الماخذ الرئيسية

• بغض النظر عن نوع المكثف ، يتم اشتقاق المكثفات الخزفية لمنع التحميل الهائل والتأثيرات السيئة الأخرى الناتجة عن الجهد ودرجة الحرارة المطبقين.

• يمكن عمل ديراتينج عن طريق قصر الجهد المطبق على حوالي 50٪ أقل من الجهد المقنن. يسمى هذا النوع من خفض الجهد خفض الجهد.

• طريقة خفض درجة الحرارة التي تحدد درجة الحرارة إلى 15 درجة مئوية أقل من درجة حرارة التشغيل القصوى تسمى خفض درجة الحرارة. 

يجب أن يكون جهد خفض مكثف السيراميك 50٪ على الأقل من الجهد المتوقع لضمان التشغيل الخالي من المخاطر

غالبًا ما تستخدم المكثفات الخزفية في الدوائر الإلكترونية نظرًا لخصائص مثل الدقة والتسامح والحجم والجهد العالي وقدرات معالجة الطاقة العالية. يجب أن تأخذ عملية اختيار المكثفات الخزفية في أي تطبيق دائرة في الاعتبار الجهد المتوقع الذي يظهر عبر مكثف السيراميك ، حيث إن تدهور المكثف الناتج عن الجهد المطبق الذي يقترب من قيمة الجهد المقنن يضر بالمكون وكذلك الدائرة. تساعد تقنية التقليل ، حيث يتم استخدام المكثف لتقليل قدرته المقدرة ، على حماية المكثفات الخزفية من مثل هذه المخاطر. يجب أن يكون جهد خفض مكثف السيراميك 50٪ على الأقل من الجهد المتوقع لضمان التشغيل الخالي من المخاطر. في هذه المقالة ، سوف ننظر في خفض مكثف السيراميك ومتطلبات  الجهد . 

أنواع المكثفات الخزفية 

تشتهر المكثفات الخزفية بالحجم المادي المضغوط والسعة الكبيرة ومقاومة العزل العالية. يتم تصنيعها عن طريق إطلاق فيلم رقيق من المعدن عند درجات حرارة عالية على جانبي  الطبقات العازلة الخزفية المكدسة . عادة ما يكون الفيلم المعدني مصنوعًا من الفضة. يتم لحام الخيوط الطرفية على الفيلم المعدني أو توصيلها عن طريق ملامسة الضغط. العبوة بأكملها مغلفة لحماية البيئة والعزل الكهربائي. يسمى هذا النوع من المكثفات الخزفية بمكثف قرص السيراميك.

نوع آخر من المكثفات الخزفية ، يسمى مكثف سيراميك متعدد الطبقات (MLCC) ، صغير الحجم وغالبًا ما يستخدم في  تقنيات التثبيت على السطح ،  أو أنظمة إخماد التداخل الكهرومغناطيسي أو التداخل ، أو كمكثفات تغذية. بغض النظر عن نوع المكثف ، يتم اشتقاق المكثفات الخزفية لمنع التحميل الهائل والتأثيرات السيئة الأخرى الناتجة عن الجهد ودرجة الحرارة المطبقين. 

ديراتينج مكثف السيراميك 

الموثوقية والحماية من زيادة التيار الزائد واستقرار المعلمات الكهربائية الرئيسية هي أسباب مادية تؤدي إلى خفض أي نوع من المكثفات. موثوقية المكثفات الخزفية في ظروف الرطوبة العالية عالية ، حيث يوفر السيراميك مقاومة للرطوبة. ومع ذلك ، فإن المكثفات الخزفية تظهر موثوقية ضعيفة مع درجة الحرارة. تكون المكثفات الخزفية أيضًا عرضة للفشل في شكل دوائر قصيرة أو دوائر مفتوحة أو انجراف المعلمة. التيار الزائد المفرط قادر على إحداث تدهور حراري بالإضافة إلى حالات فشل قاتلة. مع الجهد ودرجة الحرارة ، تختلف المعلمات الكهربائية مثل السعة ومقاومة السلسلة المكافئة (ESR) ومحاثة السلسلة المكافئة (ESL). 

طرق إزالة المكثفات الخزفية

الاستخلاص يعني تقليل كمية عوامل تسريع الحمل بحيث تصبح عملية المكثف أقل عرضة للفشل. الجهد ودرجة الحرارة هما عاملا تسريع الحمل في المكثفات. تعتبر التأثيرات التراكمية للجهد ودرجة الحرارة حاسمة في تحميل المكثف. تتأثر قيمة السعة بارتفاع الجهد ودرجة الحرارة. عندما يقترب الجهد المطبق من الجهد المقنن ، لوحظ تدهور في قيمة المكثف. عندما ترتفع درجة الحرارة ، يحدث انخفاض في السعة في الدوائر.

في المكثفات الخزفية ، يمكن تحقيق التقليل من خلال التحكم في معاملات التقليل ، أي الجهد ودرجة الحرارة. تم العثور على أن ديراتينج هي الطريقة الأكثر فعالية لمنع الفشل وكذلك انحراف المعلمات في المكثفات الخزفية. يمكن القيام بذلك عن طريق قصر الجهد المطبق على حوالي 50٪ أقل من الجهد المقدر. يسمى هذا النوع من خفض الجهد خفض الجهد. طريقة خفض الحرارة الأخرى هي الحد من درجة الحرارة إلى 15 درجة مئوية تحت الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل المقدرة ؛ هذه الطريقة تسمى خفض درجة الحرارة.

مكثف سيراميك مزيل للجهد

المكثفات الخزفية عرضة لتدهور السعة مع الجهد المطبق. تتعرض المكثفات الخزفية X7R و X5R و Y5V لانخفاض في السعة بمرور الوقت بسبب استرخاء أو إعادة تنظيم ثنائيات الأقطاب الكهربائية داخل المكثف. يصل النقصان في السعة الخزفية إلى 80٪ عند الفولتية المقدرة. تُعرف هذه الظاهرة بمعامل الجهد للسعة.

يوصى باستخدام مكثف سيراميك بجهد أقل من الجهد المقنن من أجل القضاء على تأثير معامل الجهد للسعة. يتم التعبير عن خفض الجهد على أنه النسبة المئوية للجهد الذي يتم طرحه من الجهد المقنن. على سبيل المثال ، إن جهد خفض مكثف السيراميك بنسبة 30٪ يعني أن مكثف السيراميك يجب أن يعمل عند 70٪ من الجهد المقنن.

يعد اختيار مكثف سيراميك مع معدل جهد أكبر من أو يساوي ضعف الجهد الذي سيتم تطبيقه عبره في تطبيق معين هو أفضل ممارسة للتخفيض. نظرًا لأن الطاقة المخزنة في المكثف تعتمد على مربع الجهد ، فإن خفض جهد مكثف السيراميك يؤثر على قدرة معالجة الطاقة لمكثف السيراميك.

لمنع الانفجارات ومعامل الجهد للسعة ، من الأفضل اختيار مكثف سيراميكي يعمل على خفض الجهد الذي يبلغ حوالي 50 ٪ من الجهد المقنن.

المصدر ： الإيقاع