ตัวเก็บประจุมีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิด และรองรับการใช้งานที่จำเป็นหลายอย่างในการออกแบบวงจร ตัวเก็บประจุมีตัวเลือกตัวกรองที่ยืดหยุ่น การลดเสียงรบกวน การจัดเก็บพลังงาน และความสามารถในการตรวจจับสำหรับนักออกแบบ ในการใช้งานอื่นๆ
ในคู่มือนี้ เราจะมาดูความหลากหลายของการใช้ตัวเก็บประจุในผลิตภัณฑ์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ตัวเก็บประจุใช้ทำอะไร
เมื่อใช้ร่วมกับตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุมักใช้เป็นองค์ประกอบหลักของตัวกรองแบบเลือกความถี่ การออกแบบตัวกรองและโทโพโลยีที่มีอยู่นั้นมีมากมาย สิ่งเหล่านี้สามารถปรับให้เข้ากับความถี่และประสิทธิภาพโดยการเลือกค่าส่วนประกอบและคุณภาพที่เหมาะสมประเภทของการออกแบบตัวกรองรวมถึง:
- กรองความถี่สูง
- โลว์พาสฟิลเตอร์
- ตัวกรองแบนด์พาส
- ตัวกรองแบนด์สต็อป
- รอยบาก
- กรอง All Pass
- ตัวกรองอีควอไลเซอร์
บรรทัดล่าง
ตัวเก็บประจุมีบทบาทสำคัญในการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลโดยปกป้องไมโครชิปที่ละเอียดอ่อนจากสัญญาณรบกวนบนสัญญาณไฟ เสียงนี้อาจทำให้เกิดพฤติกรรมผิดปกติได้ ตัวเก็บประจุที่ใช้ในแอปพลิเคชันนี้เรียกว่าตัวเก็บประจุแบบแยกส่วน ควรวางตัวเก็บประจุเหล่านี้ไว้ใกล้กับไมโครชิปแต่ละตัวเพื่อให้มีประสิทธิภาพ เนื่องจากการติดตามวงจรทำหน้าที่เป็นเสาอากาศและรับเสียงรบกวนจากสภาพแวดล้อมโดยรอบ ดีคัปปลิ้งและตัวเก็บประจุบายพาสยังใช้ในพื้นที่ใดๆ ของวงจรเพื่อลดผลกระทบโดยรวมของสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า
คัปปลิ้งหรือตัวเก็บประจุบล็อค DC
ตัวเก็บประจุสามารถส่งสัญญาณ AC ในขณะที่ปิดกั้น DC และสามารถใช้เพื่อแยกส่วนประกอบ AC และ DC ของสัญญาณค่าของตัวเก็บประจุไม่จำเป็นต้องแม่นยำหรือแม่นยำสำหรับการมีเพศสัมพันธ์ อย่างไรก็ตาม มันควรจะมีมูลค่าสูง เนื่องจากค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุจะขับเคลื่อนประสิทธิภาพในการใช้งานคัปปลิ้ง
Snubber Capacitors
ในวงจรที่มีการขับเคลื่อนโหลดความเหนี่ยวนำสูง เช่น มอเตอร์หรือหม้อแปลงไฟฟ้า อาจเกิดไฟฟ้ากระชากขนาดใหญ่ชั่วคราวได้เนื่องจากพลังงานที่เก็บไว้ในโหลดอุปนัยถูกปล่อยออกอย่างกะทันหัน การคายประจุนี้อาจทำให้ส่วนประกอบและหน้าสัมผัสเสียหายได้
การใช้ตัวเก็บประจุสามารถจำกัดหรือดูแคลน แรงดันไฟกระชากทั่วทั้งวงจร ทำให้การทำงานปลอดภัยยิ่งขึ้นและวงจรมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น การใช้เทคนิคการลดทอนสัญญาณในวงจรที่มีกำลังต่ำจะช่วยป้องกันสัญญาณรบกวนจากการสร้างสัญญาณรบกวนคลื่นความถี่วิทยุที่ไม่ต้องการ การรบกวนนี้ทำให้เกิดพฤติกรรมผิดปกติในวงจรและทำให้เกิดปัญหาในการได้รับการรับรองและอนุมัติผลิตภัณฑ์
บรรทัดล่าง
ตัวเก็บประจุเป็นแบตเตอรี่ขนาดเล็กที่มีความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่พิเศษกว่าแบตเตอรี่ที่ทำปฏิกิริยาเคมีเมื่อต้องการพลังงานจำนวนมากในช่วงเวลาสั้นๆ ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่และช่องเก็บประจุจะเป็นตัวเลือกที่เหนือชั้นสำหรับการใช้งานหลายประเภท ธนาคารตัวเก็บประจุเก็บพลังงานสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น เลเซอร์พัลซิ่ง เรดาร์ เครื่องเร่งอนุภาค และปืนราง การใช้งานทั่วไปของตัวเก็บประจุแบบพัลซิ่งกำลังอยู่ในแฟลชของกล้องแบบใช้แล้วทิ้ง ซึ่งชาร์จแล้วปล่อยประจุอย่างรวดเร็วผ่านแฟลช ทำให้เกิดกระแสไฟขนาดใหญ่
แอปพลิเคชั่นเรโซแนนท์หรือวงจรจูน
ในขณะที่ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และตัวเหนี่ยวนำสร้างตัวกรอง การรวมกันบางอย่างอาจส่งผลให้เรโซแนนซ์ขยายสัญญาณอินพุต วงจรเหล่านี้จะขยายสัญญาณที่ความถี่เรโซแนนซ์ สร้างไฟฟ้าแรงสูงจากอินพุตแรงดันต่ำ และใช้เป็นออสซิลเลเตอร์และตัวกรองแบบปรับ ในวงจรเรโซแนนท์ ต้องใช้ความระมัดระวังในการเลือกส่วนประกอบที่สามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ส่วนประกอบแต่ละชิ้นมองเห็นได้ ไม่เช่นนั้นส่วนประกอบจะล้มเหลวอย่างรวดเร็ว
บรรทัดล่าง
การตรวจจับด้วยประจุไฟฟ้าได้กลายเป็นคุณสมบัติทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงสำหรับผู้บริโภค อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์คาปาซิทีฟได้ถูกใช้มานานหลายทศวรรษแล้วในการใช้งานที่หลากหลายสำหรับตำแหน่ง ความชื้น ระดับของเหลว การควบคุมคุณภาพการผลิต และการเร่งความเร็ว Capacitive sensing ทำงานโดยตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความจุของสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นผ่านการเปลี่ยนแปลงของไดอิเล็กตริก - การเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างเพลตของตัวเก็บประจุ หรือการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ของตัวเก็บประจุ
ความปลอดภัยของตัวเก็บประจุ
ในฐานะที่เป็นส่วนประกอบในการจัดเก็บพลังงาน ตัวเก็บประจุสามารถเก็บพลังงานในปริมาณที่เป็นอันตรายได้ พลังงานระดับสูงนี้สามารถทำให้เกิดไฟฟ้าช็อตถึงแก่ชีวิตและทำให้อุปกรณ์เสียหายได้ แม้ว่าตัวเก็บประจุจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากกระแสไฟเป็นเวลานานพอสมควร ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นความคิดที่ดีที่จะปล่อยประจุตัวเก็บประจุก่อนที่จะทำงานกับอุปกรณ์ไฟฟ้า
ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์มักจะล้มเหลวอย่างรุนแรงภายใต้เงื่อนไขบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแบบโพลาไรซ์กลับด้านตัวเก็บประจุที่ใช้ในงานไฟฟ้าแรงสูงและไฟฟ้าแรงสูงอาจล้มเหลวอย่างรุนแรงเช่นกันเนื่องจากวัสดุอิเล็กทริกแตกตัวและกลายเป็นไอ