ما هي المكثفات الصلبة؟ الوسم والتصنيف

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

عند الحديث عن المكثفات الصلبة ، هذا هو نفس المكثف الإلكتروليتي ، لكنه يستخدم بوليمر موصل خاص أو شبه موصل عضوي مبلمر. بينما تستخدم المكثفات الأخرى سائل إلكتروليت تقليدي.

الخصائص العامة

كما ذكرنا سابقًا ، الفرق بين المكثفات الصلبة والمكثفات التقليدية هو "الحشو" الداخلي للجهاز. فلماذا هم أفضل؟

يكمن الاختلاف الأول والأهم على وجه التحديد في حقيقة أن مكثفات الحالة الصلبة تستخدم إلكتروليت بوليمر صلبًا ، بدلاً من السائل. هذا يلغي إمكانية تسرب أو تبخر المنحل بالكهرباء. كانت الميزة المهمة الثانية لأجهزة الحالة الصلبة هي مقاومتها المكافئة المتسلسلة ، والتي تسمى ESR. أدى الانخفاض في هذا المؤشر إلى حقيقة أنه أصبح من الممكن استخدام مكثفات أقل سعوية ، وكذلك أحجام أصغر في نفس الظروف. ميزة أخرى مهمة للمكثفات الصلبة هي أنها أقل حساسية لتغيرات درجة الحرارة. هذه الميزة هي أيضايشير إلى أن العمر الافتراضي لمثل هذا الكائن سيكون حوالي ست مرات أطول ، مما يعني أن الكائن الذي تم تثبيته فيه سيستمر لفترة أطول.

كهربائيا

يستخدم مكثف التحليل الكهربائي للحالة الصلبة طبقة رقيقة من أكسيد المعدن كعزل كهربائي. يتم تشكيل هذه الطبقة عن طريق طريقة كهروكيميائية. يتم تنفيذ تدفق هذه العملية على غلاف من نفس المعدن.

يمكن تقديم الغطاء الثاني لهذا المكثف في شكل سائل أو إلكتروليت جاف. تستخدم التحليلات الكهربائية التقليدية السائل ، بينما تستخدم الحالة الصلبة الجافة. يستخدم هذا النوع من المكثفات الصلبة مادة مثل التنتالوم أو الألومنيوم لإنشاء القطب المعدني.

تجدر الإشارة إلى أن مكثفات التنتالوم تنتمي أيضًا إلى مجموعة التحليل الكهربائي.

غير متماثل

مكثف الحالة الصلبة غير المتماثل هو اختراع حديث نسبيًا ، حيث تم استخدام أجهزة أخرى من قبل. أول وأبسط مكثف من هذه المجموعة كان على شكل حرف T. في هذا الكائن ، كانت الألواح موجودة في نفس المستوى. أدى التطور اللاحق للمكثفات غير المتماثلة إلى نوع القرص. كان يتألف من حلقة مسطحة ، بالإضافة إلى قرص موجود بداخله. أدى التحسين اللاحق للمكثفات غير المتماثلة إلى تبسيط أكبر للتصميم ، وتم الحصول على أجهزة ذات قطبين. كان واحد منهميتم تقديمه على شكل سلك رفيع ، والثاني - صفيحة رفيعة أو شريط معدني رفيع. لكن من الجدير بالذكر أن استخدام هذا النوع المعين من المكثفات صعب بسبب استخدام معدات عالية الجهد.

بمناسبة

يوجد ملصق للمكثفات الصلبة يصف خصائصها. سيساعد وجود هذه العلامة على فهم خصائص معينة للمكثف:

• بناءً على تعليم الجهاز ، يمكنك تحديد جهد التشغيل بدقة لكل مكثف. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن هذه القيمة يجب أن تتجاوز الجهد الموجود في الدائرة باستخدام هذا الكائن. إذا لم يتم استيفاء هذا الشرط ، فسيكون هناك إما فشل في تشغيل الدائرة بأكملها ، أو سينفجر المكثف ببساطة.
• 1،000،000 pF (picofarad)=1 uF. هذه العلامة هي نفسها بالنسبة للعديد من المكثفات. هذا يرجع إلى حقيقة أن جميع الأجهزة تقريبًا لها سعة تساوي هذه القيمة أو قريبة منها ، وبالتالي يمكن الإشارة إليها في كل من picofarads و microfarads.

مكثف الانتفاخ

على الرغم من حقيقة أن المكثفات من هذا النوع مقاومة تمامًا للكسر ، إلا أنها لا تدوم إلى الأبد ، ويجب أيضًا تغييرها. قد يكون استبدال المكثف الصلب ضروريًا في عدة حالات:

• يمكن أن يكون هناك عدة أسباب للانهيار ، أي تورم هذا الجهاز ، لكن السبب الرئيسي يسمى الجودة الرديئة للجزء نفسه.
• لاسباب الانتفاخ تستطيعيشير أيضًا إلى غليان أو تبخر المنحل بالكهرباء. على الرغم من استخدام إلكتروليت صلب ، إلا أن مثل هذه المشاكل لا تزال غير مستبعدة تمامًا ، وفي درجات حرارة عالية جدًا تحدث.

من المهم ملاحظة أن ارتفاع درجة حرارة هذا الجهاز يمكن أن يحدث بسبب تأثير البيئة الخارجية ، وكذلك بسبب البيئة الداخلية. يمكن أن يعزى التثبيت غير الصحيح إلى التأثير الداخلي. بمعنى آخر ، إذا تم عكس القطبية عند تركيب هذا الجزء ، فعند بدء تشغيله ، سوف يسخن على الفور تقريبًا ، وعلى الأرجح سينفجر. بالإضافة إلى هذه الأسباب ، من الممكن أيضًا حدوث ارتفاع في درجة الحرارة بسبب عدم الامتثال لقواعد التشغيل. قد يكون الجهد الخطأ أو السعة أو العمل في بيئة درجة حرارة عالية جدًا.

كيفية تجنب الانتفاخ والاستبدال المتكرر

ابدأ بكيفية تجنب انتفاخ مكثف صلب.

• أول شيء ينصح به هو استخدام أجزاء الجودة فقط.
• النصيحة الثانية التي يمكن أن تساعد في تجنب مثل هذه المشاكل هي منع ارتفاع درجة حرارة المكثف. إذا وصلت درجة الحرارة إلى 45 درجة أو أكثر ، فلا بد من تبريد عاجل ، ومن الأفضل وضع هذه الأجهزة بعيدًا قدر الإمكان عن مصادر الحرارة.
• نظرًا لأن معظم المكثفات تنتفخ في مصادر طاقة الكمبيوتر ، فمن المستحسن استخدام مثبتات الجهد التي تحمي الشبكة من ارتفاعات الطاقة المفاجئة.

إذا حدث تورم ، إذنيحتاج الجهاز إلى الاستبدال. القاعدة الرئيسية للإصلاح هي اختيار مكثف بنفس السعة. يُسمح بانحراف هذه المعلمة لأعلى ، ولكن بشكل طفيف فقط. غير مسموح بالانحرافات الهابطة. تنطبق نفس القواعد على جهد الجسم. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه عند استبدال المكثفات الإلكتروليتية بأخرى ذات الحالة الصلبة ، يمكن أيضًا استخدام الأجهزة ذات السعة المنخفضة. هذا ممكن بسبب انخفاض ESR الذي تمت مناقشته سابقًا. ولكن قبل ذلك ، لا يزال الأمر يستحق التشاور مع أحد المتخصصين. تتكون عملية الاستبدال نفسها من إزالة الجزء المحترق عن طريق لحام ولحام جزء جديد.

إصلاح

في كثير من الأحيان ، من الضروري إجراء صيانة وقائية للمكثفات. افترض أنه تم العثور على مكثف مشبوه أثناء تفكيك جهاز كمبيوتر. يجب فحصها واستبدالها إذا لزم الأمر. للاستبدال ، ستحتاج إلى مكواة لحام بقوة 25 إلى 40 واط. هذه أجهزة ذات طاقة متوسطة. يبرر استخدامها حقيقة أن مكواة اللحام الأقل قوة لن تكون قادرة على لحام المكثف ، والأكثر قوة كبيرة جدًا ، ومن غير الملائم العمل معهم.

من الأفضل أن يكون لديك مكواة لحام برأس مخروطي في متناول اليد. لإجراء الإصلاحات ، يكون المكثف القديم ملحومًا ، ولكن يجب أن يتم ذلك بعناية شديدة ، لأن الألواح التي تم تركيبها فيها غالبًا ما تكون متعددة الطبقات - حتى 5 طبقات. سيؤدي الضرر الذي يلحق بواحد منهم على الأقل إلى تعطيل اللوحة بالكامل ، ولا يمكن إصلاحها بعد الآن. بعد لحام الجهاز القديم ، يتم عمل ثقوب التثبيتإبرة ، أفضل طبية ، إنها أرق. من الأفضل القيام بلحام كائن جديد باستخدام الصنوبري.

مكثفات بوليمر صلبة

يمكن القول أن جميع الأجهزة من هذا النوع عبارة عن بوليمر ، حيث يتم استخدام بوليمر صلب داخل هذا الجهاز بدلاً من الإلكتروليت السائل. أدى استخدام المواد الصلبة في المكثفات الصلبة القياسية إلى الفوائد التالية:

• عند الترددات العالية - مقاومة مكافئة منخفضة ؛
• ارتفاع تموج القيمة الحالية ؛
• عمر المكثف أطول بكثير ؛
• عملية أكثر استقرارًا في درجات الحرارة العالية.

بمزيد من التفصيل ، على سبيل المثال ، يعني خفض ESR استهلاكًا أقل للطاقة ، وبالتالي تسخينًا أقل للمكثف عند نفس الأحمال. تضمن الدرجة الأعلى من التموج الحالي التشغيل المستقر للوحة بأكملها ككل. بطبيعة الحال ، كان استبدال المنحل بالكهرباء السائل بآخر صلب هو الذي أدى إلى زيادة عمر الخدمة بشكل كبير.