcówki kondensatora są przewodnikami metalowymi, które mają pewną indukcyjność z nimi związane. Indukcyjność ta ma tendencję do oporu zmian w prądzie zmiennym przez kondensator. Jest on znany jako Equivalent Series Inductance lub ESL.
Opis obwodu równoważnego kondensatora
Części przewodzące kondensatora mają powiązaną rezystancję omową, które łączą się z rezystancją dielektryczną, tworząc Equivalent Series Resistance (ESR). Praktyczny kondensator może być opisany za pomocą tzw. obwodu równoważnego, jak na Rys.2, gdzie rezystor (ESR) i cewka (ESL) są w szeregu z czystą pojemnością sparowaną z rezystorem równym rezystancji izolacji dielektryka.
Fig.2: Obwód równoważny kondensatora z pasożytniczą indukcyjnością i rezystancją – Image via KEMET
Różne typy kondensatorów
Fig.3 podsumowuje różne typy kondensatorów obecnie dostępne. Poniżej przedstawiamy przegląd stałych typów kondensatorów.
Fig.3Hierarchia typów kondensatorów – Obraz przez Würth Elektronik
Caoacitorguide.com zapewnia dogłębne wyjaśnienia różnych typów kondensatorów i ich konstrukcji; informacje o typach kondensatorów poniżej (z wyjątkiem Glass i Feedthru) są oparte na tej zawartości.
Film
Kondensatory foliowe wykorzystują cienką folię z tworzywa sztucznego jako dielektryk; może to być metalizowane lub pozostawione bez obróbki, w zależności od wymaganych właściwości kondensatora. Te typy oferują stabilność, niską indukcyjność i niski koszt. Różne wersje folii obejmują poliester, metalizowany, polipropylen, PTFE i polistyren. Pojemności wahają się od poniżej 1nF do 30µF.
Te typy kondensatorów są niespolaryzowane, co czyni je odpowiednimi dla sygnałów AC i aplikacji mocy. Kondensatory filmowe mogą mieć bardzo wysokie wartości kondensatorów precyzyjnych, które zachowują dłużej niż inne typy kondensatorów. Są bardzo niezawodne z długim okresem przechowywania i użytkowania, z procesem starzenia, który jest ogólnie wolniejszy niż inne typy, takie jak elektrolityczne. Mają niskie wartości ESR i ESL, dlatego bardzo niskie współczynniki dyssypacji. Mogą być wykonane, aby wytrzymać napięcia w zakresie kilowoltów i mogą zapewnić bardzo wysokie impulsy prądu udarowego.
Kondensatory foliowe mocy są dostępne, które mogą wytrzymać moc bierną przekraczającą 200 woltoamperów. Są one stosowane w urządzeniach energoelektronicznych, przesuwnikach fazowych, błyskach rentgenowskich i laserach impulsowych. Warianty o niskiej mocy są używane jako kondensatory odsprzęgające, filtry i w przetwornikach A/D. Inne godne uwagi zastosowania to kondensatory bezpieczeństwa, tłumienie zakłóceń elektromagnetycznych, stateczniki świetlówek i kondensatory snubberów.
Fig.4: Kondensatory z folii poliestrowej – obraz przez Wikimedia Commons
Ceramika
Kondensatory ceramiczne wykorzystują materiał ceramiczny jako swój dielektryk. Wielowarstwowy kondensator chipowy (MLCC) i ceramiczny kondensator dyskowy są najczęściej stosowanymi typami w nowoczesnej elektronice. MLCCs są wykonane w technologii montażu powierzchniowego (SMT) form, i szeroko stosowane ze względu na ich mały rozmiar. Wartości pojemności wynoszą zazwyczaj od 1 nF do 1 µF, choć dostępne są wartości do 100 µF. Są niespolaryzowane, więc mogą być stosowane w obwodach prądu zmiennego. Mają świetną odpowiedź częstotliwościową ze względu na niskie rezystancyjne i indukcyjne efekty pasożytnicze.
Dostępne są dwie klasy kondensatorów ceramicznych: klasa 1 i klasa 2. Kondensatory ceramiczne klasy 1 są stosowane tam, gdzie wymagana jest wysoka stabilność i niskie straty. Są one bardzo dokładne, a wartość pojemności jest stabilna w odniesieniu do zastosowanego napięcia, temperatury i częstotliwości.
Kondensatory klasy 2 mają dużą pojemność na objętość i są używane do mniej wrażliwych zastosowań. Ich stabilność termiczna wynosi zwykle ±15% w zakresie temperatur roboczych, a tolerancja wartości nominalnej wynosi około 20%.
MLCC oferują wysoką gęstość upakowania do montażu na płytce drukowanej, chociaż fizycznie duże elementy ceramiczne mocy są również dostępne, które mogą wytrzymać napięcia od 2 kV do 100 kV, z mocą znamionową lepszą niż 200 VA.
Fig.5Kondensator ceramiczny – zdjęcie przez Wikipedię
Elektrolityczne
Kondensatory elektrolityczne wykorzystują elektrolit, aby zapewnić większą wartość pojemności niż inne typy kondensatorów. Prawie wszystkie kondensatory elektrolityczne są spolaryzowane, więc muszą być używane w obwodach prądu stałego i prawidłowo spolaryzowane. Kondensatory elektrolityczne mogą być albo mokry-elektrolit lub stały polimer. Są one powszechnie wykonane z tantalu lub aluminium. Kondensatory aluminiowe mają zwykle pojemność od 1 µF do 47 mF, a ich napięcie robocze wynosi do kilkuset woltów prądu stałego. Jednakże superkondensatory, czasami nazywane kondensatorami dwuwarstwowymi, są również dostępne z pojemnościami setek lub tysięcy faradów.
Wady obejmują duże prądy upływu, szerokie tolerancje wartości, wynoszące zazwyczaj 20%, równoważną rezystancję szeregową i ograniczoną żywotność. Wartości kapacytancji również dryfują w czasie. Kondensatory mogą się przegrzewać lub nawet eksplodować, jeśli są poddane napięciom o odwrotnej polaryzacji.
Kondensatory elektrolityczne są używane w zastosowaniach, które nie wymagają ścisłych tolerancji i polaryzacji AC, ale wymagają dużych wartości pojemności. Przykłady obejmują etapy filtrowania w zasilaczach w celu usunięcia tętnień AC lub do wygładzania wejścia i wyjścia jako filtr dolnoprzepustowy dla sygnałów DC ze słabym składnikiem AC.
Fig.6: Kondensator elektrolityczny – Image via flickr
Superkondensatory
Superkondensatory są rodzajem elektrolitycznych, jak opisano powyżej. Mogą one przechowywać niezwykle duże ilości energii elektrycznej dzięki wykorzystaniu dwóch mechanizmów; pojemności dwuwarstwowej i pseudokapacytancji. Pierwszy z nich jest elektrostatyczny, podczas gdy drugi jest elektrochemiczny, więc superkondensatory łączą właściwości zwykłych kondensatorów z właściwościami zwykłych baterii.
W rzeczywistości, są one używane jako alternatywa dla baterii w wielu zastosowaniach, w tym w samochodowych systemach odzyskiwania energii kinetycznej (KERS), fotograficznej pamięci flash i statycznej pamięci RAM. Przyszłe możliwości obejmują telefony komórkowe, laptopy i samochody elektryczne; ich najbardziej ekscytującą zaletą jest bardzo szybki czas ładowania, co oznacza, że samochód elektryczny mógłby być naładowany w ciągu kilku minut.
Ta technologia może osiągnąć wartości pojemności do 12000 F. Mają one bardzo szybki czas ładowania i rozładowania, porównywalny do zwykłych kondensatorów, ze względu na ich niski opór wewnętrzny. Dla porównania, pełne naładowanie baterii może trwać do kilku godzin. Superkondensatory mają również moc specyficzną 5 do 10 razy większą niż akumulatory; na przykład 10 kW/Kg w porównaniu z 1 – 3 kW/Kg w przypadku akumulatorów litowo-jonowych. Superkondensatory nie nagrzewają się tak bardzo jak akumulatory, gdy są źle traktowane, i mają praktycznie nieograniczoną żywotność, w porównaniu z 500+ cyklami typowymi dla akumulatorów.
Wady superkondensatorów obejmują niską energię właściwą (Wh/Kg), liniową charakterystykę napięcia rozładowania (superkondensator o napięciu wyjściowym 2,7 V spadnie na przykład do 1,35 V przy rozładowaniu 50%) i wysokie koszty. Te czynniki uniemożliwiły superkondensatorom zastąpienie baterii w większości zastosowań.
Fig.7: Technologie superkondensatorów – Image via Wikimedia Commons
Mica
Kondensatory mikowe oznaczają dziś kondensatory ze srebrną miką, wykonane przez przekładanie arkuszy miki pokrytych metalem po obu stronach. Wartości pojemności są małe, zwykle od kilku pF do kilku nF, chociaż największe typy miki mogą osiągać 1 µF. Napięcie znamionowe wynosi zwykle od 100 do 1000 V, chociaż niektóre kondensatory są oceniane do 10 kV do zastosowań w nadajnikach RF. Są one również wykorzystywane w innych zastosowaniach wysokonapięciowych, ze względu na ich wysokie napięcie przebicia.
Są one niskostratne, co pozwala na ich wykorzystanie przy wysokich częstotliwościach, niezawodne, a ich wartość pozostaje stabilna w czasie. Kondensatory są również stabilne w szerokich zakresach napięcia, temperatury i częstotliwości. Są one zazwyczaj o stosunkowo małej wartości pojemnościowej. Oferują one precyzję, z tolerancją tak niską jak +/- 1%. Jednak kondensatory są nieporęczne i drogie.
Fig.7: Silver mica capacitors – Image via Wikimedia Commons
Glass
Kondensatory szklane są używane w obwodach RF, gdzie wymagana jest najwyższa wydajność. Oferują one niski współczynnik temperaturowy bez histerezy, zerowy współczynnik starzenia, brak szumu piezoelektrycznego, zerowy współczynnik starzenia i bardzo niską stratę. Mają również dużą zdolność prądową RF, przy wysokich temperaturach pracy, często do 200°C.
Feedthru
AVX oferuje linię kondensatorów feed-through, które są dostępne zarówno w standardowym rozmiarze 0805, jak i 1206. Kondensatory te są idealnym wyborem do tłumienia EMI, szerokopasmowego filtrowania I/O lub kondycjonowania linii zasilania Vcc. Unikalna konstrukcja kondensatora feedthru zapewnia niską równoległą indukcyjność i oferuje doskonałą zdolność do odsprzęgania dla wszystkich wysokich di / dt środowisk i zapewnia znaczną redukcję szumów w obwodach cyfrowych do 5 GHz. AVX oferuje kondensatory feedthru klasy samochodowej zakwalifikowane do AEC-Q200. Kondensatory te są dostępne w dielektrykach NP0 i X7R z opcjami terminacji obejmującymi platerowane Ni i Sn.
Wymienność typów kondensatorów
Although różne typy kondensatorów są zoptymalizowane dla różnych zastosowań, może być możliwe lub pożądane zastąpienie jednego typu innym. Na przykład firma Panasonic napisała dogłębną białą księgę pokazującą, w jaki sposób kondensatory polimerowe mogą zastąpić MLCC w różnych aplikacjach. Informacje z tego dokumentu są podane poniżej.
Nowoczesny rozwój układów scalonych i związane z tym oczekiwania dotyczące ich wydajności, nałożyły bardziej wymagające wymagania na powiązane z nimi komponenty, w tym kondensatory. Trend ten jest widoczny, na przykład, w projektach konwerterów DC-DC. Kierują się one w stronę większej sprawności energetycznej, rosnących prądów obciążenia, miniaturyzacji i wyższych częstotliwości przełączania. Takie trendy wymagają kondensatorów, które mogą poradzić sobie z większymi obciążeniami prądowymi przy mniejszej objętości. Istnieje coraz większa potrzeba zrównoważenia wysokiej wydajności i gęstości mocy z długotrwałą wytrzymałością, wysoką niezawodnością i bezpieczeństwem.
Kondensatory wyjściowe są niezbędne w konwerterach DC-DC, ponieważ wraz z główną cewką indukcyjną zapewniają rezerwuar energii elektrycznej dla wyjścia i wygładzają napięcie wyjściowe. Kondensatory wejściowe muszą się dobrze spisywać pod względem rozpraszania mocy i charakterystyki tętnień. Powinny utrzymywać napięcie i zapewniać stabilność napięcia szyny do przetwornicy.
Różne typy kondensatorów mogą być użyte do tych ról wejściowych i wyjściowych przetwornicy DC-DC. Rys.8 pokazuje kilka opcji, w tym kondensatory elektrolityczne, OSCONs, SP-Caps, POS-Caps, kondensatory foliowe i wielowarstwowe kondensatory ceramiczne (MLCCs), i ocenia ich wydajność w zależności od każdej cechy. Podczas gdy najlepszy wybór zależy od aplikacji, możemy porównać względne cechy każdego typu.
Fig.8: Rodzaje i charakterystyka kondensatorów – Image via Panasonic
Choć kondensatory elektrolityczne zapewniają największy ESR, ich wydajność w zakresie pojemności i prądu upływu ulega znacznemu pogorszeniu w wyższych temperaturach i częstotliwościach. Kondensatory ceramiczne o bardzo niskim ESR i ESL zapewniają doskonałą wydajność w stanach przejściowych, ale mają ograniczenia dotyczące obniżania pojemności. Mogą one również pracować przy bardzo dużych prądach tętnień, ale są podatne na awarie starzeniowe i wymagają niższych roboczych pól elektrycznych.
Polimerowe kondensatory elektrolityczne są popularne w zasilaczach układów scalonych do funkcji buforowania, bocznikowania i odsprzęgania, szczególnie w urządzeniach o płaskiej lub zwartej konstrukcji. Dlatego konkurują z kondensatorami MLCC, ale oferują wyższe wartości pojemności i w przeciwieństwie do kondensatorów ceramicznych klasy 2 i 3, nie wykazują efektu mikrofonicznego.
Dla filtrów wejściowych i wyjściowych konwerterów DC-DC, kondensatory MLCC są najczęściej stosowanym typem ze względu na ich niskie koszty oraz niski ESR i ESL. Jednak mają one wady, w tym:
- Mała pojemność na objętość, szczególnie dla materiałów dielektrycznych klasy 1 (NO/COG)
- Duże rozmiary korpusu podatne na pękanie przy zginaniu PCB
- Niestabilność biasu DC
- Efekt Piezo (Singing)
To właśnie tutaj kondensatory polimerowe znajdują swoją rolę. Panasonic produkuje kondensatory polimerowe stałe aluminiowe: SP-Caps i OS-CON, kondensatory polimerowe tantalowe (POS-CAP) oraz technologie polimerowych hybrydowych kondensatorów aluminiowych elektrolitycznych. Te typy kondensatorów polimerowych poszerzają swój zakres zastosowań. Mają one dużą pojemność i doskonałą charakterystykę biasu, znacznie przewyższającą charakterystykę MLCC, a także charakteryzują się wyjątkowo niskim ESR i niską charakterystyką ESL.
Dodatkowo, kondensatory polimerowe osiągają bardzo wysoką niezawodność i doskonałą wydajność w niskich temperaturach dzięki zastosowaniu stałych materiałów polimerowych jako elektrolitu.
Obwód na Rys. 9 poniżej pokazuje kilka przykładów tego, jak różne kondensatory polimerowe mogą poprawić wydajność kondensatora MLCC.
Fig. 9: Przykład obwodu porównującego kondensatory MLCC i polimerowe – Image via Panasonic
Sourcing capacitors
Różne typy kondensatorów, z szerokim zakresem zmiennych wydajności, można znaleźć na stronie Farnell element14.
Zakończenie
W niniejszym artykule wyjaśniono, czym jest kondensator i jak działa czysta pojemność w obwodzie elektrycznym. Jednakże, uznaje również, że nie ma czegoś takiego jak czysty kondensator w świecie rzeczywistym. W związku z tym zbadano różne właściwości fizyczne i elektryczne, które nieuchronnie składają się na rzeczywisty składnik kondensatora, a także omówiono szeroki zakres typów kondensatorów i ich zmiennych właściwości dostępnych obecnie dla różnych zastosowań.
Spojrzano również na to, jak jeden typ kondensatora może być czasami zastąpiony innym, używając kondensatora polimerowego do zastąpienia MLCC jako przykład.
.