क्या मैं सभी इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को सिरेमिक वाले से बदल सकता हूं?


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मैं ऐसे सिस्टम के लिए पावर सप्लाई सर्किट डिजाइन कर रहा हूं, जिसमें कई सप्लाई की जरूरत होती है, मेरे सवाल हैं:

  • क्या सभी इलेक्ट्रोलाइटिक कैप्स (ज्यादातर 100uF) को सिरेमिक से बदलना संभव है? सिरेमिक की सीमाएं क्या हैं?

  • क्या मुझे सिरेमिक के लिए 2x वोल्टेज रेटिंग का उपयोग करना चाहिए क्योंकि यह इलेक्ट्रोलाइटिक के लिए किया जाता है?

  • तरंग वर्तमान रेटिंग के बारे में क्या? इलेक्ट्रोलाइटिक के रूप में सिरेमिक का चयन करते समय क्या यह एक महत्वपूर्ण कारक है?

जोड़ा गया 1/9/2014: सिरेमिक सीमाओं के बारे में अधिक

मुझे डेव द्वारा EEVBlog में प्रस्तुत किए गए इस उत्कृष्ट वीडियो में विभिन्न प्रकार के सिरेमिक कैप की सीमाओं को दिखाया गया है और वे लागू वोल्टेज और पूर्वाग्रह वोल्टेज से भी प्रभावित होते हैं। देखने लायक!


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क्या आप 100uF सिरेमिक कैप पा सकते हैं?
मानक सैंडुन


डिजिकाइ पर @sandundhammika 680 यूएफ तक है, लेकिन यह बहुत ज्यादा है। 100uF लगभग $ 2 पर उपलब्ध हैं। वोल्टेज की रेटिंग कीमत को भी प्रभावित करती है।
अब्देला

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@geometrikal: जब आप अपना पैसा फेंकना नहीं चाहते हैं?
एंडोलिथ

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@Addella, अपना संपादन पुनः करें, पहले, टैंटलम एक प्रकार का इलेक्ट्रोलाइटिक है। दूसरा, यदि नखरे वाणिज्यिक उत्पादों में इस्तेमाल नहीं किए जाते थे, तो कोई भी उन्हें निर्माण करने से परेशान नहीं करेगा।
फोटॉन

जवाबों:


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100 .F वास्तव में सिरेमिक कैप की सीमा को आगे बढ़ा रहा है। यदि आपके वोल्ट्स कम हैं, तो कुछ वोल्ट्स 10 या शायद 20 वोल्ट्स के हैं, तो कई सिरेमिक को समतल करना उचित हो सकता है।

उच्च समाई सिरेमिक कैप के फायदे और नुकसान के अपने स्वयं के सेट हैं। फायदे बहुत कम समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध हैं और इसलिए उच्चतर तरंग वर्तमान क्षमता, उच्च आवृत्तियों के लिए उपयोगिता, कम गर्मी संवेदनशीलता, बहुत बेहतर जीवनकाल, और ज्यादातर मामलों में बेहतर यांत्रिक असभ्यता है। उनकी अपनी समस्याएं भी हैं। कैपेसिटेंस वोल्टेज के साथ काफी कम हो सकता है, और सघनता (प्रति मात्रा अधिक ऊर्जा भंडारण) सिरेमिक पाइजो के प्रभाव को अक्सर "माइक्रॉफोनिक्स" कहते हैं। सिर्फ गलत परिस्थिति में, यह दोलन पैदा कर सकता है, लेकिन यह दुर्लभ है।

बिजली की आपूर्ति अनुप्रयोगों को बदलने के लिए, सिरेमिक आमतौर पर इलेक्ट्रोलाइट्स की तुलना में एक बेहतर व्यापार है जब तक आपको बहुत अधिक समाई की आवश्यकता नहीं होती है। इसका कारण यह है कि वे अधिक वर्तमान तरंग और बेहतर गर्मी ले सकते हैं। इलेक्ट्रोलाइट्स का जीवनकाल गर्मी से गंभीर रूप से खराब हो जाता है, जो अक्सर बिजली की आपूर्ति के साथ एक समस्या है।

आपको इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में मिट्टी के पात्र को डुबाने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि मिट्टी के पात्र का जीवनकाल बहुत बड़ा है, जिसके साथ शुरू करना है, और लागू वोल्टेज का बहुत कम कार्य है। सिरेमिक के साथ देखने की बात यह है कि घने वाले एक ऐसी सामग्री से बने होते हैं जो गैर-रैखिक होते हैं, जो वोल्टेज रेंज के उच्च सिरों पर कम समाई के रूप में दिखाई देते हैं।

सूक्ष्मजीवों के बारे में जोड़ा गया:

कुछ विद्युत धारा विद्युत क्षेत्र के एक कार्य के रूप में भौतिक रूप से आकार बदलती हैं। कई के लिए, प्रभाव इतना छोटा है कि आप ध्यान नहीं देते हैं और इसे नजरअंदाज किया जा सकता है। हालांकि, कुछ चीनी मिट्टी की चीज़ें एक मजबूत पर्याप्त प्रभाव दिखाती हैं कि आप अंततः परिणामस्वरूप कंपन सुन सकते हैं। आमतौर पर, आप एक संधारित्र को स्वयं नहीं सुन सकते हैं, लेकिन चूंकि ये एक बोर्ड के लिए काफी कठोर हैं, इसलिए संधारित्र के छोटे कंपन बहुत बड़े बोर्ड को भी कंपन करने का कारण बन सकते हैं, खासकर बोर्ड की एक गुंजयमान आवृत्ति पर। परिणाम काफी श्रव्य हो सकता है।

बेशक, रिवर्स काम भी करता है क्योंकि भौतिक गुण आम तौर पर दोनों तरीकों से काम करते हैं, और यह कोई अपवाद नहीं है। चूंकि लागू वोल्टेज संधारित्र के आयामों को बदल सकता है, तनाव को लागू करके इसके आयामों को बदलते हुए इसके खुले-सर्किट वोल्टेज को बदल सकता है। वास्तव में, संधारित्र एक माइक्रोफोन के रूप में कार्य करता है। यह उन यांत्रिक स्पंदनों को उठा सकता है जिन्हें बोर्ड के अधीन किया गया है, और वे बोर्ड पर विद्युत संकेतों में अपना रास्ता बना सकते हैं। इस प्रकार के कैपेसिटर को इस कारण उच्च संवेदनशीलता वाले ऑडियो सर्किट से बचा जाता है।

इसके पीछे भौतिकी के बारे में अधिक जानकारी के लिए, उदाहरण के रूप में बेरियम टाइटेनियम के गुणों को देखें। यह कुछ सिरेमिक कैप के लिए एक सामान्य ढांकता हुआ है क्योंकि इसमें वांछनीय विद्युत गुण हैं, विशेष रूप से सिरेमिक की सीमा की तुलना में काफी अच्छा ऊर्जा घनत्व। यह दो ऊर्जा राज्य के बीच टाइटेनियम परमाणु स्विचिंग द्वारा इसे प्राप्त करता है। हालांकि, परमाणु का प्रभावी आकार दो ऊर्जा राज्यों के बीच भिन्न होता है, इसलिए जाली का आकार बदल जाता है, और हम लागू वोल्टेज के एक कार्य के रूप में भौतिक विरूपण प्राप्त करते हैं।

किस्सा:मैं हाल ही में इस मुद्दे पर भाग गया। मैंने मॉडल गाड़ियों द्वारा उपयोग की जाने वाली डीसीसी (डिजिटल कमांड एंड कंट्रोल) पावर से कनेक्ट होने वाला एक डिजाइन तैयार किया। DCC पॉवर संचारित करने का एक तरीका है, लेकिन पटरियों पर विशिष्ट "रोलिंग स्टॉक" के लिए भी जानकारी है। यह 22 वी तक की विभेदक शक्ति संकेत है। सूचना को विशिष्ट समय के साथ ध्रुवता को प्रवाहित करके किया जाता है। फ़्लिपिंग दर लगभग 5-10 kHz है। शक्ति प्राप्त करने के लिए, उपकरण पूर्ण तरंग इसे सुधारते हैं। मेरा उपकरण डीसीसी सूचना को डिकोड करने का प्रयास नहीं कर रहा था, बस थोड़ी सी शक्ति प्राप्त करें। मैंने एक एकल डायोड का उपयोग करके 10 rectF सिरेमिक कैप पर DCC को आधा तरंगित किया। ऑफ-साइकल के दौरान इस कैप पर ड्रॉपअप केवल 3 V के बारे में था, लेकिन यह 3 Vpp इसे गाने के लिए पर्याप्त था। सर्किट ने पूरी तरह से काम किया, लेकिन पूरे बोर्ड ने काफी कष्टप्रद व्हेन का उत्सर्जन किया। यह एक उत्पाद में अस्वीकार्य था, इसलिए उत्पादन संस्करण के लिए, इसे 20 lyF इलेक्ट्रोलाइटिक कैप में बदल दिया गया। मैं मूल रूप से सिरेमिक के साथ गया था क्योंकि यह सस्ता, छोटा था, और लंबा जीवन होना चाहिए। सौभाग्य से, इस उपकरण का उपयोग उच्च तापमान पर होने की संभावना नहीं है, इसलिए इलेक्ट्रोलाइटिक कैप का जीवनकाल इसकी सबसे खराब स्थिति से बेहतर होना चाहिए।

मैं टिप्पणियों से देखता हूं कि बिजली की आपूर्ति को कभी-कभी क्यों बदलते हैं, इस बारे में कुछ चर्चा होती है। इनमें से कुछ सिरेमिक कैप के कारण हो सकते हैं, लेकिन चुंबकीय घटक जैसे इंडिकेटर्स भी दो कारणों से कंपन कर सकते हैं। सबसे पहले, प्रारंभ करनेवाला के वर्ग के आनुपातिक आनुपातिक तार के प्रत्येक बिट पर बल होता है। यह बल तार से बग़ल में है, जिससे कुंडली कांप रही है अगर अच्छी तरह से जगह नहीं है। दूसरा, इलेक्ट्रोस्टैटिक पीजो प्रभाव के समान एक चुंबकीय गुण है, जिसे मैग्नेटोस्ट्रिक्शन कहा जाता है। प्रारंभ करनेवाला कोर सामग्री लागू चुंबकीय क्षेत्र के एक समारोह के रूप में आकार को थोड़ा बदल सकती है। फेराइट्स इस प्रभाव को बहुत दृढ़ता से प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन हमेशा थोड़ा सा होता है, और चुंबकीय क्षेत्र में अन्य सामग्री हो सकती है। मैंने एक बार एक उत्पाद पर काम किया था जो मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव प्रभाव का उपयोग चुंबकीय पिकअप के रूप में करता था। और हाँ,


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क्या माइक्रोफ़ाइनिक्स उच्च पिच वाले व्हाइन हैं जिन्हें मैं कभी-कभी लोगों को कुछ जीपीयू कार्ड के साथ समस्याओं के रूप में रिपोर्ट करते देखता हूं?
दान नीली

@ डैनली मुझे लगता है कि ओलिन इस तथ्य का उल्लेख कर रहे हैं कि सिरेमिक कैपेसिटर की कैपेसिटी बदल सकती है क्योंकि वे शारीरिक रूप से कंपन करते हैं। ध्वनि समाई को बदलने का कारण बन सकती है। तो अगर कैपेसिटेंस उत्पन्न ध्वनि को प्रभावित करने के लिए होता है, और ध्वनि कैपेसिटेंस को प्रभावित करती है, तो आपको एक प्रतिक्रिया लूप मिलता है जिसके अनपेक्षित प्रभाव होंगे।
स्टीफन कॉलिंग

कम से कम, मुझे लगता है कि प्रभाव अनायास ही होगा। यदि आप सिरेमिक टोपी के माइक्रोफ़ोनिक प्रभाव के आसपास डिज़ाइन कर रहे हैं, तो आप शायद कुछ गलत कर रहे हैं।
स्टीफन कॉलिंग

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@DanNeely - तेज़ शराब के कारण होता है चुंबकीय विरूपण डिवाइस की में प्रेरक । मुझे नहीं लगता कि मैंने कभी कैपेसिटर को शोर करते देखा है (ठीक है, सिवाय इसके कि जब वे भयावह रूप से विफल होते हैं)।
कॉनर वुल्फ

@Remiel - यह उच्च-प्रदर्शन ऑडियो में एक सामान्य विचार है, और कई कारणों में से एक वे ऑडियो पथ में सिरेमिक कैप का उपयोग नहीं करते हैं।
कॉनर वुल्फ

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इलेक्ट्रोलाइटिक्स से सिरेमिक में एक डिज़ाइन को स्विच करने के कुछ कारण हैं जिनका उल्लेख अभी तक नहीं किया गया है:

  • कुछ रैखिक नियामक डिजाइनों को स्थिरता बनाए रखने के लिए अपने आउटपुट संधारित्र पर इलेक्ट्रोलाइटिक के उच्च ईएसआर की आवश्यकता होती है।

  • बोर्ड फ्लेक्सचर के अधीन होने पर, सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइटिक्स से कम मजबूत होते हैं। विशेष रूप से बड़े आकार में, 1206 और इसके बाद के संस्करण, जैसे कि आपको उचित WV के साथ 10 - 20 uF से ऊपर के मानों की आवश्यकता होगी, बोर्ड में कोई फ्लेक्स होने पर सिरेमिक आसानी से टूट जाता है। नुकसानदायक फ्लेक्स क्षेत्र में हो सकता है, या वे अपने द्वारा निर्मित पैनल से बाहर बोर्डों को गाने के कुछ तरीकों के साथ हो सकते हैं।


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ओपी के सवालों के जवाब में ओउलिन के बढ़िया जवाब के आगे

IPC-9592A (जो उच्च-विश्वसनीयता बिजली रूपांतरण उपकरणों के लिए एक मानक है) निम्नलिखित व्युत्पन्न दिशानिर्देशों का हवाला देता है:

फिक्स्ड सिरेमिक MLCCs:

  • डीसी वोल्टेज <= निर्माता की रेटिंग का 80%
  • तापमान: निर्माता की रेटिंग के नीचे न्यूनतम 10 डिग्री सेल्सियस
  • आकार: क्रैकिंग पोटेंशियल के कारण अनुशंसित 1210 से बड़े आकार का नहीं है

एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर:

  • डीसी वोल्टेज <= निर्माता की रेटिंग का 80% (<= 90% 250 वी या उच्चतर उपकरणों के लिए)
  • जीवन / धीरज:> = ४० डिग्री सेल्सियस पर १० साल, कक्षा dat२ उपकरणों के लिए enter०% भार (डाटासेंटर सामान), या कक्षा I उपकरणों के लिए 5 साल (उपभोक्ता ग्रेड)

एक एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइट संधारित्र के जीवन / धीरज रेटिंग वोल्टेज, तरंगित धारा और परिवेश के तापमान - यह सब के तनावों के एक समारोह है। यदि टोपी अच्छे एयरफ्लो में है, तो यह अधिक लहर ले सकती है और लंबे समय तक सेवा जीवन बनाए रख सकती है। एक गर्म टोपी में एक लंबा जीवन नहीं होगा।

सिरेमिक कैपेसिटर के लिए, यह तापमान के बारे में भी है। परिवेश के तापमान और तरंग वर्तमान तापमान में वृद्धि होगी। यह कहना नहीं है कि मिट्टी के पात्र की उम्र नहीं होती है - कुछ ढांकता हुआ पदार्थ ( कक्षा 2 सामग्री जैसे X7R और Y5V) समय के साथ समाई में नीचा दिखाते हैं - कक्षा 1 सामग्री काफी हद तक इसके लिए प्रतिरक्षा हैं।

इसके अलावा, जैसा कि ओलिन ने कहा, कुछ डाईलेट्रिक सामग्री डीसी पूर्वाग्रह वोल्टेज के एक कार्य के रूप में महत्वपूर्ण समाई रोल-ऑफ से ग्रस्त हैं। फिर से, कक्षा 2 सामग्री इससे पीड़ित हैं, कक्षा 1 सामग्री बड़े पैमाने पर नहीं है।

अनिवार्य रूप से, यदि आप किसी भी प्रकार के संधारित्र का उपयोग करते हैं, तो अधिकतम वोल्टेज को 80% से कम रखें।

सिरेमिक कैपेसिटर (बनाम इलेक्ट्रिटिक कैप) के बहुत कम ईएसआर में एक प्रतिक्रिया लूप स्थिरता निहित है। मान लें कि आपका कनवर्टर स्विचर होगा और आउटपुट LC फ़िल्टर होगा, कनवर्टर को स्थिर करने के लिए टाइप -3 क्षतिपूर्ति नेटवर्क की आवश्यकता हो सकती है।

कम ईएसआर लंबे अंतराल के लिए -40 डीबी / दशक को बंद करने के लिए ओपन-लूप लाभ का कारण बनता है (ईएसआर शून्य को ईएसआर ड्रॉप के रूप में बाहर धकेल दिया जाता है) आवृत्ति क्रॉस-ओवर के लिए क्षतिपूर्ति नेटवर्क में + 20 डीबी / दशक के लाभ की आवश्यकता होती है। -20 डीबी / दशक (जो तीन लूप स्थिरता मानदंड में से एक है, जो पावर डिज़ाइनर को लाभ मार्जिन और चरण मार्जिन के साथ दिखते हैं) में होना चाहिए।


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मैं गलत हो सकता हूं, लेकिन सिरेमिक बल्क कैप्स पर स्विच करने से बल्क कैप्स और छोटे डिकॉप्लिंग कैप्स के बीच एक प्रतिध्वनि पैदा होगी। जब तक उन्हें सावधानी से नहीं चुना जाता है, तब तक बल्क कैप का इंडक्शन डिकूपिंग कैप के कैपेसिटेंस के साथ प्रतिध्वनित होगा। टैंटलम और इलेक्ट्रोलाइटिक कैप के साथ ऐसा नहीं होता है, क्योंकि उन उपकरणों के ईएसआर प्रतिध्वनि को नुकसान पहुंचाते हैं। फिर से, मैं गलत हो सकता हूं, क्योंकि मैंने कभी भी अभ्यास में यह कोशिश नहीं की है।

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