Температурный коэффициент емкости: Понятие температурного коэффициента ёмкости

Температурный коэффициент емкости (ТКЕ).

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву



Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 10Следующая ⇒

Это параметр, применяемый для характеристики кон­денсаторов с линейной зависимостью емкости от тем­пературы. Он определяет относительное изменение емко­сти (в миллионных долях) при измене­нии температуры на один градус Цельсия.

Слюдяные и полистирольные конденсаторы имеют ТКЕ в пределах (±50…200)·10-6 1/°С, поликарбонатные — ±50·10-6 1/°С, керамические — от +100·10-6 1/°С до -2200·10-6 1/°С и ненормируемого Н90. Для конденсаторов с другими видами ди­электрика ТКЕ не нормируется.

 

Номинальное напряжение ( U н ).

Это напряжение, обозначенное на конденсаторе (или указанное в доку­ментации), при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

U н зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации сумма напряже­ний постоянной и переменной составляющих на конденсаторе не должна превышать номинально­го напряжения. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры (как правило, более 70-85°С) допускаемое напряжение снижается. Согласно ГОСТ 28884-90 конденсаторы выпускаются на напряжения: 1; 1,6; 2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500; 3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10000.

 

Тангенс угла диэлектрических потерь ( tg δ ).

Тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ) характеризует активные потери энергии в конденсаторе. Значения тангенса угла потерь у керамических высокочастотных, слюдя­ных, полистирольных и фторопластовых конденсаторов лежат в пределах (10…15)·10-4, поликарбонатных (15…25)·10

-4, керамических низкочастотных 0,035, ок­сидных конденсаторов (5. ..35%), полиэтилентерефталатных 0,01…0,012.

Величина, обратная тангенсу угла потерь, называ­ется добротностью конденсатора Q =1/ tg δ.

Сопротивление изоляции и ток утечки.

Эти параметры характеризуют качество диэлектрика и используются при расчетах высокомегаомных, времязадающих и слаботочных цепей. Наиболее высокое сопро­тивление изоляции у фторопластовых, полистирольных и полипропиленовых конденсаторов. Самое низкое сопротивле­ние изоляции у сегнетокерамических конденсаторов.

Для оксидных конденсаторов регламентируют ток утечки, значения которого пропорциональны емкости и напря­жению. Наименьший ток утечки имеют танталовые кон­денсаторы (от единиц до десятков микроампер), У алюминиевых конденсаторов ток утечки, как правило, на один — два порядка выше.

Переменные конденсаторы дополнительно характеризуются функцией зависимости изменения ёмкости от угла поворота оси конденсатора и выпускаются с прямоёмкостной, прямочастотной и прямоволновой зависимостями.

В основу классификации конденсаторов положено их деление на группы по виду применяемого диэлектрика и по конструктивным особенностям, определяющим использование конденсаторов в конк­ретных цепях аппаратуры. Вид диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: ёмкость, стабильность емкости во времени, со­противление изоляции, потери и т.д. Конструктивные особенности определяют характер их применения: помехоподавляющие, подстроечные, дозиметрические, импульсные и др.

По виду диэлектрика все конденсаторы можно раз­делить на группы: с органическим, неорганическим, оксидным и га­зообразным диэлектриком. Оксидный диэлектрик также яв­ляется неорганическим, но в силу особой специ­фики выделен в отдельную группу.

Конденсаторы с органическим диэлектриком изготовляют обычно намоткой рулона из тонких длинных лент конденсаторной бумаги, пленок или их комбинаций с металлизированными или фольговыми обкладками.

По назначению и используемым диэлектрическим материалам эти конденсаторы можно разде­лить на низкочастотные и высокочастотные.

К низкочастотным пленочным относятся конденса­торы бумажные, металлобумажные, полиэтилентерефталатные, комбиниро-ванные, лакоплёночные, поликарбонатные и полипропиленовые. Они способны работать на частотах до 10÷100 кГц при существенном снижении ам­плитуды переменной составляющей напряжения с уве­личением частоты.

К высокочастотным пленочным относятся конденса­торы полистирольные и фторопластовые, имеющие малое значе­ние тангенса угла диэлектрических потерь. Они допускают работу на частотах до 100 кГц÷10МГц.

Высоковольтные конденсаторы (Uр>1000÷1600В) можно разделить на высоковольтные постоянного напряжения и высоко­вольтные импульсные.

В качестве диэлектрика высоковольтных конденса­торов постоянного напряжения используют: бумагу, по­листирол, фторопласт, лавсан и сочетание бумаги и син­тетических пленок (комбинированные).

Дозиметрические конденсаторы работают в цепях с малыми токами. Поэтому они должны обладать очень малым саморазрядом и большим сопротивлением изоляции. Лучше всего для этой цели подходят фторопластовые конденсаторы.

Помехоподавляющие конденсаторы предназначены для ослабления электромагнитных помех в широком диапазоне частот. Они имеют малую собственную индуктивность, в результате чего повышается резонансная частота и полоса подавляемых частот. Помехоподавляющие конденсаторы бывают бумажные, комбинированные и пленочные (в основном лавсановые).

Конденсаторы с неорганическим диэлектриком можно разделить на три группы: низковольтные, высоковольтные помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется керамика, стекло, стеклоэмаль, стеклокерамика и слюда. Обкладки выполняются в виде тонкого металла, нанесенного на диэлектрик путем непосредственной металлизации, или в виде тонкой фольги.

Группа низковольтных конденсаторов включает в себя низкочастотные и высокочастотные конденсаторы.

По назначению они подразделяются на три типа:

тип 1 — конденсаторы, предназначенные для пользования в резонансных контурах на ВЧ, где требуются малые потери и высокая стабильность емкости;

тип 2 — конденсаторы, предназначенные для использования в цепях фильтров, блокировки и развязки, где допускаются большие потери и меньшая стабильность емкости.

тип 3 — керамические конденсаторы с барьерным слоем, предназначенные для работы в цепях фильтров, блокировки и развязки, но имеют худшую изоляцию, большие диэлектрические потери — применяются на НЧ.

Слюдяные и стеклоэмалевые (стеклянные) конденсаторы относятся к конденсаторам типа 1, стеклокерамические могут быть как типа 1, так и типа 2, керамические – всех трех типов.

Помехоподавляющне конденсаторы с неорганическим керамическим диэлектриком разделяются на опорные и проходные.

Их основное назначение — подавление индустриальных и высокочастотных помех, создаваемых промышленными и бытовыми приборами, выпрямительными устройствами и др., т. е. по существу они являются фильтрами нижних частот.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком (старое название – электролитические).

Они разделяются на конденсаторы общего назначения, неполярные, высокочастотные, импульсные, пусковые и помехоподавляющие. В качестве диэлектрика в них используется оксидный слой, образуемый электрохимическим путем  на аноде — металлической обкладке из алюминия, тантала, ниобия.

Конденсаторы с оксидным диэлектриком  обладают относительно большими потерями, но в отличие от других типов конденсаторов имеют несравнимо большие емкости от единиц до сотен тысяч микрофарад. Они используются в фильтрах источников электропитания, цепях развязки, шунтирующих и переходных цепях полупроводниковых устройств на низких частотах.

Конденсаторы группы общего назначения (полярные) имеют униполярную (одностороннюю) проводимость, вследствие чего их эксплуатация возможна только при положительном потенциале на аноде. Тем не менее, это наиболее распространенные оксидные конденсаторы. Они могут быть жидкостными, объемно-пористыми и оксидно-полупроводниковыми.

Неполярные конденсаторы с оксидным диэлектриком могут включаться в цепь постоянного и пульсирую­щего тока без учета полярности, а также допускать смену полярности в процессе эксплуатации.

Неполярные конденсаторы изготовляют оксидно-элект­ролитические (жидкостные) алюминиевые, тантало­вые и оксидно-полупроводниковые танталовые.

Высокочастотные конденсаторы (алюминиевые жидкостные и танталовые оксидно-полупроводниковые) широко применяются в источниках вторичного электро­питания в диапазоне частот пульсиру­ющего тока от 10 герц до 100 килогерц. Отсю­да следует, что понятие «высокочастотные» для оксидных конденсаторов относительное.

Импульсные конденсаторы используются в электри­ческих цепях с относительно длительным зарядом и быстрым разрядом, например, в устройствах фотовспы­шек и др. Такие конденсаторы должны быть энергоем­кими, иметь малое полное сопротивление и большое рабочее напряжение. Наилучшим образом этому требо­ванию соответствуют оксидно-электролитические алю­миниевые конденса-торы с напряжением до 500 В.

Пусковые конденсаторы используются в асинхрон­ных двигателях, в которых емкость включается только на момент пуска двигателя.

В связи с тем, что пусковые непо­лярные конденсаторы включа­ются в сеть переменного тока, они должны иметь большое рабочее напряжение переменного тока, несколько превышающее напряжение промышленной сети.

В группу оксидных помехоподавляющих конденсато­ров входят только проходные оксидно-полупроводнико­вые танталовые конденсаторы. 

В зависимости от способа монтажа конденсаторы могут выполняться для навесного, печатного, одностороннего мон­тажа, а также для использования в составе микромоду­лей и микросхем или для сопряжения с ними. У большинства типов оксидных, а также проходных и опорных конденсаторов одна их обкладка соединяется с корпусом, который служит вторым выводом.

По характеру защиты от внешних воздействующих факторов конденсаторы выполняются: незащищенны­ми, защищенными, неизолированными, изолированны­ми, уплотненными и герметизиро-ванными.

В последние годы получили распространение высокоёмкие конденсаторы – ионисторы. В этих конденсаторах заряд накапливается за счёт образования двойного электрического слоя на границе электрода с металлической проводимостью и электролита с ионной проводимостью. Удельный заряд, запасаемый ионистором, составляет 10Кл/см3. К достоинствам ионисторов можно отнести очень большую ёмкость 1÷2 и более фарад, к недостаткам – малое рабочее напряжение ≤6,3 В.

К отдельному классу следует отнести вариконды – конденсаторы, у которых ёмкость изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

 

Маркировка конденсаторов.

Маркировка на конденсаторах может быть буквенно-цифровая или цветовая. Маркировка содержит сокращенное обозначение типа конденсатора, номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ, дату изготовления. Цветовая маркировка содержит номинальную емкость, допуск, номинальное напряжение, группу ТКЕ. Маркировка типа конденсатора претерпела несколько модификаций.

Одной из первых маркировок была аббревиатура, в которой кодировались наиболее важные особенности конденсатора: тип диэлектрика, конструктивные особенности конденсатора и т.д.

Примеры:

КД — керамический дисковый,

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒


Читайте также:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 196; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.004 с.)

Температурный коэффициент — емкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Температурный коэффициент емкости может быть положительным, отрицательным или знакопеременным. Для большинства типов конденсаторов в справочных данных приводятся лишь предельные значения относительного отклонения величины емкости от номинальной в рабочем диапазоне температур.  [16]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) определяет суммарную зависимость емкости конденсатора от изменения температуры. ТКЕ показывает относительное изменение емкости в процентах при изменении температуры на.  [17]

Температурный коэффициент емкости имеет существенное значение только для конденсаторов колебательных систем, так как колебания емкости в этом случае определяют температурную нестабильность резонансной частоты и полосы пропускания колебательной системы. Обычно ТКЕ имеет для конденсаторов положительное значение, однако некоторые группы керамических конденсаторов имеют большой отрицательный ТКЕ: от 6 — 10 — 4 до 14 — Ю 4 на 1 С. Это обстоятельство является весьма ценным, так как позволяет осуществлять температурную компенсацию в колебательных системах.  [18]

Температурный коэффициент емкости у — является важнейшим параметром для оценки поведения тонкопленочных схем.  [19]

Температурный коэффициент емкости в интервале 0 — 100 С составляет около 2 — Ю-4 1 / С.  [20]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на 1 С. У хороших конденсаторов ТКЕ составляет тысячные доли процента на 1 С. Положительный ТКЕ соответствует увеличению емкости при нагревании, отрицательный — уменьшению.  [21]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) для бумажных конденсаторов обычно не оговаривается, так как для таких цепей небольшие изменения емкости совершенно не существенны.  [22]

Температурный коэффициент емкости ( ТКЕ) определяет суммарную зависимость емкости конденсатора от изменения температуры. ТКЕ показывает относительное изменение емкости в процентах при изменении температуры на 1 С.  [23]

Температурный коэффициент емкости может быть положительным, отрицательным или близким к нулю.  [24]

Определение области рабочих напряжений и частот конденсатора.  [25]

Температурный коэффициент емкости ТКЕ рс, 1 / С, характеризует обратимые изменения емкости конденсатора с изменением температуры.  [26]

Вольтамперная характеристика стабилитрона.  [27]

Температурный коэффициент емкости ТКЕ, представляющий собой относительное изменение емкости при изменении температуры а 1, составляет приблизительно 5 — 10 — 4 — 2 — 10 — 4 град.  [28]

Температурный коэффициент емкости пленочных конденсаторов из неполярных пленок увеличен по сравнению со слюдяными конденсаторами и имеет отрицательное значение.  [29]

Измерители температурного коэффициента емкости ( Т КС) основаны на методе сравнения частот генераторов. Первоначально при температуре 7 настраивают контур измерительного генератора с образцом в резонанс с частотой опорного генератора.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Температурные эффекты конденсатора

Нажмите здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную конденсаторам

Нажмите здесь, чтобы перейти на Это конденсатор, глупец! страница

Нажмите здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу нагрева и температуры.

Вот сопутствующая страница, посвященная изменениям конденсатора в зависимости от напряжения. Не ждите страницы о старении конденсаторов, но это тоже вполне реальная вещь!

Вот отличная статья, опубликованная Presidio в Microwave Journal, в которой содержится информация о различных диэлектриках. В ней также представлена ​​идея скрытых однослойных крышек, которые могут решить ряд конструктивных проблем. (BSLC). Поверьте нам, это стоит прочитать, в частности, ознакомьтесь с Таблицей 1.

http://www.microwavejournal.com/articles/3395-technology-and-innovation-in-single-layer-capacitors

Наша цель состоит в том, чтобы обобщить на этой странице то, что необходимо знать большинству инженеров по микроволновым печам. Дайте нам знать, в чем мы ошибаемся. До сих пор обсуждение ниже относилось к керамическим многослойным керамическим колпачкам (MLCC), которые обычно демонстрируют наиболее проблемные колебания температуры. В Википедии есть более подробное обсуждение классов конденсаторов. Стандартные классы конденсаторов — хорошая идея, помогающая инженерам выбирать продукты, но единой всемирной системы не существует. Больше похоже на всемирную неразбериху!

Примечание: обсуждение температурных эффектов обычно приводит к обсуждению температурных коэффициентов… которые представляют собой зависимость явления от температуры. В реальном мире наклон изменяется в зависимости от температуры, поэтому вы не можете просто принять один коэффициент, если хотите получить точные прогнозы. Крышки класса 1 определяются по температурному коэффициенту, поскольку они спроектированы так, чтобы иметь линейное температурное поведение. Крышки класса 2 везде различаются, поэтому для диапазона температур указано окно изменения.

Распространенным заблуждением является то, что конденсаторы «X7R» и «NPO» относятся к материалам, подобно тому как «GaN» относится к нитриду галлия. Буквенные коды относятся к диэлектрическим характеристикам. Настоящие диэлектрические материалы имеют длинные названия, например оксиды титаната бария. Микроволновым инженерам обычно не нужно погружаться в это.

Немного истории стандартов электроники…

Прежде чем мы углубимся в это обсуждение, вам понадобится немного истории организаций по стандартизации. Эти организации формируются как совместные усилия производителей. Прародителем всех ассоциаций стандартов электроники была компания Associated Radio Manufacturers, созданная в 19 году. 24, когда радио быстро расширялось. К 1952 году она превратилась в Ассоциацию производителей радио и телевидения (RETMA). Возможно, вы знакомы со значениями «RETMA» для компонентов, см. наше обсуждение на этой странице Microwaves101. В 1957 году RETMA стала Ассоциацией электронной промышленности (EIA). В 1997 году EIA была преобразована в Альянс электронной промышленности. EIA распустилась в 2007 году, но JEDEC вернулась и продолжает часть миссии. Ассоциациям по стандартизации требуются деньги для работы, поэтому они продают стандарты в Интернете, а также берут минимум 6400 долларов за членство. В прошлый раз мы проверили спецификацию конденсатора EIA-19.8, регулирующий информацию на этой странице, продается на веб-сайте IHC Markit по цене 83 доллара США. Вы также можете купить его на веб-сайте Ассоциации производителей электронных компонентов  ECIA. Может быть, на днях мы его купим, но он кажется немного крутым для документа, написанного, наверное, 50 лет назад. Может быть, у кого-то, кто читает это, есть копия, и он может оценить, как это изменило их жизнь? Между тем информация из EIA-198 просочилась за эти годы, потому что как вы собираетесь применять стандарт, если это большой секрет? Дополнительная информация об организациях по стандартизации электроники здесь, в Википедии.

Примечание. В Европе существует конкурирующий стандарт Международной электротехнической комиссии (МЭК). Очевидно, есть много совпадений, но дьявол кроется в деталях. На практике европейский стандарт, кажется, взял верх, просто посетите веб-сайт Digikey. Время идет!

Классы керамических колпачков

Класс 1: термостабильные (линейные вариации доступны для цепей температурной компенсации), но ограниченная плотность емкости (диэлектрическая проницаемость до ~40)

Класс 2: Большие колебания температуры (очень нелинейные), гораздо более высокая емкость (диэлектрики исчисляются тысячами)

Класс 3: Так называемые конденсаторы с барьерным слоем. Высочайшая плотность емкости, но не стоит туда заходить: это практически заброшенная технология. Диэлектрики Z5U и Y5V часто всплывают в контексте «чего делать нельзя».

Класс 4: Разработан продвинутым видом пришельцев на планете Металуна и используется в Interocitor

 

Если вы зайдете на сайт Digikey и выберете все варианты температурных коэффициентов MLCC 1 пФ, вы найдете алфавитный суп:

A
BG
BP
C0G, NP0
8 C0H
CH
CL
M
P2H
P90
R2H
S2H
T2H
U2J
U2K
8XR

Из доступных диэлектриков только P90 относится к коду EIA. Остальные три буквенных кода соответствуют европейским (EIS) стандартам. Однобуквенные и двухбуквенные коды являются кодами производителей, вам придется просмотреть некоторые спецификации, чтобы понять, что они означают, но именно поэтому они платят вам большие деньги. Если вы думали, что выбрать конденсатор легко, вы, вероятно, никогда этого не делали!

Конденсаторы класса 2

Если вы начертите зависимость конденсатора класса 2 от температуры, вы увидите функцию , которую нельзя уложить в прямую линию. Технический термин для этого — «волнистый беспорядок».

Похоже, что спецификация EIA-198 все еще широко используется для крышек класса 2. Поймите… В спецификации EIA-198 Class 2 первая буква относится к более низкой температуре:

X = −55 °C
Y = −30 °C
Z = +10 °С

 

Второй символ, цифра, обозначает верхний предел температуры:

4 = +65 °C
5 = +85 °C
6 = +105 °C
7 = +125 °C
8 = +150 °C
9 = +200 °C

 

Третий символ, буква, указывает на допуск.

P = ±10%
R = ±15%
L = ±15 %, +15/-40 % при температуре выше 125 °C[10]
S = ±22%
Т = +22/-33%
U = +22/−56%
В = +22/-82%

 

Таким образом, худшим показателем будет Z4V.

Страшная история из реального мира: когда-то давно кто-то тестировал новый MMIC на температуру. При комнатной температуре оно было стабильным, но при 85°C оно колебалось. Проблема оказалась в байпасных конденсаторах Y5V, которые потеряли 82% своей емкости при высокой температуре!

Дальше будет больше… нам нужно добавить несколько участков!

 

 

Температурный коэффициент | Калькуляторы | Seven Transistor Labs, LLC

Температурный коэффициент | Калькуляторы | ООО «Севен Транзистор Лабс»

Вернуться к индексу калькулятора

Этот расчет возникает, когда вам нужна часть определенного температурного коэффициента, но у вас есть только ограниченный выбор коэффициентов и значений. Типичным примером может быть катушка настройки радиоприемника с коэффициентом +100 ppm/°C, поэтому требуется конденсатор -100 ppm/°C. Но у вас есть только в наличии (или вы можете заказать) конденсаторы типа N750 выбранных номиналов (22 пФ, 47 пФ и т.д.). Интуитивно вы можете уменьшить tempco, заглушив его последовательными (уменьшает общую емкость) или параллельными (увеличивает общую емкость) соединениями с другими значениями. Но это грязно. Это выполняет точное вычисление, чтобы найти требуемые последовательные и параллельные значения. Подробнее в Обсуждении.

Введите новые числа и посмотрите, как изменится оставшееся выходное значение. Работает формат с плавающей запятой («1.1E-6»); инженерных единиц («1.1у» и т.п.) нет.

Обратите внимание, что единицы измерения представляют собой просто отношения, поэтому их фактические единицы не имеют значения (при условии, что одни и те же единицы используются для всех шагов). Для удобства они обозначены в пФ, Ом и °C.

Это уравнение будет ломаться из-за необоснованных значений (вы не можете получить положительное значение темпа от NTC!), и давать отрицательные результаты для глупых входных данных (например, запрашивать более высокое значение темпа, чем задано, или просто больше темпа, чем соотношение термистор к общей стоимости может предложить), что, если подумать, вполне разумно; просто повеселитесь, найдя отрицательный конденсатор или резистор.

Обновление 04.05.2021: Исправлена ​​числовая ошибка; результаты должны быть правильными сейчас. Также проверяет деление на ноль; например, попробуйте C 1 = 100, K 1 = 100, C eff = 200 и K eff = 50. Обратите внимание, что «NaN» (или очень большое число) для C 2 означает либо короткое замыкание (разумные значения), либо сложный результат (смешанные знаки под квадратным корнем).

  • Конденсатор
  • Резистор/катушка индуктивности
  • Обсуждение
  • Резисторы и прочее?
  • Ограничения

 

Конденсатор отдельный, потому что конденсаторы ведут себя взаимно по сравнению с резисторами или катушками индуктивности. C1 является температурно-зависимым элементом (для C2 и C3 используйте низкотемпературный C0G). Хм, на самом деле нет общепринятого символа для, эээ, термацитора

 

Корпус резистора/термистора. R1 является температурно-зависимым элементом (используйте низкотемпературные детали для R2 и R3). Это также работает с катушками индуктивности или любым общим импедансом, который имеет постоянный, выбираемый темп. Хотя это не так полезно для индукторов, потому что они обычно имеют темп «все, что вы получите».

(И да, формулы точно такие же — этот раздел приведен для ясности с показанной схемой. См. ниже, почему это работает.)

 

Это обсуждение также доступно в печатной форме LaTeX.

Это приложение исчисления в электротехнике. (Ха, а вы думали, что после колледжа пойдете и полностью забудете о математическом анализе!) Что такое tempco? Это постепенное изменение значения изменения температуры, другими словами, производная. Итак, все, что нам нужно сделать, это оценить общее/эффективное значение сети, дифференцировать по C 1 или R 1 и решить в обратном порядке для C 2 и C 3 (или R 9,424).

Мы начнем с формы конденсатора, а позже применим этот процесс к резисторам и другим компонентам.

Чтобы быть точным, tempco — это отношение изменения к номинальному значению компонента или производная, деленная на емкость. Пусть темпко будет,

Мы также будем работать с темпом сети, который будет равен

.

При осмотре емкость:

Производная по отношению к C 1 is,

Замена K 1 завершает цепное правило; делим на C eff получаем темпко,

Теперь у нас есть два одновременных уравнения, которые для значения C eff и для K eff . Сложив их вместе и найдя C 2 и C 3 , мы получим квадратное число

.

с раствором

, который является хорошим примером задачи со слишком сложным для угадывания ответом, но, к счастью, имеет красивую замкнутую квадратичную форму.

Задачи, связанные с электроникой, достаточно легко вызывают многочлены высокого порядка, нелинейные дифференциальные уравнения или экспоненты. Решения быстро становятся неработоспособными, с трансцендентальными решениями или без аналитических решений в закрытой форме. Это может смутить математика, но для инженера это сигнал к тому, чтобы вытащить электронные таблицы и алгоритмы и вычислить приблизительные решения. Потому что, эй, если это достаточно близко, кого это волнует?

 

Резисторы и катушки индуктивности (и любой общий компонент импеданса) ведут себя иначе, чем конденсаторы. Значения конденсаторов пропорциональны их проводимости, а значения резисторов и индуктивностей пропорциональны их импедансу. Как это влияет на решение?

При тщательном выборе схемы — нет.

Обратите внимание, что анализ не требует каких-либо предположений о том, что представляют собой переменные. Единственный ввод, который требует знания схемы, — это уравнение для самой общей стоимости сети.

Если бы мы расположили резисторы так же, как и конденсаторы, то получили бы сопротивление,

, что изменит анализ (придется все делать заново). Вместо этого, выполняя последовательно-параллельное преобразование , мы можем сохранить то же самое уравнение, что означает, что весь анализ и все значения остаются совершенно одинаковыми и действительными. Это довольно просто сделать, и это показано в разделе калькулятора резисторов выше. Как видно при осмотре, он имеет сопротивление,

 

Самым большим ограничением для этого расчета является то, что он верен только локально , то есть для небольших изменений температуры и значения. Уравнения нелинейны относительно C 1 / R 1 . Взятие производной эквивалентно предположению о достаточно малом изменении, чтобы все уравнения можно было аппроксимировать линией, касательной к их кривым в этой точке.

Случайно мы знаем тип нелинейности — это рациональное уравнение низкого порядка, так что, просто угадав навскидку, ошибка, вероятно, будет не хуже, чем на порядок отношения разности к начальному значению. То есть для заданного значения C 1  = 100 пФ изменение на 1 пФ (1%, или 10 000 ppm, или изменение на 13,3°C для конденсатора типа N750), вероятно, будет правильным с точностью до 1% C eff .

Вероятно, гораздо более грубым является ограничение самого tempco. Большинство компонентов просто не рассчитаны на tempco (по крайней мере, не очень точно), а те немногие, которые есть, обычно не указывают, для какого диапазона они действительны или какова репрезентативная кривая. Суровая реальность такова, что существует множество материалов с дурацкими, чрезвычайно нелинейными откликами. Из плюсов — это , по-прежнему существует множество хорошо определенных деталей: к счастью, прецизионные резисторы (металлическая пленка и т. д.) и конденсаторы (C0G и т. д.) дешевы и многочисленны и имеют очень низкие коэффициенты в широком диапазоне. А прецизионные чувствительные к температуре типы (металлопленочные RTD и т. д.; конденсаторы N750 и т. д. ) имеют стабильный наклон в широком диапазоне, что дает этому расчету наилучшие шансы на успех.

Самые нелинейные детали будут наименее подходящими. Они по-прежнему будут действовать локально, но «локальный диапазон» будет неудобно мал: возможно, всего несколько °C. Некоторые примеры включают: любой диэлектрик типа 2 (X7R и т. д.), любой термистор типа NTC или катушки индуктивности с сердечниками с высокой проницаемостью как вблизи температуры насыщения, так и при температуре Кюри.

Это не значит, что сильно нелинейные компоненты бесполезны — они чертовски хороши, — но не ожидайте, что с помощью простого расчета, подобного этому, вы доберетесь до цели. Это может быть хорошей отправной точкой, но если вы хотите, чтобы он работал в любом широком диапазоне, я бы предложил просто бросить все в SPICE и возиться со значениями, пока развертка температуры не будет выглядеть правильно. (Да, это может быть сложно, потому что нет простой опции «Эй, LTSpice, измени этот параметр и измерь мою емкость для меня» — вам часто приходится создавать собственное «тестовое оборудование», чтобы выполнять подобные измерения в симуляторе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *