چگونه می توانم مقدار خازن مناسب را برای مدار خود انتخاب کنم؟

انتخاب مقدار خازن مناسب برای مدار شما می تواند مانند یک سر واقعی به نظر برسد. اما نگران نباشید ، من مدتی در بازی عرضه قطعات برقی بوده ام و من اینجا هستم تا آن را برای شما تجزیه کنم.

اول از همه ، بیایید در مورد آنچه در واقع خازن ها انجام می دهند صحبت کنیم. خازن ها انرژی الکتریکی را ذخیره و آزاد می کنند. آنها مانند باتری های قابل شارژ کمی در مدار شما هستند و نقش های مهمی را ایفا می کنند. آنها می توانند سر و صدای الکتریکی ناخواسته را فیلتر کنند ، نوسانات ولتاژ را صاف کنند و حتی در مدارهای زمان بندی نیز کمک کنند.

مقدار یک خازن در Farads (F) اندازه گیری می شود ، اما در اکثر مدارهای واقعی جهانی ، ما با واحدهای بسیار کوچکتر مانند میکروفرادها (μF) ، نانوذرات (NF) و Picofarads (PF) سر و کار داریم. بنابراین چگونه می دانید به کدام مقدار نیاز دارید؟

درک نیازهای مدار شما

اولین قدم این است که واقعاً درک کنید که مدار شما چه کاری انجام می دهد. برنامه های مختلف خواستار مقادیر مختلف خازن هستند.

فیلتر منبع تغذیه

اگر در حال کار بر روی مدار منبع تغذیه هستید ، یکی از اصلی ترین کار خازن ، فیلتر کردن ولتاژ موج دار است. Ripple همان ولتاژ AC است که از طریق یکسو کننده در منبع تغذیه DC حرکت می کند. شما یک خازن با ارزش نسبتاً بزرگ برای این کار می خواهید. به عنوان مثال ، در یک منبع تغذیه خطی ساده برای یک دستگاه الکترونیکی کوچک ، ممکن است از یک خازن در محدوده 100μF تا 1000μF استفاده کنید. این خازن های با ارزش بزرگتر می توانند بار کافی را برای صاف کردن تغییرات ولتاژ ذخیره کنند و به شما یک خروجی DC پایدار تر بدهند.

بیایید بگوییم که شما در حال ایجاد منبع تغذیه برای یک تقویت کننده صوتی کوچک هستید. شما یک خازن می خواهید که بتواند خواسته های فعلی تقویت کننده را برطرف کند و ولتاژ را ثابت نگه دارد. یک خازن 470μF ممکن است در اینجا انتخاب خوبی باشد. این سنبله ها و غرق شدن ولتاژ کوچک را خیس می کند ، بنابراین تقویت کننده شما منبع تغذیه ای تمیز می کند.

مدارهای زمان بندی

در مدارهای زمان بندی ، مانند مواردی که در نوسان سازها یا پالس یافت می شود ، مقدار خازن برای تعیین زمان ثابت بسیار مهم است. زمان ثابت (τ) یک مدار RC (مقاومت - خازن) توسط فرمول τ = R × C داده می شود ، جایی که R مقاومت و C خازن است. با انتخاب مقدار خازن سمت راست به همراه مقاومت مناسب ، می توانید کنترل کنید که سرعت و تخلیه های خازن را به سرعت کنترل کنید ، که به نوبه خود فرکانس یا زمان مدار را تعیین می کند.

به عنوان مثال ، در یک مدار تایمر ساده 555 که برای تولید موج مربع استفاده می شود ، مقدار خازن به طور مستقیم بر فرکانس سیگنال خروجی تأثیر می گذارد. اگر می خواهید یک سیگنال فرکانس پایین تر داشته باشید ، از یک مقدار خازن بزرگتر استفاده می کنید. بگویید که فرکانس حدود 1 هرتز می خواهید. ممکن است یک خازن از 10μF را انتخاب کرده و آن را با یک مقاومت مناسب جفت کنید تا زمان مورد نظر ثابت شود.

جفت و جدا کردن

از خازن ها همچنین برای اتصال و جداشدن در تقویت کننده و سایر مدارهای پردازش سیگنال استفاده می شود. از خازن های اتصال برای عبور سیگنال AC از یک مرحله از مدار به دیگری در حالی که مسدود کردن مؤلفه DC استفاده می شود. برای این کار ، شما به طور معمول بسته به محدوده فرکانس سیگنال ، از یک خازن در محدوده 0.1μF تا 10μF استفاده می کنید.

از طرف دیگر از خازن های جدا شده برای تهیه یک مخزن محلی شارژ به یک جزء مانند یک مدار یکپارچه (IC) استفاده می شود. آنها به کاهش نویز و تداخل هایی که می توانند از طریق خطوط منبع تغذیه معرفی شوند ، کمک می کند. یک مقدار مشترک برای یک خازن جدا کننده 0.1μF است. برای نگه داشتن ولتاژ در پین های برق IC ، می تواند به سرعت در صورت لزوم شارژ را تأمین یا جذب کند.

با توجه به رتبه ولتاژ

هنگامی که ایده ای از ارزش خازن مورد نیاز خود کسب کردید ، باید در مورد رتبه ولتاژ خازن نیز فکر کنید. امتیاز ولتاژ حداکثر ولتاژ است که خازن با خیال راحت می تواند از آن استفاده کند. اگر ولتاژ بالاتر از رتبه بندی را اعمال کنید ، خازن می تواند تجزیه و شکست بخورد ، که می تواند به مدار شما آسیب برساند.

هنگام انتخاب خازن برای مدار خود ، همیشه یکی را با رتبه ولتاژ انتخاب کنید که بالاتر از حداکثر ولتاژ باشد که در مدار آن قرار دارد. یک قانون خوب ، انتخاب یک خازن با رتبه ولتاژ حداقل 50 ٪ بیشتر از حداکثر ولتاژ مورد انتظار است. به عنوان مثال ، اگر حداکثر ولتاژ در مدار شما 12 ولت باشد ، می خواهید یک خازن با رتبه ولتاژ حداقل 18 ولت داشته باشید.

دما و تحمل

درجه حرارت همچنین می تواند در عملکرد یک خازن تأثیر بگذارد. برخی از خازن ها نسبت به سایرین نسبت به تغییرات دما حساس تر هستند. برای مدارهایی که در محدوده دما گسترده کار می کنند ، ممکن است نیاز به انتخاب خازن با ضریب دمای پایین داشته باشید.

تحمل عامل دیگری است. تحمل یک خازن نشان می دهد که ظرفیت واقعی می تواند از مقدار رتبه بندی شده منحرف شود. برای اکثر مدارهای عمومی - هدف ، یک خازن با تحمل 5 ± یا 10 ± 10 ٪ خوب است. اما در مدارهایی که مقادیر خازن دقیق بسیار مهم هستند ، مانند برخی از نوسان سازهای فرکانس بالا ، ممکن است به یک خازن با تحمل محکم تر ، مانند 1 ±.

نمونه های واقعی - جهان

بیایید نگاهی به برخی از قطعات برقی واقعی - جهانی که در آن انتخاب خازن مهم است ، نگاهی بیندازیم.

اگر با a سر و کار داریدمحرک جعبه دنده DAF 4213550120 ، 421355012R، احتمالاً مدارهای کنترل وجود دارند که از خازن ها برای فیلتر و زمان بندی استفاده می کنند. منبع تغذیه برای محرک باید پایدار باشد ، بنابراین برای فیلتر منبع تغذیه باید خازن های مناسب را انتخاب کنید. از یک خازن الکترولیتی با ارزش بزرگ ممکن است برای صاف کردن قدرت اصلی استفاده شود ، در حالی که می توان از خازن های سرامیکی کوچکتر برای جداسازی در IC های کنترل استفاده کرد.

برایپمپ آب DAF 2184202 ، با کلاچ الکترومغناطیسی، مدار کنترل برای کلاچ الکترومغناطیسی ممکن است از خازن ها برای زمان بندی و سرکوب سر و صدا استفاده کند. زمان درگیری و جداسازی کلاچ بسیار مهم است ، بنابراین مقادیر خازن در مدار زمان بندی باید با دقت انتخاب شود.

درDAF 1916689 دریچه solenoidهمچنین مجموعه الزامات الکتریکی خاص خود را دارد. از خازن ها می توان در مدار درایور Solenoid استفاده کرد تا هرگونه سر و صدای الکتریکی را که می تواند باعث شود دریچه به صورت نامنظم کار کند ، فیلتر شود. هنگام انتخاب مقادیر خازن ، باید ولتاژ و نیازهای فعلی سولنوئید را در نظر بگیرید.

تست و تکرار

حتی اگر تمام محاسبات و تحقیق را انجام داده اید ، اغلب ایده خوبی است که مدار خود را با مقادیر مختلف خازن آزمایش کنید. بعضی اوقات ، عواملی در مدار واقعی - جهان وجود دارد که شاید در طراحی اولیه خود به آن توجه نکرده باشید. می توانید با مقادیری که محاسبه کرده اید شروع کنید و سپس تنظیمات کوچکی را انجام دهید تا ببینید که چگونه مدار عملکرد دارد.

به عنوان مثال ، اگر در حال ساخت مدار فیلتر صوتی هستید ، ممکن است با یک مقدار خازن بر اساس فرکانس برش مورد نظر شروع کنید. اما وقتی مدار را آزمایش می کنید ، ممکن است متوجه شوید که کیفیت صدا کاملاً مناسب نیست. با امتحان کردن مقادیر مختلف خازن ، می توانید خوب را تنظیم کنید - مدار را تنظیم کنید تا بهترین عملکرد را بدست آورید.

پایان

انتخاب مقدار خازن مناسب برای مدار شما ترکیبی از درک نیازهای مدار شماست ، با در نظر گرفتن عواملی مانند رتبه ولتاژ ، دما و تحمل و گاهی اوقات کمی آزمایش - و - خطا. ممکن است کار زیادی به نظر برسد ، اما درست گرفتن آن می تواند تفاوت زیادی در عملکرد مدار شما ایجاد کند.

اگر در بازار قطعات برقی از جمله خازن هستید و در انتخاب اجزای مناسب برای پروژه خود به کمک نیاز دارید ، از دستیابی به آن دریغ نکنید. ما در اینجا هستیم تا به شما در حرکت در دنیای قطعات برقی کمک کنیم و مطمئن شوید که بهترین مؤلفه ها را برای نیازهای خود دریافت می کنید. خواه برای یک پروژه کوچک DIY باشد یا یک برنامه صنعتی در مقیاس بزرگ ، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم. برای شروع بحث تهیه و یافتن قطعات مناسب برای مدار خود با ما تماس بگیرید.

منابع

• هنر الکترونیک توسط پل هوروویتز و وینفیلد هیل
• دستگاه های الکترونیکی و تئوری مدار توسط رابرت ال. بویلستاد و لوئیس نشلسکی