Конденсаторы в электронных системах безопасности

1. Конденсаторы в электронных системах безопасности

Классификация конденсаторов
Маркировка конденсаторов
Обобщённая модель конденсатора
Параметры конденсаторов
Особенности конструкции постоянных
конденсаторов
Переменные конденсаторы
Конденсаторы в ИМС

2. Классификация конденсаторов

Конденсаторы в общем случае подразделяются на:
- общего и
- специального назначения.
Конденсаторы специального назначения бывают:
- высоковольтные,
- пусковые,
- помехоподавляющие,
- проходные,
- импульсные и др.

3. Классификация конденсаторов

По назначению конденсаторы делят на контурные,
блокировочные, разделительные, фильтровые,
термокомпенсирующие и подстроечные, а по характеру
изменения емкости – на постоянные, переменные и
полупеременные.
По материалу диэлектрика различают три вида
конденсаторов: с газообразным, жидким и твёрдым
диэлектриком. К первому относят переменные и
полупеременные воздушные конденсаторы и
газонаполненные постоянные, а ко второму –
маслонаполненные и с синтетической жидкостью,
которые ограниченно применяют в радиоаппаратуре.
Широкое распространение и наибольшее количество
типов имеют конденсаторы третьего вида.

4. Классификация конденсаторов

По способу монтажа:
- для печатных плат, при монтаже в отверстия,
- для микромодулей и микросхем,
- для поверхностного монтажа.
По виду диэлектрика:
- конденсаторы с органическим диэлектриком (бумажные,
металлобумажные, фторопластовые, лавсановые,
полистирольные),
- с неорганическим диэлектриком (слюдяные, керамические,
стеклокерамические, стеклоэмалевые, стеклянные),
- с оксидным диэлектриком (алюминиевые, танталовые,
ниобиевые),
- с газообразным диэлектриком (воздушные),
- вакуумные.

5. Модели конденсаторов

Zc = j ( L - 1/ C) + R
xc = 1 / j C
C=Q/U
1 / Zc = j C = 1 / R
fp = 1 / 2 (LcC) -1/2

6. Условия применения конденсаторов

7. Конструкции конденсаторов

Слюдяной конденсатор с металлизированными
обкладками; а – сборка пластин, б – пакет пластин после
сборки, в – опрессованный конденсатор; 1 – фольговая
полоска, 2 – пластинка слюды, 3 – металлизированная
обкладка, 4 –пакет пластин, 5 – обжимка, 6 –проволочный
вывод, 7 – пластмассовая опрессовка.

8. Разновидности конструкции конденсаторов

9. Разновидности конструкции конденсаторов

Керамические литые секционированные;
1 – керамическая заготовка, 2 – поверхность выводной обкладки,
3 – воздушный зазор.

10. Разновидности конструкции конденсаторов

Рулонный бумажный конденсатор:
а – конструкция, б – общий вид; 1 – бумага,
2 – фольговые обкладки, 3 – герметичный
корпус,
4 – проволочный вывод

11. Переменные конденсаторы

Многопластинчатый воздушный конденсатор переменной емкости:
1 – гребенка ротора, 2 – ось, 3 – насыпной шариковый подшипник, 4 – корпус, 5 –
пластина статора, 6 – токосъемник, 7 – валик крепления, 8 – подпятник, 9 – планка
крепления, 10,11 – разрезная и неразрезная пластины ротора

12. Параметры конденсаторов

Номинальная емкость, класс точности, температурный коэффициент
емкости,
номинальное
рабочее
напряжение,
сопротивление
изоляции,
частотные
характеристики,
а
переменных
и
полупеременных, кроме того, – закон изменения емкости от угла
поворота и ее диапазоны.
Емкость (Ф) конденсатора в общем случае
С =Q/U,
где Q – накопленный на обкладках электрический заряд, Кл;
U – напряжение на обкладках, В.
Емкость (пФ) конденсаторов с плоскими электродами
С =0,0884 S/d,
3
где – относительная диэлектрическая
проницаемость диэлектрика;
S – площадь обкладки, см ; d – толщина диэлектрика, см.
Емкость
(пФ)
многопластинчатых,
секционированных конденсаторов
С = 0,0884 S(n-1)/d,
где n – число пластин (обкладок).
пакетных
и
литых

13. Параметры конденсаторов

Емкость (пФ) трубчатых конденсаторов
С = 0,241 l / [lg (D2/D1)],
где l – длина обкладок по образующей цилиндра, см; D1 и D2 –
внешний и внутренний диаметры трубки, см.
Так как толщина трубки = D1 – D2 , то
С = 0,241 l / [lg(1- /D1)].
Ёмкость (пФ) конденсаторов рулонного типа
С=0,1768 bl / d,
где b и l – соответственно ширина и длина обкладки, нанесённой на
ленту, d – толщина диэлектрика.
Одной из важнейших характеристик качества конденсаторов
3
является удельная ёмкость (пФ/см
) (емкость, отнесенная к объёму
конденсатора V) Суд=С/V.

14. Параметры конденсаторов

tg = Rп/ R реакт = Rп С
Q = 1 / tg = 1 / Rп С – добротность
Параметры стабильности: температурная и
временная
с = С / Co 1/ Т, град –1
с = С / Co 1/ t, ч –1

15. Конструкции НЧ конденсаторов

Бумажные, металлобумажные и пленочные конденсаторы:
а –К42П-5, б – К71-5, в – К71-7, г – К73-16, д – К75-24, е – К77-2б

16. Бумажные конденсаторы

Это конденсаторы, в котором в качестве диэлектрика
используется
специальная
конденсаторная
бумага,
пропитанная минеральным (напр., конденсаторным маслом)
или синтетическим (октолом) веществом с хорошими
изоляционными свойствами, а обкладками служат либо
алюминиевая фольга, либо тонкий слой металла, нанесенный
непосредственно
на
бумагу
(металлобумажные);
разновидность конденсатора с органическим диэлектриком.
Номинальная емкость бумажного конденсатора от сотен пФ
до сотен мкФ; номинальное напряжение от сотен В до
десятков кВ; удельный заряд фольговых бумажных
конденсаторов до 15 мкКл см 3 , металлобумажных – до 70
мкКл см 3. Бумажные конденсаторы предназначены для
работы на пост., прем., пульсирующем и импульсном
напряжении в электротехнической и радиоэлектронной
аппаратуре.

17. Конструкции электролитических конденсаторов

Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы:
а –К50-15, б – К52-1Б, в – К53-6А, г – К53-28, д – К53-30

18. Вариконды

Это сегнетокерамические конденсаторы с резко выраженной
нелинейной зависимостью емкости от напряженности электрического
поля (вариконд с электрическим управлением емкостью) или от
температуры
(температурночувствительный
вариконд,
или
термоконденсаторы). Для изготовления варикондов используют
несколько видов сегнетокерамики на основе твердых растворов
титаната бария, характеризующихся сильным размытием области
фазового перехода в рабочем интервале температур; коэф.
нелинейности,
оцениваемый
отношением
максимальной
диэлектрической проницаемости к минимальной при наложении
управляющего поля смещения, достигает 15 в варикондах,
предназначенных для работы на НЧ и 1,1 – 2 на СВЧ. По конструкции
различают дисковые, пластиночные и пленочные (СВЧ) вариконды.
Характеризуются
высокой
механической
прочностью,
долговечностью, устойчивы к вибрациям и действия влаги. Осн.
недостаток – временная и температурная нестабильность параметров.
Применяются в устройствах автоматики и СВЧ техники, электронных
часах с термокомпенсацией, медицинских приборах и др.

19. Варисторы

Варисторы изготавливаются на
основе:
1-6 – на основе ZnO, 7,8 – на
основе SiC

20. Конденсаторы ИМС