הקבל הוא מכשיר חשמלי המאחסן אנרגיה בצורת שדה חשמלי. הוא מורכב משתי לוחות מתכת המופרדים על ידי חומר דיאלקטרי או שאינו מוליך. סוגי הקבלים מחולקים באופן רחב על בסיס קיבול קבוע וקיבול משתנה. החשוב ביותר הוא קבלים הקבלים קבועים, אך קיימים גם קבלים בעלי קיבול משתנה. אלה כוללים קבלים סיבוביים או גוזמים. קבלים עם קיבול קבוע מחולקים לקבלים סרט, קבלים קרמיים, קבלים מוליכים אלקטרוליטיים. עקוב אחר הקישור למידע נוסף סוגים שונים של קבלים . הקבל הקרמי המתואר בפירוט רב יותר במאמר זה.
סוגים שונים של קבלים
קוטביות וסמל קבלים קרמיים
קבלים קרמיים נמצאים לרוב בכל מכשיר חשמלי והוא משתמש בחומר קרמי כדיאלקטרי. הקבל הקרמי הוא מכשיר שאינו קוטבי, כלומר אין להם קוטביות. כדי שנוכל לחבר אותו לכל כיוון על גבי לוח מעגלים.
מסיבה זו, הם בדרך כלל הרבה יותר בטוחים מקבלים אלקטרוליטיים. להלן הסמל לקבל שאינו מקוטב המופיע להלן. סוגים רבים של קבלים, כמו חרוז הטנטלום, אינם מקוטבים.
קוטביות וסמל קבלים קרמיים
בנייה ותכונות של קבלים קרמיים
קבלים קרמיים זמינים בשלושה סוגים, אם כי קיימים סגנונות אחרים:
- קבלים קרמיים לדיסק עופרת להרכבה דרך חור המצופים בשרף.
- קבלים קרמיים מרובי שכבות (MLCC).
- קבלים קרמיים ללא דיסקיות עופרת ללא מיקרוגל מסוג מיוחד המיועדים לשבת בחריץ על PCB.
סוגים שונים של קבלים קרמיים
קבלים דיסקיים קרמיים מיוצרים על ידי ציפוי דיסק קרמי עם מגעי כסף משני הצדדים, כפי שמוצג לעיל. קבלים דיסקיים קרמיים הם בעלי ערך קיבול של כ- 10pF עד 100μF עם מגוון רחב של דירוגי מתח, בין 16V ל- 15 KV ועוד.
כדי להשיג קיבולים גבוהים יותר, ניתן לייצר התקנים אלה ממספר שכבות. ה MLCCs מיוצרים בתערובת חומרים פאראלקטריים ופרואלקטריים ולחלופין מרובדים במגעי מתכת.
לאחר השלמת תהליך השכבות, מכניסים את המכשיר לטמפרטורה גבוהה והתערובת מחוטרת, וכתוצאה מכך נוצר חומר קרמי בעל תכונות רצויות. לבסוף, הקבל המתקבל מורכב מקבלים קטנים רבים המחוברים במקביל, הדבר מוביל לעליית הקיבול.
ה- MLCC מורכב מיותר מ 500 שכבות, עם עובי שכבה מינימלי של כ 0.5 מיקרון. ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, עובי השכבה פוחת והקיבול גדל באותו נפח.
דיאלקטריה של קבלים קרמיים משתנה מיצרן אחד למשנהו, אך תרכובות נפוצות כוללות טיטניום דו חמצני, סטרונציום טיטנאט ובריום טיטנאט.
בהתבסס על טווח הטמפרטורות בעבודה, סחף הטמפרטורה, מוגדרים שיעורי קבלים קרמיים שונים.
קבלים קרמיים מחלקה 1
באשר לטמפרטורה, אלה הקבלים היציבים ביותר. יש להם מאפיינים כמעט לינאריים.
התרכובות הנפוצות ביותר המשמשות כדיאלקטריות הן
- מגנזיום טיטנאט לקבלת מקדם טמפרטורה חיובי.
- סידן טיטנאט לקבלים עם מקדם טמפרטורה שלילי.
קבלים קרמיים מחלקה 2
קבלים מסוג 2 מציגים ביצועים טובים יותר ליעילות נפחית, אך זה במחיר של דיוק ויציבות נמוכים יותר. כתוצאה מכך, הם משמשים בדרך כלל לניתוק, צימוד ו לעקוף יישומים כאשר הדיוק אינו חשוב ביותר.
- טווח טמפרטורות: -50C עד + 85C
- גורם פיזור: 2.5%.
- דיוק: ממוצע לעניים
קבלים קרמיים מחלקה 3
קבלים קרמיים מסוג 3 מציעים יעילות נפחית גבוהה עם דיוק ירוד וגורם פיזור נמוך. זה לא יכול לעמוד במתח גבוה. הדיאלקטרי המשמש לעתים קרובות הוא בריום טיטנאט.
- קבל סוג 3 ישנה את הקיבול שלו ב- -22% ל- + 50%
- טווח טמפרטורות של + 10C עד + 55C.
- גורם פיזור: 3 עד 5%.
- יהיה לו דיוק די גרוע (בדרך כלל, 20% או -20 / + 80%).
סוג Class 3 משמש בדרך כלל לניתוק ניתוק או אחר ספק כוח יישומים שבהם הדיוק אינו נושא.
ערכי קבלים דיסק קרמיים
קוד קבלים דיסק קרמי מורכב בדרך כלל ממספר בן שלוש ספרות ואחריו אות. קל מאוד לפענח כדי למצוא את ערך הקבל.
ערכי קבלים דיסק קרמיים
שתי הספרות המשמעותיות הראשונות מסמלות את שתי הספרות הראשונות של ערך הקיבול בפועל, שהוא 47 (הקבל הנ'ל).
הספרה השלישית היא המכפיל (3), שהוא × 1000. האות J מרמזת על סובלנות של ± 5%. מכיוון שמדובר במערכת קידוד ה- EIA, הערך יהיה בפיקופארדים. לכן, הערך של הקבל מעל הוא 47000 pF ± 5%.
טבלת מערכת קידוד EIA
לדוגמא, אם קבלים מסומנים כ- 484N, ערכו הוא 480000 pF ± 30%.
יישומים של קבלים קרמיים
- קבלים קרמיים משמשים בעיקר במעגל התהודה בתחנות משדרים.
- קבלים בעלי הספק גבוה מסוג 2 משמשים בספקי מתח לייזר במתח גבוה, מפסקי חשמל, תנורי אינדוקציה וכו '.
- בדרך כלל משתמשים בקבלים הרמת משטח מעגלים מודפסים ויישומים בצפיפות גבוהה.
- קבלים קרמיים יכולים לשמש גם כקבלים לשימושים כלליים, בגלל אי הקוטביות שלהם, והם זמינים במגוון גדול של קיבולים, דירוגי מתח וגדלים.
- משתמשים בקבלים דיסקיים קרמיים על פני המברשת מנועי DC כדי למזער רעשי RF.
- MLCC המשמש בלוחות מעגלים מודפסים (PCB) מדורג עבור מתח מכמה וולט בלבד ועד כמה מאות וולט, תלוי ביישום.
מהמידע לעיל לבסוף, אנו יכולים להסיק כי קבלים אלה מעסיקים את קרמיקה כדיאלקטרי. בגלל המאפיין הלא קוטביות שלהם, הם יכולים להתחבר לכל כיוון על גבי לוח מעגל. אנו מקווים שיש לך הבנה טובה יותר של מושג זה. יתר על כן, כל ספק בנוגע למושג זה או ליישום פרויקטים של הנדסת אלקטרוניקה , בבקשה תן משוב על ידי תגובה בקטע התגובות למטה. הנה שאלה עבורך, מהם הסוגים השונים של קבלים קרמיים?
