ตัวเก็บประจุแบบแข็งคืออะไร? การทำเครื่องหมายและการจำแนกประเภท

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เมื่อพูดถึงตัวเก็บประจุแบบแข็ง นี่คือตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์แบบเดียวกัน แต่ใช้พอลิเมอร์นำไฟฟ้าแบบพิเศษหรือสารกึ่งตัวนำอินทรีย์แบบโพลีเมอร์ ในขณะที่ตัวเก็บประจุอื่นๆ ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลวแบบธรรมดา

ลักษณะทั่วไป

ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ความแตกต่างระหว่างตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตตและแบบธรรมดาคือ "การบรรจุ" ภายในของอุปกรณ์ ทำไมมันถึงดีกว่า

ความแตกต่างอย่างแรกและสำคัญที่สุดคือตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตตใช้อิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งแทนที่จะเป็นของเหลว ซึ่งช่วยลดโอกาสที่อิเล็กโทรไลต์จะรั่วหรือระเหยได้ ข้อได้เปรียบที่สำคัญประการที่สองของอุปกรณ์โซลิดสเตตคือความต้านทานเทียบเท่าอนุกรมซึ่งเรียกว่า ESR การลดลงของตัวบ่งชี้นี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบ capacitive น้อยลงได้เช่นเดียวกับขนาดที่เล็กกว่าในสภาวะเดียวกัน ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการของตัวเก็บประจุแบบแข็งคือมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิน้อยกว่า ข้อดีนี้ก็เช่นกันบ่งชี้ว่าอายุการใช้งานของวัตถุดังกล่าวจะนานขึ้นประมาณหกเท่า ซึ่งหมายความว่าวัตถุที่ติดตั้งจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามาก

ไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตใช้ชั้นโลหะออกไซด์บาง ๆ เป็นไดอิเล็กตริก การก่อตัวของชั้นนี้ดำเนินการโดยวิธีการไฟฟ้าเคมี การไหลของกระบวนการนี้ดำเนินการบนหน้าปกของโลหะชนิดเดียวกัน

ฝาครอบที่สองของตัวเก็บประจุนี้สามารถนำเสนอในรูปแบบของอิเล็กโทรไลต์ของเหลวหรือแห้ง อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปใช้ของเหลว ในขณะที่โซลิดสเตตใช้แบบแห้ง ตัวเก็บประจุชนิดแข็งชนิดนี้ใช้วัสดุเช่นแทนทาลัมหรืออลูมิเนียมเพื่อสร้างอิเล็กโทรดโลหะ

น่าสังเกตว่าตัวเก็บประจุแทนทาลัมก็อยู่ในกลุ่มอิเล็กโทรไลต์เช่นกัน

อสมมาตร

ตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตตแบบอสมมาตรเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ค่อนข้างใหม่ เนื่องจากมีการใช้งานอุปกรณ์อื่นๆ มาก่อน ตัวเก็บประจุตัวแรกและตัวที่ง่ายที่สุดในกลุ่มนี้คือตัว T ในวัตถุนี้ แผ่นเปลือกโลกอยู่ในระนาบเดียวกัน การพัฒนาตัวเก็บประจุแบบอสมมาตรที่ตามมาภายหลังนำไปสู่ประเภทของดิสก์ ประกอบด้วยวงแหวนแบนและแผ่นดิสก์ที่อยู่ภายใน การปรับปรุงตัวเก็บประจุแบบอสมมาตรที่ตามมาทำให้การออกแบบง่ายขึ้น และได้อุปกรณ์ที่มีอิเล็กโทรดสองขั้ว หนึ่งในนั้นคือนำเสนอในรูปแบบของลวดเส้นเล็กและแผ่นที่สอง - แผ่นบางหรือแถบโลหะบาง ๆ แต่น่าสังเกตว่าการใช้ตัวเก็บประจุชนิดนี้เป็นเรื่องยากเนื่องจากการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง

เครื่องหมาย

มีฉลากสำหรับตัวเก็บประจุแบบแข็งที่อธิบายลักษณะเฉพาะของมัน การปรากฏตัวของเครื่องหมายนี้จะช่วยให้เข้าใจคุณสมบัติบางอย่างของตัวเก็บประจุ:

• ขึ้นอยู่กับการทำเครื่องหมายของอุปกรณ์ คุณสามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้าสำหรับตัวเก็บประจุแต่ละตัวได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าค่านี้ต้องเกินแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ในวงจรโดยใช้วัตถุนี้ หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไข อาจเกิดความล้มเหลวในการทำงานของวงจรทั้งหมด มิฉะนั้น ตัวเก็บประจุจะระเบิดอย่างง่ายดาย
• 1,000,000 pF (ปิโกฟารัด)=1 ยูเอฟ เครื่องหมายนี้เหมือนกันสำหรับตัวเก็บประจุหลายตัว เนื่องจากอุปกรณ์เกือบทั้งหมดมีความจุเท่ากับหรือใกล้เคียงกับค่านี้ จึงสามารถระบุได้ทั้งในรูปแบบ picofarads และ microfarads

ตัวเก็บประจุบวม

ถึงแม้คาปาซิเตอร์ประเภทนี้จะค่อนข้างทนทานต่อการแตกหัก แต่ก็ยังไม่คงอยู่ตลอดไป และก็ต้องเปลี่ยนด้วย อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนตัวเก็บประจุแบบแข็งในหลายกรณี:

• การพังอาจมีได้หลายสาเหตุ กล่าวคือ อุปกรณ์นี้บวม แต่สาเหตุหลักเรียกว่าคุณภาพของชิ้นส่วนเอง
• แก้ท้องอืดได้ยังหมายถึงการเดือดหรือการระเหยของอิเล็กโทรไลต์ ถึงแม้ว่าจะใช้อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง แต่ปัญหาดังกล่าวก็ยังไม่หมดไป และที่อุณหภูมิสูงมากก็เกิดขึ้นได้

โปรดทราบว่าความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์นี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอกและจากภายใน การติดตั้งที่ไม่ถูกต้องอาจเกิดจากอิทธิพลภายใน กล่าวอีกนัยหนึ่งหากขั้วถูกย้อนกลับเมื่อติดตั้งส่วนนี้ เมื่อเริ่มต้น มันจะร้อนขึ้นเกือบจะในทันทีและน่าจะระเบิดได้ นอกจากเหตุผลเหล่านี้แล้ว ยังเกิดความร้อนสูงเกินไปได้เนื่องจากการไม่ปฏิบัติตามกฎการใช้งาน อาจเป็นเพราะแรงดันไฟฟ้า ความจุ หรือการทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเกินไป

วิธีหลีกเลี่ยงอาการท้องอืดและเปลี่ยนบ่อย

เริ่มด้วยวิธีหลีกเลี่ยงไม่ให้ตัวเก็บประจุแข็งบวม

• สิ่งแรกที่แนะนำคือใช้เฉพาะชิ้นส่วนที่มีคุณภาพ
• คำแนะนำที่สองที่สามารถช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวได้คือการป้องกันไม่ให้ตัวเก็บประจุร้อนเกินไป หากอุณหภูมิสูงถึง 45 องศาขึ้นไป จำเป็นต้องระบายความร้อนอย่างเร่งด่วน และควรวางอุปกรณ์เหล่านี้ให้ห่างจากแหล่งความร้อนมากที่สุด
• เนื่องจากตัวเก็บประจุส่วนใหญ่บวมในอุปกรณ์จ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ ขอแนะนำให้ใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ป้องกันเครือข่ายจากไฟกระชากกะทันหัน

ถ้าบวมแล้วต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ กฎหลักของการซ่อมแซมคือการเลือกตัวเก็บประจุที่มีความจุเท่ากัน อนุญาตให้เบี่ยงเบนพารามิเตอร์นี้ขึ้นไป แต่เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ไม่อนุญาตให้เบี่ยงเบนลง กฎเดียวกันนี้ใช้กับแรงดันไฟฟ้าของวัตถุ นอกจากนี้ยังเป็นมูลค่าเพิ่มว่าเมื่อเปลี่ยนตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าด้วยตัวเก็บประจุแบบโซลิดสเตตสามารถใช้อุปกรณ์ที่มีความจุต่ำกว่าได้ สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจาก ESR ที่ต่ำกว่าที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ แต่ก่อนหน้านั้นก็ยังควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ กระบวนการเปลี่ยนเองประกอบด้วยการนำส่วนที่ไหม้ออกโดยการบัดกรีและบัดกรีใหม่

ซ่อม

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องบำรุงรักษาตัวเก็บประจุเชิงป้องกัน สมมติว่าพบตัวเก็บประจุที่น่าสงสัยระหว่างการถอดประกอบคอมพิวเตอร์ ต้องตรวจสอบและเปลี่ยนหากจำเป็น ในการเปลี่ยน คุณจะต้องใช้หัวแร้งที่มีกำลังไฟ 25 ถึง 40 วัตต์ เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดกลาง การใช้งานนั้นสมเหตุสมผลเนื่องจากหัวแร้งที่มีกำลังน้อยกว่าจะไม่สามารถบัดกรีตัวเก็บประจุได้ และตัวที่มีพลังมากกว่าก็มีขนาดใหญ่เกินไป และไม่สะดวกในการทำงานกับมัน

ควรมีหัวแร้งที่มีปลายทรงกรวยอยู่ในมือ ในการซ่อมแซมตัวเก็บประจุเก่าจะถูกบัดกรี แต่ต้องทำอย่างระมัดระวังเนื่องจากแผงที่ติดตั้งส่วนใหญ่มักเป็นแบบหลายชั้น - มากถึง 5 ชั้น ความเสียหายอย่างน้อยหนึ่งรายการจะทำให้ทั้งกระดานและไม่สามารถซ่อมแซมได้อีกต่อไป หลังจากบัดกรีอุปกรณ์เก่าแล้ว รูติดตั้งจะถูกเจาะรูเข็มทางการแพทย์ที่ดีที่สุดคือทินเนอร์ การบัดกรีวัตถุใหม่ทำได้ดีที่สุดโดยใช้ขัดสน

ตัวเก็บประจุแบบโพลีเมอร์แข็ง

อาจกล่าวได้ว่าอุปกรณ์ประเภทนี้ทั้งหมดเป็นโพลีเมอร์ เนื่องจากภายในอุปกรณ์นี้จะใช้โพลีเมอร์ที่เป็นของแข็งแทนอิเล็กโทรไลต์เหลว การใช้วัสดุที่เป็นของแข็งในตัวเก็บประจุแบบแข็งมาตรฐานทำให้เกิดประโยชน์ดังต่อไปนี้:

• ที่ความถี่สูง - แนวต้านเทียบเท่าต่ำ
• ค่าระลอกคลื่นสูง;
• อายุของตัวเก็บประจุยาวนานขึ้นมาก;
• การทำงานที่เสถียรยิ่งขึ้นที่อุณหภูมิสูง

รายละเอียดเพิ่มเติม เช่น ESR ที่ลดลงหมายถึงการใช้พลังงานน้อยลง และทำให้ตัวเก็บประจุร้อนน้อยลงที่โหลดเท่ากัน ระลอกปัจจุบันในระดับที่สูงขึ้นช่วยให้มั่นใจได้ว่าบอร์ดทั้งหมดทำงานได้อย่างเสถียร โดยธรรมชาติแล้ว มันคือการเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งทำให้อายุการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างมาก