Конденсаторы: классификация и особенности применения

Электрические конденсаторы — это двухвыводные компоненты, которые используются для фильтрации и хранения энергии, подавления импульсов в сети и решения множества других задач. Самые простые разновидности состоят из параллельных пластин, разделенных между собой изоляцией (диэлектриком). Конденсаторы хранят электрические заряды, а их емкость измеряется в Фарадах (Ф).

Компоненты могут быть полярными и неполярными. В первую группу входят практически все разновидности электролитических и танталовых конденсаторов, которые подключаются с учетом полярности напряжения. Следовательно, если перепутать «+» и «–», произойдет замыкание. Неполярные представлены керамическими, слюдяными и пленочными модификациями. Они способны функционировать при любой полярности, что делает их оптимальным решением для использования в цепях переменного тока.

Виды конденсаторов

В настоящее время наибольшее распространение получили следующие типы конденсаторов:

Алюминиевые электролитические. Это полярные компоненты, которые подходят только для цепей постоянного напряжения. Могут обладать высокой номинальной емкостью, однако отклонения от номинальных значений могут доходить до 20 % и более.

Керамические. Могут быть многослойными (MLCC) и дисковыми. Первые считаются наиболее популярными и широко используются в электронных устройствах, так как имеют высокую стабильность и малый уровень потерь. Кроме того, характеризуются минимальным сопротивлением и номинальной погрешностью. Высокая удельная емкость обеспечивает компактность и простоту установки даже на печатных платах.

Танталовые конденсаторы. Это высокополяризационные компоненты, поэтому при их использовании следует проявлять осторожность, поскольку возможны частые отказы при повышении напряжения. При этом танталовые модели имеют оптимальную емкость и характеризуются временной стабильностью.

Пленочные конденсаторы. Они не полярны, поэтому могут использоваться в цепях переменного напряжения. Имеют малое эквивалентное сопротивление (ESR) и низкую последовательную индуктивность (ESL).

Слюдяные. Это также неполярные конденсаторы, которым характерны малые потери, высокая стабильность и отличные высокочастотные характеристики.

Полимерные твердотельные конденсаторы,, обладающие низким последовательным сопротивлением. Использование твердого диэлектрика делает данные компоненты чрезвычайно устойчивыми к экстремально высоким и низким температурам.

Особенности применения сборок конденсаторов

Конденсаторные сборки (capacitor array) — это группа конденсаторов, которые конструктивно объединены в один корпус. При этом каждый из элементов может подключаться к сети независимо от остальных. Сборки конденсаторов нашли широкое применение при создании мобильной и носимой аппаратуры, материнских плат, радиочастотных модемов. Также они незаменимы при сборке усилителей.

Несмотря на то, что конденсаторы чрезвычайно распространены, выбрать конкретную модель бывает достаточно сложно. Даже если знать емкость и показатели рабочего напряжения, которые требуются для конкретной проектной схемы, у компонентов существуют и другие характеристики (полярность, температурные коэффициенты, стабильность, показатели последовательного эквивалентного сопротивления), что делает каждый конкретный тип пригодным только для определенных решений.