Parus16.ru

Парус №16
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Можно ли менять конденсаторы на большую емкость

Можно ли менять конденсаторы на большую емкость

В сетевых фильтрах часто используют хитрые конденсаторы с непонятными многим надписями — X1, Y2 итп. Это — помехоподавляющие конденсаторы. Разобраться в том, зачем они нужны и чем отличаются от «просто конденсаторов» поможет эта статья. imageПомех в сети всегда хватало — сначала они появлялись от щеточных двигателей, а теперь их в промышленных масштабах производят импульсные блоки питания. То, что помехи — это плохо, лишний раз распинаться не стоит. Сетевое напряжения в крайних случаях выглядит как-то вот так: imageВидно, что это сильно отличается от синусоиды, которая там должна быть. Для того, чтобы избавиться от помех, нужно сформировать беспрепятственный путь, по которому ток помехи может вернутся к источнику. Обычно такой путь, по закону Мерфи, лежит через самое чувствительное оборудование.

Наша задача сделать так, чтобы помехам не «захотелось» залазить в «нежные места» наших схем, но дать току помех течь туда, куда он «хотел» течь (в нейтраль, к примеру). С другой стороны, можно не доводить сеть до плачевного состояния, не выпуская помехи за пределы устройства.

image

Для того, чтобы уменьшить помехи, применяют фильтры. Тип фильтра и даже его расположение зависит от конкретного случая. К примеру, если помехи создаются одним источником (двигателем, например), то лучше всего поместить фильтр поближе к этому источнику – замкнуть ток помехи (как на рисунке выше).

Если помехи создаются распределенной схемой в металлическом корпусе (компьютерный блок питания), то фильтр лучше поместить как можно ближе к сетевому шнуру – замкнуть ток помехи внутри корпуса и соединить корпус с самым “чистым” местом схемы, чтобы он сам не излучал.

На рисунке – типичная схема фильтра компьютерного блока питания. Красным показан путь излучаемой помехи, а зеленым – помехи, передающейся по проводам.

image

Помеха имеет две составляющих – синфазную и противофазную.

Противофазная составляющая помехи — это напряжение помехи между фазой и нейтралью. Для ее подавления используются конденсаторы типа X. Само название X происходит от английского “across-the-line”, буква X похожа на крест (“cross”). На рисунке выше, это конденсатор – C1.

image

К этим конденсаторам предъявляются такие требования – они должны выдерживать максимально допустимые в сети всплески, не загораться при выходе из строя и не поддерживать горение.

Сейчас используются два основных подкласса X-конденсаторов – X1 и X2.

Емкость X конденсаторов варьируется от 0.1мкФ до 1мкФ. Какую емкость нужно выбрать для данного конкретного прибора можно выяснить только с осциллографом.

image

Синфазная составляющая помехи — это напряжение помехи между обоими сетевыми проводами и корпусом устройства. Понять, что это такое и зачем нужно немного сложнее.

Рассмотрим типичный импульсный источник питания. Между первичной и вторичной обмоткой трансформатора T1 всегда есть паразитная емкость (нарисована зелененьким). Представим, что конденсатора C7 пока нет. Высокочастотные пульсации беспрепятственно проникают со стока транзистора (самое шумное место схемы!) на вторичную обмотку через зелененькую емкость. Таким образом, на всей выходной части блока питания присутствуют пульсации (с частотой блока питания) относительно заземления и обоих сетевых проводов. Напряжение эти пульсаций может доходить до тысяч вольт. Наш мега-чувствительный прибор будет излучать эти пульсации в эфир, а излучать помехи – это тоже самое, что ловить помехи только с обратным знаком. Прибору будет плохо.

Читайте так же:
В каком году появилась первая железная дорога

Теперь добавим конденсатор C7. Ток помехи, который просочился через зеленый конденсатор теперь может вернуться туда, откуда взялся по более короткому и менее сложному пути, чем в предыдущем случае и в наш мега-чувствительный прибор ему больше течь не хочется!

Заметьте, что конденсатор C7 теперь связывает сеть с выходом блока питания! Но ведь это-же опасно! Человек, который дотронется одновременно к выходу такого блока питания (к корпусу устройства) и к заземлению (к батареи отопления, к примеру), получит заметный, но не страшный удар. А что будет, если конденсатор C7 сломается? Правильно, выход блока питания станет “электрическим стулом”. Именно поэтому и сделали конденсаторы типа Y – они предназначены для работы в тех местах, где выход их из строя угрожает жизни людей.

Замена конденсаторов в БП PC

новые конденсаторы

Со временем электролит высыхает и конденсатор теряет свою емкость, в большинстве случаев выход конденсатора из строя можно оценить по внешнему виду. Конденсатор вздувается вверху, где у него имеется специальная выштамповка.

вздутый конденсатор

Также может надуться и нижняя часть, где выходят ножки. А может вытечь и содержимое конденсатора.

Характерными признаками проблемных конденсаторов могут быть самопроизвольные выключения компьютера, монитора, телевизора и другой техники. Вначале это может проявляться только под нагрузкой, например при запуске требовательной к ресурсам компьютера игры.

Для самостоятельно замены конденсаторов в импульсном блоке питания не потребуется особых навыков и инструментов. Кроме паяльника, отвертки и кусачек, в принципе, больше ничего не понадобится.

Покажем замену конденсаторов на примере ремонта импульсного блока питания PC-ATX:

ремонта импульсного блока питания PC-ATX

Откручиваем 4-ре винта и снимаем крышку БП:

ремонта импульсного блока питания PC-ATX

Смотрим на вздутые конденсаторы и записываем их емкость и напряжение – это основные параметры для покупки новых кондеров:

вздутые конденсаторы вздутые конденсаторы

К примеру, у нас под замену пошли конденсаторы 1000мкФ на 10В и на 16В. Заменить конденсатор с напряжением 10В на 16В можно, наоборот нельзя, т.е. напряжение может быть только выше. Однако на сегодня можно купить любой конденсатор, это до 2000-го года приходилось использовать то, что есть.

Выпаиваем конденсаторы:

выпаиваем конденсаторы

Конденсаторы под замену

Скорее всего, при покупке новых конденсаторов, особенно при замене их в материнской плате, Вам зададут вопрос: – “А Вам простой или для материнских плат?”

Читайте так же:
Можно ли вешать грушу в квартире

Чем же отличаются компьютерные конденсаторы от обычных?

В компьютерах часто используют оксидные конденсаторы с низким паразитным внутренним сопротивлением (Low ESR) – низкоимпедансные. Визуально их можно отличить по маркировке, которая нанесена золотистой краской.

ОСОБЕННОСТИ КОНДЕНСАТОРОВ С НИЗКИМ ESR

До последнего времени четкое определение конденсатора с низким ESR отсутствовало.

Такие стандарты, как JIS5141 и EIA395, касаются только процедур испытаний конденсаторов.

Отсутствие стандартов заставило отдельных производителей самостоятельно определять, что же значит конденсатор с низким ESR.

В итоге большинство поставщиков установили согласованный критерий, определяющий такие конденсаторы как элементы, у которых:

  • срок службы больше, чем у стандартных конденсаторов;
  • максимальный импеданс задается на частоте 100 кГц и остается неизменным в диапазоне температур +20…-10°С;
  • пульсирующий ток определяется на частоте 100 кГц;
  • повышенная температурная стабильность (температурный коэффициент импеданса) .

Стоимость таких конденсаторов порядка 4-6 грн., т.е цена ремонта будет копеечной.

Что такое конденсатор и для чего он нужен в схемах

Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок и диэлектрика между ними. И все, больше ничего. С виду простая радиодеталь, но работает на высоких и низких частотах по-разному.

Обозначается на схеме двумя параллельными линиями.
Что такое конденсатор

Принцип работы

Эта радиодеталь хорошо демонстрирует явление электростатической индукции. Разберем на примере.

Если подключить к конденсатору постоянный источник тока, то в начальный момент времени ток начнет скапливаться на обкладках конденсатора. Это происходит за счет электростатической индукции. Сопротивление практически равно нулю.

Как работает конденсатор

Электрическое поле за счет электростатической индукции притягивает разноименные заряды на две противоположные обкладки. Это свойство материи называется емкостью. Емкость есть у всех материалов. И даже у диэлектриков, но у проводников она значительно больше. Поэтому обкладки конденсатора выполнены из проводника.

Принцип работы конденсатора

Чем больше емкость — тем больше может накопиться зарядов на обкладках конденсатора, т.е. электрического тока.

Основное свойство конденсатора — это емкость. Она зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала диэлектрика, которым заполняют пространство между обкладками.

По мере накопления зарядов, поле начинает ослабевать, а сопротивление нарастает. Почему так происходит? Места на обкладках все меньше, одноименные заряды на них действуют друг на друга, а напряжение на конденсаторе становится равным источнику тока. Такое сопротивление называется реактивным, или емкостным. Оно зависит от частоты тока, емкости радиодеталей и проводов.

Когда на обкладках не останется места для электрического тока, то и ток в цепи прекратится. Электростатическая индукция пропадает. Теперь остается электрическое поле, которое держит заряды на своих обкладках и не отпускает их. А электрическому току некуда деваться. Напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС (напряжению) источнику тока.

Читайте так же:
Можно ли удалить msxml

Как работает конденсатор в схеме

А что будет, если повысить ЭДС (напряжение) источника тока? Электрическое поле начнет все сильнее давить на диэлектрик, поскольку места на обкладках уже нет. Но если напряжение на конденсаторе превысит допустимые знания, то диэлектрик пробьет. И конденсатор станет проводником, заряды освободятся, и ток пойдет по цепи. Как тогда использовать конденсатор для высоких напряжений? Можно увеличить размер диэлектрика и расстояние между обкладками, но при этом уменьшается емкость детали.

Между обкладками находится диэлектрик, который препятствует прохождению постоянного тока. Это именно барьер для постоянного тока. Потому, что постоянный ток создает и постоянное напряжение. А постоянное напряжение может создавать электростатическую индукцию только при замыкании цепи, то есть, когда конденсатор заряжается.

Так конденсатор может сохранять энергию до тех пор, пока к нему не подключится потребитель.

Конденсатор и цепь постоянного тока

Конденсатор и постоянный ток

Добавим в схему лампочку. Она загорится только во время зарядки.

Еще одна важная особенность — когда происходит процесс зарядки током, то напряжение отстает от тока. Напряжение как бы догоняет ток, поскольку сопротивление нарастает плавно, по мере зарядки. Электрические зарядам нужно время, чтобы переместиться к обкладкам конденсатора. Так называется время зарядки. Оно зависит от емкости, частоты и напряжения.

По мере зарядки, лампочка начинает тусклее светиться.

Принцип работы конденсатора в цепи постоянного тока

Лампочка затухает при полной зарядке.

Почему конденсатор не пропускает постоянный ток

Постоянный электрический ток не проходит через конденсатор только после его зарядки.

Цепь с переменным током

А что если поменять полярность на источнике тока? Тогда конденсатор начнет разряжаться, и снова заряжаться, поскольку меняется полярность источника.

Конденсатор и переменный ток

Электростатическая индукция возникает постоянно, если электрический ток переменный. Каждый раз, когда ток начинает менять свое направление, начинается процесс зарядки и разрядки.

Как работает конденсатор при переменном токе

Поэтому, конденсатор пропускает переменный электрический ток.

Чем выше частота — тем меньше реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

Назначение и функции конденсаторов

Конденсатор играет огромную роль как в аналоговой, так и цифровой технике. Они бывают электролитическими и керамическими, и отличаются своими свойствами, но не общей концепцией. Примеры использования:

  • Фильтрует высокочастотные помехи;
  • Уменьшает и сглаживает пульсации;
  • Разделяет сигнал на постоянные и переменные составляющие;
  • Накапливает энергию;
  • Может использоваться как источник опорного напряжения;
  • Создает резонанс с катушкой индуктивности для усиления сигнала.

Примеры использования

В усилителях обычно используются для защиты сабвуферов, фильтрации питания, термостабилизации и разделение постоянной составляющей от переменной. А электролитические в автономных схемах с микроконтроллерами могут долго обеспечивать питание за счет большой емкости.

В данной схеме транзистор VT1 постоянно открыт, чтобы усиливать звук без искажений. Но если вход замнется или на него поступи постоянный ток, то транзистор откроется, перейдет в насыщение и перегреется. Чтобы этого не допустить, нужен конденсатор. С1 позволяет отделить постоянную оставляющую от переменной. Переменный сигнал легко проходит на базу транзистора, а постоянный сигнал не проходит.
Назначение конденсатора в схеме

Читайте так же:
Можно ли заменить конденсатор на больший вольтаж

Как работает конденсатор в схеме

С2 совместно с резистором R3 выполняет функцию термостабилизации. Когда усилитель работает, транзистор нагревается. Это может внести искажения в сигнал. Поэтому, резистор R3 помогает удержать рабочую точку при нагреве. Но когда транзистор холодный и стабилизации не требуется резистор может уменьшить мощность усилителя. Поэтому, в дело вступает С2. Он проводит через себя усиленный сигнал шунтируя резистор, тем самым, не снижая номинальную мощность схемы. Если его емкость будет ниже расчетной, он начнет вносить фазовые искажения в выходной сигнал.

Зачем конденсатор нужен в усилителе

Чтобы схема качественно работала, обязательно хорошее питание. Когда схема в пиковые значения потребляет больше тока, то это всегда сильная нагрузка на источник питания. С3 фильтрует помехи по питанию и помогает снизить нагрузку. Чем больше емкость — тем лучше звук, но до определенных значений, все зависит от схемы.

А в блоках питания используется тот же принцип, как и в предыдущей схеме по питанию, но здесь емкость нужна гораздо больше. На этой схеме емкость элеткролита может быть как 1000 мкФ, так и 10 000 мкФ.

Еще на диодный мост можно параллельно включить керамические конденсаторы, которые будут шунтировать схему от высокочастотных наводок и шума сети 220 В.

Фазовые искажения

Конденсатор может искажать переменный сигнал по фазе. Это происходит из-за неверного расчета емкости, общего сопротивления и взаимодействия с другими радиодеталями. Не стоит забывать и о том, что любая радиодеталь имеет как реактивное, так и активное сопротивление.

Чем заменить конденсатор

Чем заменить конденсатор

Конденсатор можно заменить только на другой конденсатор. Выделяют следующие разновидности:

Отличия по критериямОсновные виды конденсаторов
По постоянству токаПостоянные и переменные. Емкость переменных меняется вручную пользователем или действующим напряжением.
По полярности прикладываемого напряженияНеполярный конденсатор применяется в цепях переменного тока.
Полярный – если такой конденсатор подключен с несоблюдением полярности, он становиться непригодным для дальнейшего использования.
В зависимости от используемого материалаКонденсатор мбм (металлобумажный) – самый распространенный вид, имеющий прямоугольную форму, маркировку МБГЧ.
Керамический конденсатор. Применяется для фильтрации высокочастотных помех. Благодаря диэлектрической проницаемости их можно использовать для многослойных компонентов с емкостью сравнимой с электролитами. Они не чувствительны к полярности. Трубчатые конденсаторы – самая распространенная разновидность.
Пленочный конденсатор – одна из самых распространенных вариаций в виде коричневой подушечки. Популярность обеспечивает невысокая стоимость. Также такой конденсатор отличается:
  • малым током утечки;
  • малой емкостью;
  • высоким рабочим напряжением;
  • нечувствительностью к полярности.

Во время проведения ремонта электрических устройств часто требуется заменить сгоревший конденсатор. Однако зачастую найти аналог, который полностью соответствует оригиналу, не удается. В таких случаях возникает вопрос, чем можно заменить конденсатор, поскольку аналогов очень много.

Что такое конденсатор

Конденсатор представляет собой накопитель энергии для электротехнических изделий. Он состоит из двух проводников, которые разделены диэлектриком.

Принцип работы конденсатора

После подключения конденсатора к постоянному источнику питания, на его обкладках начинает накапливаться энергия. После накопления полного заряда, благодаря слою диэлектрика прерывается протекание электрического тока.

Когда отключен источник питания, в конденсаторе и на его выводах остается напряжение. Поскольку такой элемент имеет разную полярность, он может накапливать как положительную, так и отрицательную энергию.

На практике можно заметить, что работа конденсатора предусматривает различные утечки с потерями, несмотря на его предназначение.

Предназначение конденсатора

Электролитические конденсаторы широко применяются в качестве фильтров в блоках питания. Также их можно использовать, если сгорел пусковой конденсатор. Емкость конденсатора зависит от нагрузки. Конденсаторы также применяются в фильтрах низких, высоких частот. Они позволяют разводить частоты, не используя при этом активные элементы.

Пленочные конденсаторы устанавливают последовательно с применением питающего устройства. Их часто можно увидеть в блоках питания для маленьких устройств, например радиоприемниках. С помощью конденсаторов можно снизить нагрузку на устройство, предотвратив его перегревание.

Принцип работы конденсатора

Основные свойства конденсатора

Конденсатор может выступать в качестве:

  • индуктивной катушки;
  • накопителя заряда;
  • аккумулятора полученного заряда;
  • зарядки для электродвигателя;
  • компенсатора.

Существует множество вариантов для использования данного элемента, все зависит от его особенностей.

Как провести замену конденсатора

Если конденсатор вышел из строя нужно найти ему замену. Для этого нужно выпаять нерабочий элемент и на его место поставить новый.

Но довольно часто такая простая процедура усложняется тем, что найти полностью соответствующий оригиналу конденсатор довольно сложно. Однако в таких ситуациях его можно заменить другим, с учетом нескольких условий.

  1. Для начала нужно учитывать напряжение. Если нет элемента с подходящим номиналом, лучше приобретать конденсатор с большим напряжением. Например, если на оригинале указано 30 В, необходим аналог с напряжением 40, 50, 65, 100 В. Должно быть увеличение. Аналоги с меньшим напряжением не подходят, поскольку они не выдержат нагрузку и взорвутся. Чтобы получить необходимое напряжение можно последовательно соединить несколько конденсаторов.
  2. Второе, что нужно учитывать – емкость. Зачастую, если это электролитические конденсаторы, то можно воспользоваться вариантами с большей от оригинала емкостью. Если не удалось найти конденсаторы с нужным или большим номиналом, можно параллельно поставить несколько элементов с меньшей емкостью и получить желаемый номинал.

Провести замену и найти аналог вышедшего из строя конденсатора довольно просто. Для этого необходимо знать особенности каждого вида конденсатора, его предназначение.

При выборе аналога обязательно учитывается максимальное напряжение, уровень емкости. Неправильно подобранный аналог не даст желаемого результата и придет в негодность.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector