Kondensatoren sind in fast jedem elektronischen Gerät zu finden und dienen mehreren wesentlichen Anwendungen im Sch altungsdesign. Kondensatoren bieten Designern unter anderem flexible Filteroptionen, Rauschunterdrückung, Energiespeicherung und Sensorfunktionen.
In diesem Leitfaden werfen wir einen Blick auf die Vielf alt der Verwendung von Kondensatoren in elektronischen Produkten und Geräten.
Wofür werden Kondensatoren verwendet?
Kombiniert mit Widerständen werden Kondensatoren oft als Hauptelement von frequenzselektiven Filtern verwendet. Die verfügbaren Filterdesigns und Topologien sind zahlreich. Diese können durch Auswahl der richtigen Komponentenwerte und -qualität auf Frequenz und Leistung zugeschnitten werden. Zu den Arten von Filterdesigns gehören:
- Hochpassfilter
- Tiefpassfilter
- Bandpassfilter
- Bandsperrfilter
- Kerbfilter
- Allpassfilter
- Entzerrungsfilter
Bottom Line
Kondensatoren spielen eine entscheidende Rolle beim Betrieb digitaler Elektronik, indem sie empfindliche Mikrochips vor Rauschen des Stromsignals schützen. Dieses Rauschen kann zu anormalem Verh alten führen. Kondensatoren, die in dieser Anwendung verwendet werden, werden als Entkopplungskondensatoren bezeichnet. Diese Kondensatoren sollten in der Nähe jedes Mikrochips platziert werden, um effektiv zu sein, da Leiterbahnen als Antennen wirken und Rauschen aus der Umgebung aufnehmen. Entkopplungs- und Überbrückungskondensatoren werden auch in jedem Bereich einer Sch altung verwendet, um die Gesamtauswirkung von elektrischem Rauschen zu reduzieren.
Koppel- oder DC-Sperrkondensatoren
Kondensatoren können AC-Signale durchlassen, während sie DC blockieren, und können verwendet werden, um die AC- und DC-Komponenten eines Signals zu trennen. Der Wert des Kondensators muss für die Kopplung nicht genau oder genau sein. Es sollte jedoch ein hoher Wert sein, da die Reaktanz des Kondensators die Leistung in Kopplungsanwendungen beeinflusst.
Snubber-Kondensatoren
In Sch altungen, in denen eine hochinduktive Last betrieben wird, wie z. B. ein Motor oder Transformator, können große transiente Leistungsspitzen auftreten, wenn die in der induktiven Last gespeicherte Energie plötzlich entladen wird. Diese Entladung kann Bauteile und Kontakte beschädigen.
Das Anwenden eines Kondensators kann die Spannungsspitze über dem Stromkreis begrenzen oder dämpfen, wodurch der Betrieb sicherer und der Stromkreis zuverlässiger wird. Die Verwendung einer Snubbing-Technik in Sch altkreisen mit niedrigerer Leistung verhindert, dass Spitzen unerwünschte Hochfrequenzstörungen erzeugen. Diese Interferenz erzeugt ein anomales Verh alten in Sch altkreisen und verursacht Schwierigkeiten bei der Produktzertifizierung und -zulassung.
Bottom Line
Kondensatoren sind kleine Batterien, die einzigartige Energiespeicherfähigkeiten bieten, die über die von chemischen Reaktionsbatterien hinausgehen. Wenn in kurzer Zeit viel Strom benötigt wird, sind große Kondensatoren und Kondensatorbänke für viele Anwendungen eine überlegene Option. Kondensatorbänke speichern Energie für Anwendungen wie gepulste Laser, Radargeräte, Teilchenbeschleuniger und Schienenkanonen. Eine übliche Anwendung des gepulsten Leistungskondensators ist der Blitz bei Einwegkameras, der aufgeladen und dann schnell durch den Blitz entladen wird und einen großen Stromimpuls liefert.
Resonante oder abgestimmte Sch altungsanwendungen
Während Widerstände, Kondensatoren und Spulen Filter bilden, können bestimmte Kombinationen zu einer Resonanzverstärkung des Eingangssignals führen. Diese Sch altungen verstärken Signale bei der Resonanzfrequenz, erzeugen eine Hochspannung aus Niederspannungseingängen und werden als Oszillatoren und abgestimmte Filter verwendet. In Schwingkreisen muss darauf geachtet werden, dass Komponenten ausgewählt werden, die die Spannungen überstehen können, die jede Komponente über sie sieht, oder sie werden schnell ausfallen.
Bottom Line
Kapazitive Sensorik ist in letzter Zeit zu einem gängigen Merkmal in fortschrittlichen Unterh altungselektronikgeräten geworden. Kapazitive Sensoren werden jedoch seit Jahrzehnten in verschiedenen Anwendungen für Positionen, Feuchtigkeit, Flüssigkeitsstand, Fertigungsqualitätskontrolle und Beschleunigung eingesetzt. Die kapazitive Erfassung funktioniert, indem sie eine Änderung der Kapazität der lokalen Umgebung durch eine Änderung des Dielektrikums erkennt – eine Änderung des Abstands zwischen den Platten des Kondensators oder eine Änderung der Fläche eines Kondensators.
Kondensatorsicherheit
Kondensatoren können als Energiespeicherkomponenten gefährliche Energiemengen speichern. Diese hohe Energie kann tödliche Stromschläge verursachen und Geräte beschädigen, selbst wenn ein Kondensator für längere Zeit von der Stromversorgung getrennt ist. Aus diesem Grund ist es immer ratsam, Kondensatoren vor Arbeiten an elektrischen Geräten zu entladen.
Elektrolytkondensatoren können unter bestimmten Bedingungen heftig ausfallen, insbesondere wenn die Spannung an einem polarisierten Elektrolytkondensator umgekehrt wird. Kondensatoren, die in Hochleistungs- und Hochspannungsanwendungen verwendet werden, können ebenfalls heftig ausfallen, wenn die dielektrischen Materialien zerfallen und verdampfen.
