Elektronisches Design - Die Rolle von Leiterplattenkondensatoren im PCB-Design

Die Rolle von Leiterplattenkondensatoren im PCB-Design

Filterfunktion: Im Stromkreis verwandelt der Gleichrichterkreis Wechselstrom in pulsierenden Gleichstrom, und ein Elektrolytkondensator mit größerer Kapazität wird nach dem Gleichrichterkreis angeschlossen, und seine Lade- und Entladungseigenschaften (Energiespeicherfunktion) werden verwendet, um die Gleichrichtung zu machen. Die pulsierende Gleichspannung wird zu einer relativ stabilen Gleichspannung. Um zu verhindern, dass sich die Versorgungsspannung jedes Teils der Schaltung aufgrund von Laständerungen ändert, sind Elektrolytkondensatoren von zehn bis Hunderten von Mikrofaraden im Allgemeinen an das Ausgangsende der Stromversorgung und das Leistungseingangsende der Last angeschlossen. Da Elektrolytkondensatoren mit großer Kapazität im Allgemeinen eine bestimmte Induktivität haben und Hochfrequenz- und Impulsstörungssignale nicht effektiv herausfiltern können, wird ein Kondensator mit einer Kapazität von 0.001--0.lpF parallel an beiden Enden angeschlossen, um Hochfrequenz- und Impulsstörungen herauszufiltern.

Kopplung: Bei der niederfrequenten Signalübertragung und -verstärkung wird häufig Kondensatorkupplung verwendet, um zu verhindern, dass die statischen Betriebspunkte der vorderen und hinteren Schaltkreise miteinander interagieren. Um einen übermäßigen Verlust niederfrequenter Komponenten im Signal zu verhindern, wird in der Regel eine größere Kapazität verwendet. Großer Elektrolytkondensator.

Beurteilungsmethoden für häufige Fehler von Elektrolytkondensatoren

Die häufigsten Fehler von Elektrolytkondensatoren sind: Kapazitätsreduktion, Kapazitätsverlust, Kurzschluss und Leckage. Die Kapazitätsänderung wird durch die allmähliche Trocknung des Elektrolyten innerhalb des Elektrolytkondensators während des Gebrauchs oder der Platzierung verursacht, und Ausfall und Leckage werden im Allgemeinen durch zu hohe angelegte Spannung oder schlechte Qualität verursacht. Zur Bestimmung der Qualität des Netzteilkondensators wird in der Regel das Widerstandsprofil eines Multimeters zur Messung verwendet.

Die spezifische Methode ist: Kurzschließen Sie die beiden Stifte des Kondensators, um zu entladen, und verbinden Sie den schwarzen Stift eines Multimeters mit der positiven Elektrode des Elektrolytkondensators. Verbinden Sie das rote Prüfkabel mit dem Minuspol (bei einem analogen Multimeter werden die Prüfleitungen bei der Messung mit einem digitalen Multimeter zwischenjustiert) und einem normalen Stundenzähler.

Die Nadel sollte zuerst in Richtung geringem Widerstand schwingen und dann allmählich in die Unendlichkeit zurückkehren. Je größer der Schwung der Zeiger oder je langsamer die Rücklaufgeschwindigkeit, desto größer die Kapazität des Kondensators und umgekehrt, desto kleiner die Kapazität des Kondensators. Wenn sich der Zeiger des Zählers nicht mehr irgendwo in der Mitte ändert, zeigt er an, dass der Kondensator undicht ist. Wenn der Widerstandswert sehr klein oder Null ist, zeigt er an, dass der Kondensator ausgefallen und kurzgeschlossen ist. Da die Spannung der Batterie, die vom Multimeter verwendet wird, im Allgemeinen sehr niedrig ist, ist sie bei der Messung von Niederwiderstands-Spannungskondensatoren genauer. Wenn die Widerstandsspannung des Kondensators hoch ist, obwohl die Messung normal ist, wenn die Hochspannung hinzugefügt wird, kann es zu Leckagen oder Schocks kommen. Verschleißerscheinung.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von Elektrolytkondensatoren im Leiterplattenschaltungsdesign

Da Elektrolytkondensatoren positive und negative Polarität haben, können sie bei Verwendung in einer Schaltung nicht kopfüber geschaltet werden. Im Stromkreis wird beim Ausgeben einer positiven Spannung die positive Elektrode des Elektrolytkondensators mit dem Ausgangsanschluss der Stromversorgung verbunden, und die negative Elektrode wird geerdet. Wenn eine negative Spannung ausgegeben wird, wird die negative Elektrode mit dem Ausgangsanschluss verbunden und die positive Elektrode wird geerdet. Die Filterwirkung wird stark reduziert. Einerseits bewirkt es, dass die Ausgangsspannung der Stromversorgung schwankt, und andererseits erwärmt sich der Elektrolytkondensator, der einem Widerstand gleichwertig ist, durch die Gegenspannung. Wenn die umgekehrte Spannung einen bestimmten Wert überschreitet, ändert sich der umgekehrte Leckagewiderstand des Kondensators. Es muss sehr klein sein, damit der Kondensator platzen und durch Überhitzung kurz nach dem Einschaltbetrieb beschädigt werden kann.

Die Spannung, die an beiden Enden des Elektrolytkondensators anliegt, darf seine zulässige Arbeitsspannung nicht überschreiten. Beim Entwerfen der tatsächlichen Schaltung sollte entsprechend der spezifischen Situation ein bestimmter Spielraum gelassen werden, und die PCB-stabilisierte Stromversorgung sollte entworfen werden.

Wenn der Filterkondensator verwendet wird, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 220~ ist, kann die gleichgerichtete Spannung des Transformatorsekundärs 22V erreichen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Wahl eines Elektrolytkondensators mit einer Widerstandsspannung von 25V im Allgemeinen die Anforderungen erfüllen.

Wenn die Wechselstromversorgungsspannung jedoch stark schwankt und über 250V steigen kann, ist es am besten, einen Elektrolytkondensator mit einer Widerstandsspannung von 30V oder mehr zu wählen.

Der Elektrolytkondensator sollte sich nicht in der Nähe von Hochleistungs-PCB-Heizelementen im Stromkreis befinden, um zu verhindern, dass der Elektrolyt durch Hitze austrocknet.

Zur Filterung von Signalen mit positiver und negativer Polarität können zwei Elektrolytkondensatoren in Reihe mit gleicher Polarität als unpolarer Kondensator verwendet werden.

Die Kondensatorhülle, Hilfsleitungsanschlüsse müssen vollständig von den positiven und negativen Polen und der Leiterplatte isoliert sein.