Свойства конденсатора и их влияние на его применениена страницах сайта www.electrosad.ru | ||||
Основные характеристики конденсатораРеактивное сопротивление идеального конденсатора описывается формулой
Xc=1/2πf C и по ней, его величина с ростом частоты стремится к «0». Если посмотреть зависимость емкостного сопротивления керамического конденсатора емкостью 1 мкФ то частоты, то на графике это выглядит так:
Рисунок 1.
Мы привыкли считать, что конденсатор работает на нужной нам частоте и его характеристика описывается приведенной выше формулой. Это так, но только для конденсатора в пределах его рабочего диапазона частот. В более широком диапазоне частот этого не происходит, поскольку идеальных конденсаторов не существует. Реальный конденсатор имеет еще и паразитную индуктивность Ls, и паразитное сопротивление потерь Rs (в литературе его еще называют - ESR). Любая индуктивность, включенная последовательно в частотно зависимую цепь, каковой является любой конденсатор (как фильтрующий элемент), вносит свой вклад в частотную характеристику этой цепи. Эквивалентная схема реального конденсатора приведена на рис.2.
Рисунок 2.
В результате зависимость Z от частоты выглядит следующим образом (обратите внимание - это тот же график что и на рис.1):
Рисунок 3.
И описывается выражением:
Эта зависимость заставляет обращать внимание на рабочий диапазон частот конденсатора. А он ограничен областью, где Z определяется XC. На рис.3 это левая ветвь зависимости Z, обозначенная как XC.
Xc=1/2πf C
вплоть до частоты (0,8- 0,9) f. Правая ветвь, имеет индуктивный характер и на частотах выше f ведет себя как индуктивность
XL=2πf L
В минимуме XC равно XL, в результате Z = R, это последовательный резонансный контур. В котором при достаточно малых R добротность будет больше 1 и в цепочке в ответ на перепады тока, могут возбуждаться вынужденные колебания. Как влияет R (ESR) на резонансные свойства конденсатора видно из графика. Я имел "счастье" столкнуться со случаем, когда неправильно собранный фильтр (резонировали блокировочные конденсаторы красиво впаянные с полной длинной выводов при малым Rs и индуктивность выводов) в цепи питания широкополосного усилителя с большим коэффициентом усиления. Вместо фильтрации питающего тока эти конденсаторы послужил цепью обратной связи и привел к его возбуждению. Частота генерации находилась в полосе пропускания усилителя. Проблема решилась просто, выводы были укорочены до предела и резонанс ушел за пределы полосы пропускания.
Применение конденсаторов в широкополосных цепяхНиже приведены графики зависимости Z от частоты для керамических конденсаторов разных номиналов. Вы возможно уже видели их на странице "Что можно сделать "на коленке"?" на этом сайте.
Из сказанного выше и графиков видим, что учитывать частотные свойства конденсаторов надо в обычных применениях, но особенно важно учитывать их в широкополосных цепях. и учитывать необходимо не только свойства самих конденсаторов, но и параметры цепей к которым они подключены. Поскольку эти параметры существенно ухудшают (снижают высокочастотную границу рабочего диапазона) характеристику звена фильтра в котором этот конденсатор работает. Примером может быть фильтр в цепях питания мощных быстродействующих дискретных устройств, который должен работать в диапазоне частот от нескольких десятков тысяч герц до нескольких тысяч гигагерц. Логика подсказывает, элементы такого фильтра должны перекрывать весь диапазон частот генерируемых в цепях питания защищаемой нагрузки. Число звеньев такого фильтра должно быть большим (более трех). В качестве примера посмотрите характеристику шестизвенного фильтра.
Но не стоит обольщаться, не смотря на перекрытие полосы частот в семь декад и его характеристики существенно зависят от характеристик защищаемой цепи. Особенно усложняется решение проблемы, когда характеристики защищаемой цепи носят динамически изменяющийся характер, как в фильтрах цепей питания процессоров.
P.S.
Самые лучшие ОК с малыми потерями имеют ресурс 2000 ч. на своей максимальной температуре, а обычные только 1000ч. При 24 часовом режиме работы это всего 42 дня, а 8 часовом - 125 дней. Это Вам надо?. Не полагайтесь только на качественные конденсаторы, на частотах выше 5 МГц они мало отличаются от обычных! Любой корпус должен иметь хорошую вентиляцию. Цель, добиться чтобы температура в воздуха в системном блоке отличалась от температуры наружного воздуха не более чем на несколько градусов. Статьи а разделе "Охлаждение компьютера". июль 2006, доработана - сентябрь 2006 г. А.Сорокин
| ||||
Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:
/Неизвестный
процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
При полном или частичном использовании
материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
| ||||
Copyright © Sorokin A.D. |
|
2002 - 2020 | ||
