캐패시터 특성

소개

커패시터에는 많은 사양과 특성이 있습니다. 커패시터 본체에 인쇄 된 정보를 관찰하면 커패시터의 특성을 잘 이해할 수 있습니다. 그러나 일부 커패시터에는 신체에 색상 또는 숫자 코드가 있으므로 특성을 이해하기가 어렵습니다. 각 유형 또는 커패시터 제품군에는 고유 한 특성 세트와 식별 시스템이 있습니다. 일부 커패시터 식별 시스템은 특성을 이해하기 쉽고 다른 시스템은 잘못된 기호, 문자 및 색상을 사용합니다.

특정 커패시터의 특성을 쉽게 이해하려면 먼저 세라믹, 플라스틱, 필름 또는 전해 콘덴서 제품군을 찾아 특성을 쉽게 식별 할 수 있습니다. 커패시터의 커패시턴스 값이 동일하더라도 작동 전압이 다를 수 있습니다. 작동 전압이 높은 커패시터 대신 작동 전압이 낮은 커패시터를 사용하면 두 커패시터가 동일한 커패시턴스를 가지고 있어도 증가 된 전압이 저전압 커패시터를 손상시킬 수 있습니다.

이미 전해 콘덴서가 극성을 가지고 있다는 것을 알고 있으므로 회로에 전해 콘덴서를 연결하는 동안 양극 단자는 양극 연결에 연결하고 음극 단자는 음극 연결에 연결해야합니다. 그렇지 않으면 커패시터가 손상 될 수 있습니다. 따라서 회로의 손상되거나 오래된 커패시터를 동일한 특성을 가진 새 커패시터로 교체하는 것이 항상 좋습니다. 아래 그림은 커패시터의 특성을 보여줍니다.

커패시터에는 일련의 특성이 있습니다. 이러한 모든 특성은 커패시터 제조업체에서 제공하는 데이터 시트에서 찾을 수 있습니다. 이제 그들 중 일부에 대해 논의하겠습니다.

공칭 커패시턴스 (C)

모든 커패시터 특성 중 가장 중요한 것 중 하나는 커패시터의 공칭 커패시턴스 (C)입니다. 이 공칭 커패시턴스 값은 일반적으로 피코 패럿 (pF), 나노 패럿 (nF) 또는 마이크로 패럿 (uF)으로 측정되며이 값은 커패시터 본체에 색상, 숫자 또는 문자로 표시됩니다. 커패시터 본체 측면에 인쇄 된이 공칭 커패시턴스 값은 실제 값과 같을 필요가 없습니다.

공칭 커패시턴스 값은 작동 온도 및 회로 주파수에 따라 변경 될 수 있습니다. 이러한 공칭 값은 소형 세라믹 커패시터의 경우 1 피코 패러 드 (1pF)만큼 낮고 전해 커패시터의 경우 1 패러 드 (1F)만큼 높습니다. 모든 커패시터에는 -20 % ~ + 80 % 범위의 허용 오차 등급이 있습니다.

작동 전압 (WV)

작동 전압은 모든 커패시터 특성의 또 다른 중요한 특성입니다. 작동 수명 동안 고장없이 커패시터에인가되는 최대 전압 량을 작동 전압 (WV)이라고합니다. 이 작동 전압은 DC로 표시되며 커패시터 본체에도 인쇄됩니다.

 

일반적으로 커패시터 본체에 인쇄 된 작동 전압은 AC 전압이 rms 값에 있기 때문에 AC 전압이 아닌 DC 전압을 나타냅니다. 따라서 커패시터에 AC 전압을 적용하려면 커패시터 작동 전압이 실제 AC 값의 1.414 (Vm = Vrmsx) 배보다 커야합니다. 커패시터의이 지정된 DC 작동 전압 (WV-DC)은 -300C ~ + 700C와 같은 특정 온도 범위 내에서만 유효합니다. 커패시터의 작동 전압보다 큰 DC 또는 AC 전압을 적용하면 커패시터가 손상 될 수 있습니다.

 

일반적으로 커패시터 본체에 인쇄되는 작동 전압은 10V, 16V, 25V, 35V, 50V, 63V, 100V, 160V, 250V, 400V 및 1000V입니다. 모든 커패시터는 정격 전압 값 내에서 그리고 시원한 환경에서 작동하면 더 긴 작동 수명을 갖습니다.

공차 (± %)

허용 오차는 정격 값에서 커패시턴스의 허용 가능한 상대 편차이며 백분율로 표시됩니다. 저항과 마찬가지로 커패시터의 허용 오차 값도 플러스 또는 마이너스 값으로 존재합니다. 이 허용 오차 값은 일반적으로 100pF 미만의 낮은 값 커패시터의 경우 피코 패럿 (+/- pF)으로 측정되거나 100pF보다 큰 값의 커패시터의 경우 백분율 (+ /-%)로 측정됩니다.

커패시터의 허용 오차 값은 + 20 ° C의 온도에서 측정되며 배송시에만 유효합니다. 장기간 보관 후 커패시터를 사용할 경우 허용 오차 값이 증가하지만 표준 사양에 따라이 값은 배송시 측정 된 값의 두 배를 초과하지 않습니다. 일반적으로 권 선형 커패시터의 전달 공차는 +/- (1 %, 2.5 %, 5 %, 10 %, 20 %)입니다. 커패시터에 대한 매우 일반적인 허용 오차 값 변화는 5 % 또는 10 %이며 플라스틱 커패시터의 경우 +/- 1 %로 낮습니다.

누설 전류 (LC)

 

커패시터의 금속판을 분리하기 위해 커패시터에 사용되는 모든 유전체 재료는 완벽한 절연체가 아닙니다. 이를 통해 누설 전류와 같은 소량의 전류가 흐를 수 있습니다. 이 효과는 공급 전압 (V)이 공급 될 때 커패시터 판의 전하 입자에 의해 형성되는 고 강력 전기장 때문입니다.

 

커패시터의 누설 전류는 나노 암페어 (nA) 단위의 소량의 DC 전류입니다. 이는 유전체 재료 또는 가장자리 주변을 통해 전자가 흐르고 전원 공급 장치가 제거되었을 때 시간이지나면서 방전되기 때문입니다.

누설 전류는 원치 않는 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달하는 것으로 정의됩니다. 또 하나의 정의는 회로의 이상적인 전류가 0 일 때 누설 전류가 전류라는 것입니다. 커패시터 누설 전류는 증폭기 커플 링 회로 및 전원 공급 장치 회로에서 상당한 요소입니다.

누설 전류는 필름 또는 포일 유형 커패시터에서 매우 낮고 정전 용량 값도 높은 전해 (탄탈 및 알루미늄) 유형 커패시터에서 매우 높습니다 (uF 당 5~20uA).

작동 온도

커패시터의 커패시턴스 값은 커패시터를 둘러싼 온도의 변화에 따라 달라집니다. 온도의 변화로 인해 유전체의 특성이 변화합니다. 작동 온도는 정격 전압으로 작동하는 커패시터의 온도입니다. 대부분의 커패시터의 일반적인 작동 온도 범위는 -30 ~ + 125도 입니다. 플라스틱 유형 커패시터에서이 온도 값은 + 70도 이하입니다.

캐패시터의 캐패시턴스 값은 공기 또는 캐패시터 주변 온도가 너무 차갑거나 너무 뜨거우면 변경 될 수 있습니다. 이러한 온도 변화는 실제 회로 작동에 영향을 미치고 해당 회로의 다른 구성 요소도 손상시킵니다. 커패시터가 튀지 않도록 온도를 안정적으로 유지하는 것은 간단한 일이 아니라고 생각합니다.

유전체 내의 액체는 고온 (+85 도 이상)에서 작동 할 때 특히 전해 콘덴서 (알루미늄 전해 콘덴서)에서 증발로 손실 될 수 있으며 누설 전류 및 내부로 인해 콘덴서 본체가 손상 될 수 있습니다. 압력. 또한 전해 콘덴서 등 -10 이하의 낮은 온도에서 사용할 수 없습니다.

온도 계수

용량 온도 특성 (TC)가 규정 된 온도 범위 커패시턴스 값의 최대 변화를 설명한다. 일반적으로 커패시터 본체에 인쇄 된 커패시턴스 값은 온도 25 0 C를 기준으로 측정되며 데이터 시트에 언급 된 커패시터의 TC도이 온도 이하 또는 이상에서 작동하는 애플리케이션에 대해 고려해야합니다. . 일반적으로 온도 계수는 섭씨 100 만분의 1 단위 (PPM / 0 C) 또는 특정 온도 범위에 따른 백분율 변화로 표시됩니다.

일부 커패시터는 선형 (클래스 1 커패시터)이며 온도에 대해 매우 안정적입니다. 이러한 커패시터는 온도 계수가 0입니다. 일반적으로 운모 또는 폴리 에스테르 커패시터는 클래스 1 커패시터의 예입니다. 클래스 1 커패시터에 대한 TC 사양은 항상 섭씨 도당 PPM (백만 분율)으로 커패시턴스 변화를 지정합니다.

일부 커패시터는 비선형 (클래스 2 커패시터)이고, 이러한 커패시터 온도는 클래스 1 커패시터처럼 안정적이지 않으며 커패시터 값은 온도 값을 증가시킴으로써 증가하므로 이러한 커패시터는 양의 온도 계수를 제공합니다. 클래스 2 커패시터의 주요 장점은 체적 효율입니다. 이 커패시터는 주로 높은 정전 용량 값이 필요한 애플리케이션에 사용되지만 온도에 따른 안정성 및 품질 요소는 고려할 주요 요소가 아닙니다. 클래스 2 커패시터의 온도 계수 (TC)는 백분율로 직접 표현됩니다. 커패시터의 온도 계수의 유용한 응용 프로그램 중 하나는 저항 또는 인덕터 등과 같은 회로 내의 다른 구성 요소에 대한 온도 영향을 상쇄하는 데 사용하는 것입니다.

분극

일반적으로 커패시터 분극은 알루미늄 유형 및 탄탈 유형 커패시터와 같은 전해 유형 커패시터에 속합니다. 전해 커패시터의 대부분은 극성이 있습니다. 즉, 공급 전압이 커패시터 단자에 연결될 때 양극 단자에서 양극으로 연결되고 음극에서 음극으로 연결될 때 올바른 극성이 필요합니다.

커패시터 내부 산화물 층이 부정확 편광으로 세분화 할 수있다,이 장치를 통해 높은 전류의 흐름을 야기한다. 결과적으로 앞서 언급했듯이 커패시터가 손상됩니다. 부정확 한 분극을 방지하기 위해 대부분의 전해 커패시터에는 아래 그림과 같이 음극 (-ve) 단자를 나타내는 화살표 또는 검은 색 줄무늬 또는 띠 또는 갈매기 형이 몸체 한쪽에 있습니다.

그 공급 전압이 반전되는 경우, 편광 커패시터는 큰 누설 전류가있다. 극성 커패시터의 누설 전류는 신호를 왜곡하고 커패시터를 과열하여 결국 파괴합니다. 극성 커패시터를 사용하는 기본적인 이유는 동일한 정격 전압 및 동일한 커패시턴스 값의 비극성 커패시터보다 비용이 적기 때문입니다. 기본적으로 극성 커패시터는 1uF, 10uF 등과 같은 마이크로 패럿 단위로 제공됩니다.

등가 직렬 저항 (ESR)

커패시터의 등가 직렬 저항 (ESR)은 매우 높은 주파수에서 또한 유전체 저항을 고려하여 사용 된 캐패시터의 AC 임피던스로서 정의된다. 유전체의 DC 저항과 축전 기판의 저항은 모두 특정 온도와 주파수에서 측정됩니다.

ESR은 커패시터와 직렬로 연결된 저항처럼 동작한다. 커패시터의 ESR은 품질 등급입니다. 이론적으로 완벽한 커패시터는 무손실이며 ESR 값이 0이라는 것을 알고 있습니다. 종종이 저항 (ESR)은 커패시터 회로에 오류를 일으 킵니다.

등가 직렬 저항의 효과

회로의 출력 커패시터의 등가 직렬 저항 (ESR)이 장치의 성능에 영향을 야기한다. 또한 ESR은 커패시터의 공급 전압을 낮출 수 있습니다. ESR은 일부 유형의 커패시터에서 커패시터와 병렬로 순수한 저항으로 표시되는 커패시터의 절연 저항과 정반대입니다. 이상적인 커패시터는 커패시턴스 만 가지며 ESR 값은 매우 적습니다 (0.1Ω 미만).

유전체 두께가 증가하면 그 ESR이 증가한다. 플레이트의 표면적이 증가하면 ESR 값이 내려갑니다. 커패시터의 ESR을 계산하려면 ESR 미터와 같은 표준 커패시터 미터가 아닌 다른 것이 필요합니다. 커패시터 미터가 편리한 장치라면 ESR 값을 증가시키는 커패시터 고장을 감지하지 못합니다.

 

무전 해 커패시터 또는 고체 전해질이있는 커패시터에서 리드의 금속 저항, 전극 및 유전체의 손실이 ESR을 유발합니다. 일반적으로 세라믹 커패시터의 ESR 값은 0.01 ~ 0.1ohm입니다. 비 고체 전해질이있는 알루미늄 및 탄탈 전해 커패시터는 수 옴과 같이 매우 높은 ESR 값을 갖습니다. 알루미늄 전해 커패시터의 주요 문제점은 해당 회로에 사용되는 커패시터의 ESR 값이 작동 중에 시간이 지남에 따라 증가하면 회로 부품이 손상된다는 것입니다.

일반적 ESR 값은 동일한 값 이하의 전기 (습식) 커패시터보다 폴리머 커패시터이다. 따라서 폴리머 커패시터는 더 높은 리플 전류를 처리 할 수 ​​있습니다. 커패시터는 ESR 등급이 매우 낮은 필터로 사용할 수 있습니다. 커패시터는 충전 전류가 흐르지 않더라도 전하를 저장할 수 있습니다. 텔레비전, 포토 플래시, 콘덴서 뱅크에 사용되는 콘덴서는 일반적으로 전해 형 콘덴서입니다. 엄지 규칙에 따르면 큰 값의 커패시터의 리드는 전원 공급이 제거 된 후 절대로 만지지 않아야합니다.