EN
Naisc Ghasta
Socraithe condéantairí is iad na comhpháirteanna beaga sin a stóráil agus saothraíonn siad leictreachas idir dhá phláta míle le cineál ábhair insilíocháin curtha isteach idirmhinne. Cuir voltas ar cheann acu agus breathnaigh ar cad a tharlaíonn – tosaíonn na plátaí ag bailiú muirníní aibrsithe, rud a chruthaíonn réimse leictreach go díreach tríd an meán. Mar sin féin a oibríonn siad a gcuid draiochta: voltáistí a shocrú, guta neamhthábhachtach a ghlanadh ó shonraí, agus fiú cabhrú le smachtú ama i gciorcuití éagsúla. Difríonn siad ó chomhtháthálaithe athraithe mar go mbíonn luachanna socraithe acu nach n-athraíonn go minic. I gcásanna inar gá rudaí a choinneáil réasúnach, cosúil le cumasc cumhacht a choinneáil glan nó sonraí a nascadh i gceart i suímh léargasaitheoirí, is minic a roghnaíonn innealtóirí comhtháthálaithe shocraithe nuair a bhíonn siad ag breathnú ar bhoird chiorcuit ar fad an lae.
Is é cumas capacitor a choinneáil muirtear leictreach ná an cheanailíocht, ar a mbeachtaítear i farads (F). Nuair a bhreathnaímid ar uimhreacha fíor, bíonn luachanna capacitor a úsáidtear i chiorcail idirshonraíochta ar shlí na picofarads (pF), agus iad atá ceaptha do stórála a fháil amach go dtí mílte de microfarads (µF). Is é rud eisínte don chuid is mó de capacitor ná a ráta oiriúnaithe, a insíonn dúinn an voltas is airde is féidir leis dul i ngleic leis sula dtarlaíonn rud éigin mícheart istigh. Má shroicheann tú thuas an teorainn sin, bíonn rudaí measctha go tapa – cuir san áireamh comhbheartaigh tharthe, nó fiú cur i gciorcal gearr i gceart. Ciallaíonn innealtóireacht mhath na sonraí seo a mheaitseáil go beacht leis an gciorcail atá riachtanach. Mura bhfuil an cheanailíocht leor, ní oibríonn scagairí i gceart. Agus má theipeann an ráta oiriúnaithe? Téann slándáil ina cheist mhór le linn oibriúcháin.
Déanann an cineál ábhair dhiosclaite a úsáidimid difríocht mhaith a dhéanamh ar conas capaicíteoir i bhfeidhm amhail. Gníomhaíonn cineáil chíaramacha cosúil le X7R mar shampla agus coimeádann siad a gcapaictéireacht go réasúnach tóir fiú nuair a athraíonn na teochtaí ó -55 céim Chelsais go dtí 125 céim, rud a fhágann go mbíonn inbhuaicht orthu ag innealtóirí do chuid mar shampla cur chuige cruinnithe ama agus feidhmchláir minicíochta raidió. Ar an láimh eile, bíonn capaicítéir ailimniamh leictrealaíceacha ag brath ar na scamaill ocsaídíocha reoite seo chun go leor capacitéireachta a phacáil isteach i bpacaistí beaga, ach má dhéanann duine botún maidir leis an ionadúlacht le linn shuiteála, is féidir linn a rá go n-éireoidh sé go dona. Tá roghanna pholaiméarach ann toisc go bhfuil luachanna an-íseal acu do ESR, mar sin ní chaifríonn siad go leor cumhacht ag minicíochtaí ard. Agus ansin tá capaicítéir scagaire déanta as ábhair cosúil le pholapropalán ann a dhíorthaíonn ESR i gceart go hiomlán, rud a dhéanann iad den chuid is fearr le haghaidh fadhbanna scagaire analógacha géarchéime áit a bhfuil cúram ag teastáil ó gach comhartha bheag. Nuair a roghnaíonn innealtóirí ábhar dhiosclaite, ní mór dóibh smaoineamh ar an gcineál strus a bheidh ar an gcomhábhar i staidréidh saoil—an bhfuil sé ag dul tríd chéadta uair a íosluchaithe go laethúil nó an bhfuil sé i bhfadhbanna ina bhfuil na teochtaí ag casadh go dtí leibhéil éagsúla.
Faigheann cibéirsí ceirmeacha áit i go leor circuits ar shiúd ard mar fadhbanna siombailte taobh istigh de thart ar 5% agus i bhfad níos lú spás ar an mbord. Nuair a roghnaíonn déantóirí ábhar cosúil le X7R nó na cineálacha COG/NP0, is féidir leis na compháirtean seo tacú le teochtaí idir -55 céim Celsius agus suas go 125 céim Celsius. Déanann sé seo iad a bheith den chuid is fearr ag soilsiú ar ghnáthchruinnithe neamhriachtanacha i réimsí cosúil le soláthairtí cumhachta DC go DC agus circuits minicíochta raidió áit a bhfuil tábhacht mór le ráiteas an shínseal. Tá luachanna innéacsaithe ar fáil ó 1 picofarad go dtí thart ar 100 microfarad. Ach tá ceangal ann a luíonn air. Ní oibríonn formhór na gcibéirse ceirmeacha thar 50 volta, rud a chiallaíonn go gcaithfidh innealtóirí féachaint ar áiteanna eile nuair a dhéanann siad dearadh ar chórais a éilíonn cumas cumhacht níos airde.
Is féidir le capaicítéirí leictreolaíceacha alumnaimh inneachar a láimhseáil ó thart ar 1 micreofharad go dtí 470 míle micreofharad, agus oibríonn siad le voltas suas go 500 volta. Ach tá locht orthu: ní mór lipéidíocht cheart a chur orthu toisc go bhfuil polaracht orthu. Tá na capaicítéirí seo an-mhaith ag scagadh ar na sruthanna crith atá beirteach i chiorcaidí soláthairt cumhachta. Áfach, bíonn tendalacht ag an leacht taobh istigh acu briseadh síos le himeacht ama. Ag teochtaí oibriúcháin timpeall 85 céim Cealsiuis, bíonn tréimhsha shreabhlaíochta ag formhór acu idir dhá mhíle agus ocht míle uair saoire sula gcuirtear i gcomparáid iad. Tá modail nua-aimseartha á cuireadh i bhfeidhm anois a mheascann pholamairí coibhéiseacha le leictreolaítigh rialta. Cabhraíonn an comhcheangal seo leis na comhpháirteanna sin fadhbh a fháil ar feabhas agus ar ghnéitheí oibre iomlána.
Cuimsíteoirí Tantalum a chuireann fiche uair níos mó cumhachta in aghaidh an vólmae i gcomparáid le cineálacha caighdeánach ailimreis, rud a dhéanann iad thar a bheith úsáideach i spásanna teann áit a bhfuil gach milliméadar tábhachtach, go háirithe i dteicneolaíocht ar éadach agus gléasanna léigtheacha leighis. Oibríonn na comhbhunchomhairle seo go maith ar fud raon leathan voltáiste ó 2.5 volta suas go dtí 50 volta. An rud a thugann tábhacht do thantalum ná an t-ábhar manganés dioksíd a úsáidtear ar thaobh an catóide, a laghdaíonn sruth fuga trí é a choinneáil faoi 1% i gcomparáid le páirteanna ailimreis cosúla. Ach tá ceapaire ann atá air a lua freisin. Má théann an voltas thar 1.3 huaire an ráta a cuireadh ar an gcuimsíteoir, is féidir le rudaí dul go dona go tapa mar a fheicimid cásanna de theip thearmach a fhágann an chóimheáil imithe i gcompleat.
Tugann capacitors a thógadh ag baint úsáide as ábhair cosúil le pholapropalán (PP) nó pholascear (PET) fósachas ionduchtach comhionann íseal, de ghnáth faoi 10 milli-ohm, chomh maith le raonanna malartaithe an-mhaith timpeall 1 faoin gcéad ina dhiaidh sin. Déanann na tréithe seo iad a bheith oiriúnach do thaipéisí ina bhfuil riachtanas le rialú ama cruinn agus scagadh sainseal éifeachtach. Is é atá ann don iarmhar a ndéanann iad a seasamh amach ná a gcumas réidh a bheith le loictheachtaí tobanna fóirt mar gheall ar airíonna féinphréachana insléire. Tugann sé seo leas mór sna suíomhainní tionsclaíocha dúshlánaí cosúil le rialálóirí minicíochta athraitheacha mótar agus córasacha tionchair cumhachta foiltighneacha. Tá capacitors scagaire ar fáil i gcuirp méid idir 100 picofarad agus 100 micrifarad, le rátaíocht shroicheann go dtí 1 kilovolt AC, agus bíonn siad níos fearr ná barrairí ceirmeacha nuair a úsáidtear iad i gcomhthéacsanna ábhartha leis an strus leictreach agus leathnuithe fuinnimh baillte.
Déanann roghnú an luasdhéanmhaireachta ceart cinntiú a bheidh stóráil chóir ar an gcumhacht. Mura bhfuil luasdhéanmhaireacht go leor, mísfeidh sé feadáil; mura bhfuil níos mó ná leor ann, méadaíonn costas agus fórsaíocht. Tá toleráinsí caol (mar shampla, ±5%) ríthábhachtach do amshonrú cruinn, agus d'fhéadfadh ciorcuits ginearálta toleráinsí ±20% a ghlacadh. De réir taighde léinn na tionscal seo caite, cuireann sonraí neamhmheaitseáilte tráchtaí don 78% de phoist chiorcuit.
Nuair a roghnaítear caipicítir fheidhthe, ní mór iad a bheith in ann na leacach sin voltáide mhóra a láimhseáil le spás breise. Mar shampla, tógann cur síos ar chiorcal caighdeánach 12V. Téann formhór na n-innealtóirí le comhalta rátaíodh ar 25V ach amháin chun iad a chlúdachadh i gcoinne na léimeanna voltáide neamhthionchair a tharlaíonn go minic i gciorcail fíor. Cuireann dul thar an sonraíocht go dtí coibhneáis leath nó fiú dhá chailliú ar an sonraíocht cosc ar eithne pháirteach (dielectric breakdown) a tharlaíonn, rud a bhfuil sé mar chúis uimhir a haon capasitithe a theipeadh i suímh TAC go DTAC de réir mar a aimsíodh ag daoine Iomláid Chruinneasachaictreoinice anuraidh. Ach seo an pointe áfear. Má théann muid ró-ard agus comhlánaíonn muid le comhbhearta ró-ardrátaí, críochnaímid suas le luachanna ESR níos airde agus caitear spás tábhachtach ar an mbord PCB ar chomhbhearta níos mó ná atá de dhíth.
Ní oibríonn comhpháirteanna go maith nuair a théann na teochtaí i bhfad i gcath ionas. Gairmhe ciomacha mar shampla is féidir leo thart ar 80% dá gcumas cóimheádtha a chailleadh nuair a bhíonn sé chomh fuar le -55 céim Cealsiúis. Ar an taobh eile, bíonn tendalacht ag cumascóirí leictreolaíoch dul tirim nuair a théann na teochtaí os cionn 85 céim. Mar sin féin, i ngnéithe uirlisíocht nó i ngnéithe tionsclaíochais mhóra, bíonn formhór na hinnealtóirí ag lorg comhpháirteanna a oibríonn go dianbhearta idir -40 agus +125 céim Cealsiúis. Nuair a bhíonn sé ag teacht ar chruinneas, bíonn sé seo go háirithe tábhachtach do uirlisí a úsáidtear amuigh faoi ghlas. Seiceálann an tástáil caighdeánach in industriúl feidhmíocht ag 85% den chruinneas choibhéiseach, agus ceaptar cad? Bíonn thart ar cheann amháin as gach cúig theip i réimsí toirmiscthe toisc nach raibh na comhpháirteanna dúnta go beacht i gcoinne iontrála fíochta.
Méideann an Fánaíocht Shraith Comhionann nó ESR i bhfocail shimplí na callaí intíreacha a tharlaíonn laistigh de chomhpháirteanna agus bíonn páirt mhór agi lán conas a oibríonn rudaí i ndáiríre. Féach ar cad a tharlaíonn i suíomh rialaitheora scagtha 100 kHz, mar shampla. Nuair a úsáidtear capacitor rátáilte ag 100 milli-ohm ESR, táimid ag labhairt faoi thart ar 1.2 vata á gcailliúint mar theplacht. Ach más mbeadh duine ag malartú sin le comhpháirt le luach ESR 25 milli-ohm amháin, titfeadh an calla fúinnimh síos go dtí thart ar 0.3 vata. Déanann sé seo difríocht dhomhanda! Is féidir le capacitors pholaiméaracha le luachanna íseal ESR laghdú a dhéanamh ar strus teasathach timpeall 60 faoin gcéad i gcomparáid le cineálacha sean-traidisiúnta alumnam-alatracha, rud a fhágann go mbíonn siad in iomaíocht níos mó i gciorcuití a láimhseálann méid mór reatha. Cuimhnigh amháin na luachanna ESR a sheiceáil ar feadh gach minicíochtaí ina rithfidh an ciorcal during phéiríod testála. Má dhéanann tú é seo ceart ón tosach, sábhálfaidh tú ceann trom d'iarraidh níos déanaí.
Úsáidtear capacitors shocracha ar dhulra i 84% de dhearthóirí PCB nua-aimseartha mar gheall ar chomhoiriúnacht leo le tógáil uathoibríoch agus éifeachtaí spás (IPC-7351B 2023). Fanann socraíochtaí tríd-an-bpoll in ionad is fearr i timpeallachtaí ard-chroithlú cosúil le tiomántais mhonair industrial, áit a bhfuil láidreacht mheicniúil tábhachtaí neamhchoibhéis airde. Cé go cuireann SMDs cead atá forbairtí dlúth, déanann siad deisiú agus fiosdríocht tar éis thógála níos casta.
Mínitheoireacht minic a chomhlíonann feidhmneacht teasa. D'fhéadfadh capacitor ceirmeach cáis 1210 22µF ag 50V a thairgeann ach 30% den chumas a chailleadh os cionn 85°C, faoi leith má choinníonn cineálacha scannáin níos mó ±2% seiceáin. Molann stoirmeasla IEEE-1812 dínaigh voltas faoi 20% nuair a úsáidtear capacitors faoi 2mm² i slíonna cumhachta chun laghdú teasa a mheithiú.
Teastaíonn tagairt a thabhairt do chur síos ar dhíniú teochta i gcoinne na n-ábhar oibre i ndáiríre chun comhtháthú ceart a dhéanamh—a mhaireann cónachán rátáilte ag 105°C ceithre uair faoi dheireadh níos faide ná leagan rátáilte ag 85°C i gcomhshuíomh 70°C (IEC-60384-23 2022).
Táimid ag fheiceáil bogadh fíorúil sa mhargadh i dtreo na gcapacachtóirí beaga seo anois, le footprintanna thart ar 15 faoin gcéad níos lú in comparáid leis an méid a bhí caighdeánach ar ais sa bhliain 2020. Tugann an treandáil seo le fios, agus breathnú ar chaoi a bhfuil gluaisteáin agus gléasanna IoT tar éis tógáil go mór le déanaí. Tá roinnt nuálaíochtaí teicneolaíochta áille ag teacht amach freisin. Is féidir le dielectric deapaillte le habharc ailgéine mar shampla do tháirgeoirí dhlúthacht a phacaíocht os cionn 500 micreofharad in gach milliméadar cearnach, agus rud éigin a choinneáil staibhil fiú ag teochtaí suas le 125 céim Cealsiuis. Ag breathnú ar thaismeanna, tá cuideachtaí ag casadh níos mó agus níos mó go réimsí siocair nóisríde lena chuid pholamair ard-k. Cabhraíonn na roghanna seo le laghdú ar rith idirphéistí go suntasach, uaireanta suas le daichead faoin gcéad nuair a bhíonn sé ag dul i ngleic le feidhmchláir ard-mhinicíochta a éilítear i mbeagán beag gléasanna nua-aimseartha.
Tá an bealach a bhfuilimid ag fáil táintiam óna choinneáil ina cheist eiticeach fíor do mhórchuid sa tionscal. De réir suirbhé le déanaí ó 2023 ar fhéadúlacht ioncair, tá thart ar dhá thrian ingineoirí ag lorg malartaigh go gníomhach nach bhfuil cóbalt i ngach ceann acu. Ar an taobh dearfach, tá leictreilithe bunaithe ar uisce á n-úsáidtear faoi láthair i gcomhbhrúcháin ailimreasa atá comhsheasmhach le hioncam RoHS 3. Tendálann siad siúd seo, áfár, a mhaireamh thart ar 12 faoin gcéad níos giorra nuair a bheidh siad curtha i riochtanna an-fhuarasta os cionn 85% caithmhír choibhéiseach. Tá obair shealbhach ar siúl freisin le hábhair gilsealúnacha bunaithe ar phlandaí mar roghanna beo-brisfideacha. Taispeánann tástálacha luath torthaí géarchéime le heagraí mallachta ag titim go dtí 0.02 i leaganacha próitéipe, cé go bhfuil go leor forbartha fós de dhíth sula gcuirfidh siad in ionad na n-ábhar traidisiúnta go forleathan.
De réir thuairimí fionnachtana atá againn, bíonn faoi thriú a mhéad de gach ballaíochtaí a athsholáthar toisc go mbíonn na hinnealtóirí ag sonraíodh comhpháirteanna ar ráta dhá uair níos airde ná mar is gá leo, rud a chuireann idir 18% agus 25% ar chostais athsholáthair. Nuair a bhíonn sé ag teacht le comhbhallaíochtacha il-ardánacha caiseoireacha (MLCCs), is féidir le mí-chuimsiú ar dhiosca DCh do pherformance titim mór a dhéanamh freisin. Tá cásanna againn ina dtitfidh an cumascadh go dtí thart ar 60% tar éis trí bliana oibre amháin. Agus nár cheart dúnadh a chur ar chomhbhallaíochtacha leictrealaíocha ach freisin. I bhfoincillí agus i bhfabraicí ar fud an tíre, téann tuar go leith 4 as gach 10 teiptheoireacht soláthairtí cumhachta ar ais chuig leictreolaíocht tirim. Mar sin, tá sé in intinn cheart go ndéanfaidh na hinnealtóirí seansanna aoisithe a sholáthraíonn an fabhracóir a sheiceáil arís i gcoinne na dtorthaí atá á dtarraingt ar an suíomh le hathraithe teochta agus reibili reatha le linn oibriú gnáth.