ارائه شده در : فروشگاه قطعات الکترونیک بازار برق
انواع خازن
خازن های الکترونیکی یکی از پرکاربردترین انواع قطعات در الکنرونیک است. خازن ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از : خازن های الکترولیتی، سرامیکی، تانتالیوم، پلاستیک، سیلور میکا و بسیاری از انواع دیگر. هر نوع از این خازن ها دارای مزایا و معایب مخصوص به خود است که می تواند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
انتخاب خازن صحیح از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا می تواند تاثیر بسزایی بر مدار بگذارد. تفاوت بین خازن های مختلف می تواند تا حدی مهم باشد که اگر خازن صحیح انتخاب نشود ممکن است مدار کار نکند.
از این رو خلاصه ای از انواع مختلف خازن در ادامه ارائه می شود، و توضیحات بیشتر در مورد هر کدام از آن ها در مقاله ی مربوط به خودش داده می شود.
مبانی خازن
خازن های مختلفی وجود دارد ولی همه ی آن ها قوانین اساسی فیزیکی یکسانی پیروی می کنند به این معنی که نحوه ی اصلی عملکرد خازن، یعنی میزان باری که می تواند در خود نگه دارد و در نتیجه ظرفیت آن را تعیین می کند.
به منظور درک این موضوع که چرا انواع مختلفی از خازن استفاده می شود، لازم است که نگاهی به مبانی تئوری خازن ها داشته باشیم.
انواع خازن ها و دی الکتریک ها
گرچه همه ی خازن ها اساسا به طریق یکسانی عمل می کنند ولی تفاوت های کلیدی در ساختار آن ها باعث تفاوت های بزرگی در خواص آن ها می شود. ثابت دی الکتریک آن ها میزان ظرفیت را تغییر خواهد داد به طوری که می توان به مقدار معین دلخواه دست یافت.
بعضی از انواع خازن ها پلاریزه یا قطبی شده اند، یعنی تنها ولتاژ، در یک جهت را در دو سر خود می توانند تحمل کنند. انواع دیگری که غیر قطبی هستند می توانند ولتاژ را در هر دو جهت داشته باشند.
به طور معمول انواع مختلف خازن ها ، از نوع دی الکتریکی که در آن ها استفاده می شود نامگذاری می شوند. این مسئله نشانه ی خوبی از خواص کلی است که نشان خواهند داد و مشخص می کند برای چه نوعی از مدارها قابل استفاده هستند.
بررسی اجمالی انواع خازن
انواع مختلفی از خازن ها وجود دارد که می توانند مورد استفاده قرار گیرند. مهمترین انواع آن ها در ادامه مشخص شده اند :
خازن سرامیکی :
خازن های سرامیکی در بسیاری از کاربردها از کاربردهای صوتی تا کاربردهای RF مورد استفاده قرار می گیرد. مقادیر آن ها از چند پیکوفاراد تا حدود 0.1 میکروفاراد می باشد. خازن های سرامیکی از انواع بسیار پرکاربرد خازن ها بوده که ارزان و قابل اطمینان بوده و ضریب تلفات آن ها به خصوص پائین است، گر چه این مسئله به نوع دی الکتریکی که در آن استفاده می شود بستگی دارد. از دیدگاه نوع کاربرد آن ها در هر دو نوع پایه دار و نصب سطحی به وفور استفاده می شوند.
خازن الکترولیتی :
خازن های الکترولیتی به صورت پلاریزه یا قطبی هستند. آن ها دارای ظرفیت های بالا هستند، به طور معمول بالاتر از 1 میکروفاراد؛ و به طور وسیعی در کاربردهای فرکانس پائین، منابع تغذیه، کاربردهای کوپلینگ و دی کوپلینگ صوتی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا دارای حد فرکانسی حدود 100 کیلو هرتز هستند.
خازن تانتالیوم :
مانند خازن های الکترولیتی خازن های تانتالیوم نیز دو قطبی هستند و ظرفیت خازنی بسیار بالایی، نسبت به حجمشان دارند. این نوع از خازن نسبت به بایاس معکوس بسیار حساس بوده و اغلب هنگامی که تحت فشار قرار گیرند منفجر می شوند. همچنین آن ها نباید در معرض جریان ها و ولتاژ های بیش از ولتاژ کاری شان قرار گیرند.
خازن سیلور میکا :
امروزه خازن های سیلور میکا استفاده ی زیادی ندارند ولی دارای پایداری بسیار بالا، تلفات کم و دقت خوبی هستند. آن ها برای اولین بار در کاربردهای RF استفاده می شدند و حداکثر مقدار آن ها حدود 1000 پیکوفاراد است.
خازن پلی استایرن :
خازن های پلی استایرن نسبت به انواع دیگر خازن ها نسبتا ارزان هستند. آن ها از نظر شکل به صورت لوله ای هستند زیرا صفحه و دی الکتریک آن مانند ساندویچ در هم پیچیده شده اند، و این مسئله، اندوکتانسی را اضافه می کند که پاسخ فرکانسی را به چند صد کیلو هرتز محدود می کند. این خازن ها عموما فقط به صورت قطعات پایه دار موجود هستند.
خازن پلی استر :
خازن پلی استر تنها در کاربردهایی استفاده می شود که قیمت مورد توجه باشد زیرا دارای تلورانس بالایی هستند. بسیاری از خازن های پلی استر دارای تلورانسی حدود 5% یا 10% هستند که برای بسیاری از کاربردها کافی است. آن ها فقط به صورت قطعات پایه دار موجود هستند.
خازن پلی استر متالیزه :
این خازن ها اساسا نوعی از خازن های پلی استر هستند که غشای پلی استر خودش متالیزه شده باشد. مزیت استفاده از این روش این است که به دلیل باریک بودن الکترودهایشان، کل خازن می تواند درون یک پکیج نسبتا کوچک قرار گیرد. خازن های پلی استر متالیزه عموما به صورت قطعات الکترونیکی پایه دار موجود هستند.
خازن پلی کربنات :
خازن های پلی کربنات در کاربردهایی استفاده می شوند که عملکرد خوب و قابلیت اطمینان حیاتی باشد. غشای پلی کربنات بسیار پایدار است و باعث تولید خازن هایی با تلورانس بالا می شود که مقدار ظرفیتشان در طول زمان حفظ خواهد شد. علاوه بر آن دارای تلفات کمی بوده و در محدوده ی وسیعی از دما از دمای حدود 55- درجه ی سانتی گراد تا 125+ درجه پایدار باقی می مانند. در هر صورت ساخت دی الکتریک پلی کربنات متوقف شده است و تولید آن ها اکنون بسیار محدود شده است.
خازن های شیشه ای :
همان طور که از نام این خازن مشخص است، در این نوع خازن از شیشه به عنوان در الکتریک استفاده شده است. اگر چه این خازن ها گران هستند ولی دارای عملکرد بسیار خوبی هستند به لحاظ تلفات بسیار پائین، ظرفیت جریان RF بالا، عدم وجود نویز پیزو الکتریک و سایر ویژگی هایی که آن ها را برای بسیاری از کاربردهای RF ایده آل می نماید.
خازن سوپرکاپ :
این خازن ها همچنین به نام های سوپرکاپاسیتور (supercapacitor) یا اولترا کاپاسیتور (ultracapacitor) نامیده می شوند، و همان طور که از نام آن ها مشخص است دارای ظرفیت های بسیار بالا تا حدود چندین هزار فاراد می باشند. آن ها برای تامین ذخیره ی توان و همچنین در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
خازن های گفته شده برخی از انواع اصلی خازن ها هستند، گرچه انواع دیگری نیز وجود دارد که برای کاربردهای تخصصی تر استفاده می شوند.
مقدار ظرفیت و سایر جزئیات بسیاری از این خازن ها روی آن ها نوشته شده است، که باعث شده به راحتی تشخیص داده شوند. اغلب کدهایی نیز استفاده می شود تا علامت گذاری پارامترها به صورت خلاصه بیان شوند.
موارد استفاده و کاربردهای خازن ها :
انتحاب خازن صحیح برای کاربردهای خاص از اهمیت ویژه ای برخوردار است. انتخاب نوع صحیح خازن برای یک کاربرد به اندازه ی انتخاب مقدار صحیح ظرفیت خازنی مهم می باشد.
در برخی موارد یک فرم خاص از خازن به خوبی کار می کند در حالی که استفاده از نوع دیگر می تواند منجر به از کار افتادن مدار شود. بنابراین این امر بسیار حیاتی است که کاربرد خازن با خازن مورد استفاده هماهنگ باشد.
فاکتورهای انتخاب خازن
هنگام انتخاب یک نوع خاص از خازن، فاکتورهای بسیاری وجود دارد که کمک میکند تا بتوانیم بهترین انتخاب را داشته باشیم. برخی از پارامترهای مهم خازن ها در ادامه شرح داده می شود :
رنج ظرفیت خازنی موجود :
خازن های مشخص در رنج های معین موجود هستند و این مسئله معمولا انتخاب خازن را محدود می کند. انتخاب رنج های موجود برخی از تصمیمات اولیه را جهت انتخاب برای کاربرد مشخص، هدایت می نماید.
ولتاژ کاری :
فاکتور مهم تعیین کننده ی دیگر برای انتخاب خازن و کاربردهای آن، ولتاژ کاری می باشد. برخی از خازن ها مانند خازن های تانتالیوم در ولتاژهای پلئین استفاده می شوند، در حالی که انواع دیگر مانند خازن های سرامیکی دارای محدوده ی عملکرد ولتاژی وسیع تری هستند. توجه به ولتاژ کاری مورد نیاز بر انتخاب و استفاده ی خازن تاثیر می گذارد.
پلاریزاسیون :
بعضی از خازن ها مانند خازن های الکترولیتی و تانتالیوم پلاریزه یا قطبی هستند و تنها می توان ولتاژ را در یک جهت به آن ها اعمال نمود. این مسئله بر انتخاب خازن هایی که در کاربردهای خاص نیاز دارد ولتاژ اعمالی بر آن ها در هر دو جهت باشد، تاثیر می گذارد و باید در نظر گرفته شود.
تلورانس :
برای برخی از کاربردهای کوپلینگ و دی کوپلینگ مقدار دقیق خازن مهم نیست. به هر حال در برخی مدارها و کاربردها مانند فیلترها و اسیلاتورها مقدار خازن می تواند حیاتی باشد. برای این کاربردها خازن هایی با تلورانس کوچک باید انتخاب شوند.
ضریب دمایی :
بعضی از از خازن ها با توجه به دما تغییر می کنند. بعضی از آن ها مانند خازن های سیلور میکا یا بعضی از انواع خازن های سرامیکی تغییرات کوچکی نسبت به دما دارند ون از این رو برای استفاده در کاربردهای اسیلاتور و فیلترها مناسب هستند.
جریان نشتی :
در برخی کاربردها به سطوح بالای عایق گذاری در خازن نیاز داریم. در کاربردهای دیگر این مسئله می تواند چندان مهم نباشد. خازن های الکترولیتی در زمینه ی جریان نشتی عملکرد ضعیفی دارند و این نکته باید در تصمیم گیری ها در نظر گرفته شود.
قیمت :
در بسیاری از کاربردها قیمت می تواند نقش محرک داشته باشد. امروزه حتی بسیاری از خازن های با عملکرد بالا، با قیمت های نسبتا پائین را در پکیج های نصب سطحی می توان تهیه نمود. خازن های سیلور میکا، شیشه ای و سایر انواع تخصصی خازن ها با سطوح عملکرد بسیار بالا گران هستند؛ ولی در حالت عادی این خازن ها برای بسیاری از کاربردها استفاده نمی شوند.
جدول استفاده و کاربردهای انواع خازن
بهترین روش برای خلاصه نمودن انواع خازن ها و کاربردهای مرتبط با آن ها این است که این موارد را در یک جدول بیان کرد. این مسئله شامل بسیاری از پارامترهای مختلف خازن می شود، از رنج های موجود تا عملکرد، تلورانس و غیره. پس هنگام انتخاب خازن برای یک کاربرد خاص، باید عملکرد آن متناسب با کاربرد مورد بررسی قرار گیرد.
** باید توجه شود تا اطمینان یابیم که نرخ نوسانات جریان خازن متناسب با نیاز و کاربرد خازن باشد.
این جدول موارد استفاده ی خازن ها را در کاربردهای خاصی که باید از خازن استفاده شود، بیان می کند. به هر حال لازم است نگاه دقیقی به نیازهای لازم برای کاربرد هر خازن در مدار داشته باشیم، و خازن را متناسب با نیازها و مشخصات موجود انتخاب نماییم.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.