A frekvencia jellemzői kondenzátorok
Z impedancia ideális kondenzátor által meghatározott 1 általános képletű, ahol ω - a körfrekvencia, és C - kapacitású kondenzátor.
1. ábra Az ideális kondenzátor
A Formula 1-nyilvánvaló, hogy egyre gyakrabban az impedancia a kondenzátor csökken. Ez látható az 1. ábra Egy ideális kondenzátor, nincs veszteség, és az ekvivalens soros ellenállását (ESR) nulla.
2. ábra A frekvenciamenete ideális kondenzátor
Egy valós kondenzátor (ábra. 3) van némi ellenállást (ESR), által okozott dielektromos veszteségek, az ellenállás elvesztése a kondenzátor lemezek és a veszteségek miatt a szivárgási ellenállás és a parazita induktivitást (ESL) a kondenzátor lemezek és a csapokat. Ennek eredményeként, a frekvencia jellemző impedancia vesz V alakú (vagy U alakú, attól függően, hogy milyen típusú kondenzátor) ábrán látható 4.Takzhe mutatja a frekvencia karakterisztika ESR.
3. ábra Valódi kondenzátor
4. ábra: Példa a frekvencia karakterisztikáját az igazi kondenzátor
Az ok, amiért a grafikonok | Z | ESR és a formában a 4. ábrán látható, lehet a következőképpen magyarázható.
| Z | ezen a területen csökken fordítottan arányos a frekvencia, mint egy ideális kondenzátor. ESR értéke határozza meg a dielektromos veszteség a kondenzátor.
A frekvencia növekedésével ESR, ennek eredményeként a parazita induktivitás, az ellenállás az elektródák és más tényezők okozzák eltérése | Z | Az ideális karakterisztika (piros szaggatott vonal), és elér egy minimális értéket. A frekvenciát, amelynél | Z | elér egy minimális nevezik self-rezonancia frekvenciáján, és ezen a frekvencián | Z | = ESR. Miután összegyűlt az önálló rezonancia frekvencia, az elem jellegzetes változások kapacitív induktív és | Z | Ez kezd emelkedni. A terület alatti természetes rezonancia frekvencia a kapacitív területen, és a terület felett - induktív.
A rezonancia régióban a dielektromos veszteségek adunk a veszteség az elektródák.
Egy további gyakoriságának növekedése jellemző | Z | által meghatározott parazita induktivitás a kondenzátor. A nagyfrekvenciás tartomány | Z | növekedésével arányos a frekvenciával, a következő képlet szerint 2. Tekintettel a ESR, ezen a területen a bőr kezdenek mutatni hatást. proximity hatás és mások.
Megvizsgáltuk ezért frekvenciaátvitelének valódi kondenzátor. Fontos megjegyezni, hogy a c gyakrabban ESR és ESL nem lehet figyelmen kívül hagyni. Mivel a kérelmek nagy száma, amelyekben kondenzátorokat alkalmaznak nagy gyakorisággal, ESR és ESL a legfontosabb paramétere egy kondenzátor mellett értékét a kapacitás.
Zavaró valódi kondenzátor eltérő jelentésű függően típusát. Nézzük meg a frekvencia válasz a különböző kondenzátorok. Az 5. ábrán grafikonok | Z | és ESR 10 uF kondenzátorok. Minden kondenzátorok amellett, hogy a film, sík (SMD).
5. ábra: Frekvencia jellemzői a különböző típusú kondenzátorok.
Minden típusú kondenzátorok | Z | megegyezően viselkedik frekvencia 1 kHz. Miután 1 kHz növeli az impedanciát az erősebb alumínium és tantál elektrolit kondenzátorok, mint a monolitikus kerámia kondenzátorok és a film.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy az alumínium és a tantál kondenzátorok nagy ellenállása az elektrolit és a magas ESR. Fémes anyagok a film és a monolitikus kerámia kondenzátorok, hogy az elektródák és ezért ezek nagyon kicsi ESR.
Monolit kerámia kondenzátorok és a film azt mutatja, mintegy jellemzői azonosak az önálló rezonancia pont, de a monolitikus kerámia kondenzátor rezonancia frekvencia nagyobb, és | Z | Az induktív alábbi mezőbe.
Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az impedancia monolitikus kerámia kondenzátorok SMD típusú széles frekvenciatartományban egy kis érték. Ez teszi őket leginkább alkalmas nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz.
Vannak is többféle monolit kerámia kondenzátorok különféle anyagokból készülhetnek, és különböző alakzatokat. Lássuk, hogyan befolyásolják ezek a tényezők a frekvencia jellemzőit.
ESR a kapacitív régió függ dielektromos veszteség által okozott a dielektromos anyag. Grade 2 alapú dielektromos anyag ferroelektromos és magas dielektromos állandó, tipikusan egy nagy ESR. Első osztályú anyagok - a hőmérséklet-kompenzált alapú paraelectric anyagok - alacsony dielektromos veszteség és alacsony ESR.
Nagyfrekvenciákon rezonancia régiót és egy induktív régió, amellett, hogy az ellenállást a elektród anyagból, alakjuk és a rétegek száma, ESR függ a bőr hatása és a közelség hatás. Az elektródák gyakran készülnek Ni, de olcsó kondenzátorok néha Cu, amelynek szintén van egy kis ellenállás.
ESL
ESL monolitikus kerámia kondenzátor nagymértékben függ a belső szerkezete az elektródák. Ha a belső elektróda méretei hosszúság, szélesség és vastagság, az induktivitás ESL meghatározhatjuk matematikailag. ESL értéke csökken, amikor a kondenzátor elektródák rövidebbek, szélesebb és vékonyabb.
A 6. ábra mutatja az összefüggést a névleges kapacitás és a rezonancia frekvencia bármilyen típusú monolitikus kerámia kondenzátorok. Láthatjuk, hogy a csökkenés a méret a kondenzátor saját rezonáns frekvencia megnő és az ESL csökken az azonos kapacitás értékeket. Ez azt jelenti, hogy a kis kondenzátorok rövid szakaszon a legalkalmasabbak a nagyfrekvenciás alkalmazásokhoz.
A 7. ábra mutatja a fordított LW kondenzátor egy rövid L hosszúságú és szélességű W. nagyfrekvenciás jellemzők a 8. ábrán látható, azt látjuk, hogy LW kondenzátor van egy kisebb impedanciájú és jobb teljesítményt nyújt, mint a hagyományos kondenzátor azonos kapacitású. LW kondenzátorok lehet elérni ugyanazt jellemzőkkel rendelkezik, mint a hagyományos kondenzátorok, hanem egy kisebb számú alkatrészt. Csökkentése az alkatrészek számát, csökkenti a költségeket és csökkenti a telepítési helyet.
7. ábra: Külső LW reverz kondenzátor.
8. ábra: | Z | és ESR LW reverz kondenzátor és általános célú kondenzátor
Természetesen a gyakorlatban elég nehéz megvalósítani, de az ötlet érdekes véleményem.
Igen, ez érdekes.
Paul, ezerszer köszönöm ezen az oldalon, szeretnék itt látni az anyagot az I2C buszon, és könyvtári dolgozni vele. Módjára az, ami a mester kódot a kezdeti beállítási CodeVision. Köszönöm.