실용적 고려 사항 - 커패시터

모든 전기 부품과 마찬가지로 커패시터에는 신뢰성과 적절한 회로 작동을 위해 준수해야 하는 제한 사항이 있습니다.

커패시터 작동 전압

작동 전압 :캐패시터는 절연체(유전체)로 분리된 두 개의 도체에 불과하므로 양단에 허용되는 최대 전압에 주의해야 합니다. 너무 많은 전압이 가해지면 유전 물질의 "파괴" 등급이 초과되어 커패시터 내부 단락이 발생할 수 있습니다.

커패시터 극성

극성 :일부 커패시터는 한 극성의 인가 전압만 견딜 수 있도록 제작되고 다른 극성은 허용하지 않습니다. 이것은 그 구조 때문입니다. 유전체는 제조 중에 DC 전압에 의해 플레이트 중 하나에 증착된 미시적으로 얇은 절연층입니다. 이를 전해라고 합니다. 커패시터 , 극성이 명확하게 표시되어 있습니다.

전압 극성을 전해 커패시터로 바꾸면 초박형 유전층이 파괴되어 장치가 망가질 수 있습니다. 그러나 유전체가 얇기 때문에 상대적으로 작은 패키지 크기에서 매우 높은 커패시턴스 값을 허용합니다. 같은 이유로 전해 커패시터는 다른 유형의 커패시터 구성에 비해 정격 전압이 낮은 경향이 있습니다.

커패시터 등가 회로

등가 회로: 커패시터의 플레이트에는 약간의 저항이 있고 유전체는 완벽한 절연체가 아니기 때문에 "완벽한" 커패시터는 없습니다. 실생활에서 커패시터는 순전히 정전용량 특성과 상호작용하는 직렬 저항과 병렬(누설) 저항을 모두 가지고 있습니다.

다행히 직렬 저항이 매우 작고 누설 저항이 매우 높은 커패시터를 제조하는 것은 비교적 쉽습니다!

커패시터 물리적 크기

전자 제품의 대부분의 응용 프로그램에서 최소 크기는 구성 요소 엔지니어링의 목표입니다. 더 작은 구성 요소를 만들 수 있을수록 더 작은 패키지에 더 많은 회로를 구축할 수 있으며 일반적으로 무게도 절약됩니다. 커패시터의 경우 장치의 최소 크기에 대한 두 가지 주요 제한 요소가 있습니다. 작동 전압 및 커패시턴스 . 그리고 이 두 가지 요소는 서로 반대되는 경향이 있습니다. 유전체 재료의 주어진 선택에 대해 커패시터의 정격 전압을 높이는 유일한 방법은 유전체의 두께를 늘리는 것입니다. 그러나 우리가 보았듯이 이것은 커패시턴스를 감소시키는 효과가 있습니다. 캐패시턴스는 플레이트 면적을 증가시켜 다시 올릴 수 있습니다. 그러나 이것은 더 큰 단위를 만듭니다. 이것이 단순히 크기로 커패시터의 정격을 패럿으로 판단할 수 없는 이유입니다. 주어진 크기의 커패시터는 상대적으로 커패시턴스가 높고 작동 전압이 낮을 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 예를 들어 다음 두 사진을 찍습니다.

이것은 물리적 크기가 상당히 큰 커패시터이지만 2μF에 불과한 매우 낮은 커패시턴스 값을 갖습니다. 그러나 작동 전압은 상당히 높습니다:2000볼트! 이 커패시터가 플레이트 사이에 더 얇은 유전체 층을 갖도록 재설계되면 커패시턴스가 최소 100배 증가할 수 있지만 작동 전압을 크게 낮추는 비용이 듭니다. 위 사진과 아래 사진을 비교해 보세요. 아래 그림에 표시된 축전기는 위의 것과 크기가 비슷하지만 매우 정전 용량 및 작동 전압의 다른 값:

더 얇은 유전체 층은 훨씬 더 큰 정전용량(20,000μF)과 극적으로 감소된 작동 전압(35볼트 연속, 45볼트 간헐적)을 제공합니다.

다음은 이전에 표시된 단위보다 작은 다양한 커패시터 유형의 샘플입니다.

전해 및 탄탈 커패시터는 극화됩니다. (극성에 민감한), 그리고 항상 그렇게 표시됩니다. 전해 장치에는 케이스에 화살표 기호로 구분되는 음극(-) 리드가 있습니다. 일부 극성 커패시터는 양극 단자를 표시하여 극성을 지정합니다. 수직 위치에 표시된 대형 20,000µF 전해 장치에는 "플러스" 표시가 있는 양극(+) 단자가 있습니다. 세라믹, 마일라, 플라스틱 필름 및 에어 커패시터에는 극성 표시가 없습니다. 이러한 유형은 무극성이기 때문입니다. (극성에 민감하지 않음).

커패시터는 전자 회로에서 매우 일반적인 구성 요소입니다. 다음 사진을 자세히 살펴보십시오. 인쇄 회로 기판에 "C" 표시가 있는 모든 구성 요소는 커패시터입니다.

이 회로 기판에 표시된 일부 커패시터는 표준 전해액입니다. C₃₀ (보드 상단, 중앙) 및 C₃₆ (왼쪽, 상단에서 1/3). 일부는 탄탈륨이라는 특수한 종류의 전해 커패시터입니다. , 이것은 판을 만드는 데 사용되는 금속 유형이기 때문입니다. 탄탈륨 커패시터는 물리적 크기에 비해 상대적으로 커패시턴스가 높습니다. 위에 표시된 회로 기판의 다음 커패시터는 탄탈륨입니다. C₁₄ (C₃₀의 왼쪽 하단 ), C₁₉ (R₁₀ 바로 아래 , C₃₀ 미만 ), C₂₄ (보드의 왼쪽 하단 모서리) 및 C₂₂ (오른쪽 아래).

이 사진에서 더 작은 커패시터의 예를 볼 수 있습니다.

이 회로 기판의 커패시터는 공간 절약을 위해 모든 저항과 마찬가지로 "표면 실장 장치"입니다. 구성 요소 레이블 지정 규칙에 따라 "C" 문자로 시작하는 레이블로 커패시터를 식별할 수 있습니다.

관련 워크시트:

<울>

커패시터 워크시트