ทำไมต้องใช้ตัวเก็บประจุ

ทำไมคุณต้องเก็บแรงดันไว้ในตัวเก็บประจุ ฉันคิดเสมอว่าวงจรจะทำงานเมื่อคุณเปิดเครื่องและหยุดเมื่อคุณปิดเครื่อง

ทำไมตัวเก็บประจุทั้งวงจรจึงไม่สามารถหลุดได้ฟรี ถ้ามันมีไว้สำหรับการจัดเก็บทำไมไม่เพียงแค่ใช้ flip-flop?

หากสิ่งที่คุณต้องการสร้างคือวงจรดิจิตอลและแหล่งจ่ายแรงดันของคุณมีแรงดันคงที่ไม่ว่ากระแสจะถูกดึงออกมาจากแหล่งใดและไม่มีเสียงรบกวนจากไฟฟ้าคุณไม่ต้องใช้ตัวเก็บประจุ

แต่แหล่งจ่ายแรงดันจะลดลงเมื่อคุณวาดกระแสจากพวกเขา แปรงมอเตอร์ (และส่วนประกอบอื่น ๆ อีกมากมาย) จะสร้างแรงดันไฟฟ้าอันน่ากลัวที่คุณต้องการกรองออกจากวงจรดิจิตอลของคุณ บางคนยังเกี่ยวข้องกับวงจรแอนะล็อกซึ่งสัญญาณแรงดันและกระแสแตกต่างกันอย่างต่อเนื่องในช่วงกว้าง สำหรับวงจรที่แปรผันตามเวลานั้นจำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุ

วงจรดิจิตอลอาจไม่ดีเป็นพิเศษ แต่โดยทั่วไปคุณกำลังพยายามทำให้รางไฟอยู่ในแหล่งพลังงาน DC วงจรส่วนใหญ่เมื่อพวกเขาดึงพลังงานจากรางไฟฟ้าในทันทีทันใดจะไม่มีความสุขเกินไปหากรางพลังงานตอบสนองโดยการจุ่ม

เมื่อคุณไปที่ความเร็วสูงกว่าการเหนี่ยวนำทำให้เกิดปัญหาใหญ่กว่าการต้านทาน ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานที่ใกล้เคียงมาก คุณดึงพลังงานความเร็วสูงจากตัวเก็บประจุและแหล่งพลังงานชาร์จประจุตัวเก็บประจุอย่างช้าๆ

เมื่อทำอย่างถูกต้องทุกอย่างทำงานเพื่อสเป็ค เมื่อทำผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์และทำอย่างไม่ถูกต้องคุณจะได้รับผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องแปลก ๆ โดยปกติจะเชื่อมโยงกับโหลดสูงเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าลดลงจริง ๆ (sags = ต่ำกว่าสิ่งที่จำเป็น) ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสัญญาณความเร็วสูงเคลื่อนที่ผ่านสายไฟของคุณและ FCC ไม่อนุมัติผลิตภัณฑ์ของคุณเนื่องจากกำลังแผ่พลังงานความถี่สูง

ตัวเก็บประจุยังใช้กันอย่างแพร่หลายในoscillator , วงจรกรองและกำหนดเวลาเพราะสามารถคำนวณอัตราการชาร์จและอัตราการคายประจุได้อย่างแม่นยำ

ในวงจรRCค่าของเวลาคงที่ (เป็นวินาที) เท่ากับผลคูณของความต้านทานของวงจร (เป็นโอห์ม) และความจุของวงจร (ในหน่วยฟาร์ด) คือ R × C เป็นเวลาที่ต้องชาร์จ ตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทานถึง 63.2% ของประจุเต็ม หรือปล่อยให้เป็น 36.8% ของแรงดันเริ่มต้น เปอร์เซ็นต์ที่ดูแปลก ๆ เหล่านี้ได้มาจากค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์ e (2.71828, ฐานสำหรับลอการิทึมธรรมชาติ) โดยเฉพาะ 1 - 1 / e และ 1 / e ตามลำดับ

วงจรออสซิลเลเตอร์และไทม์มิ่งมักใช้ในระบบดิจิตอลเพื่อให้กำเนิดความถี่และกำหนดเวลา ออสซิลเลเตอร์และตัวกรองมักพบในวงจรอะนาล็อกเช่นเสียงหรือคลื่นความถี่วิทยุ (RF)

หนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของตัวเก็บประจุในวิศวกรรมไฟฟ้าอุตสาหกรรมคือการแก้ไขตัวประกอบกำลัง ตัวเก็บประจุเก็บพลังงานและปล่อยมันทุกรอบในเครือข่ายการกระจายพลังงาน AC เพื่อชดเชยความจริงที่ว่าโหลดอุปนัยสูงเช่นมอเตอร์ไฟฟ้าจะดึงกระแสไฟฟ้าที่ 'ล่าช้า' หลังแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดปัจจัยด้านพลังงานที่ไม่ดีในเครือข่ายการจำหน่ายไฟฟ้าซึ่งโดยทั่วไปหมายความว่าสินทรัพย์เครือข่ายไม่สามารถใช้กับการจัดอันดับพลังงานที่ชัดเจนได้

ด้วยการใช้การแก้ไขตัวประกอบกำลังซึ่งสำหรับโหลดแบบอุปนัยหมายถึงการสลับตัวเก็บประจุเข้ากับเครือข่ายอุปทานตัวประกอบกำลังสามารถเพิ่มขึ้นใกล้กับเอกภาพซึ่งหมายความว่าสินทรัพย์เครือข่ายเช่นหม้อแปลงขนาดใหญ่ไม่จำเป็นต้องเกินขนาดที่ไม่จำเป็น

นอกจากนี้หน่วยงานด้านการจัดหาไฟฟ้าส่วนใหญ่จะลงโทษผู้ใช้ที่มีปัจจัยด้านพลังงานที่ไม่ดีนักเนื่องจากพวกเขามักจะรับภาระค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมจากสินทรัพย์การจัดจำหน่ายที่มีขนาดเกินและใช้ไม่ได้ ดังนั้นจึงมีแรงจูงใจทางการเงินสำหรับผู้ใช้อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในการติดตั้งอุปกรณ์แก้ไขตัวประกอบกำลังไฟฟ้า

ตัวเก็บประจุยังใช้เพื่อกรองระลอกเมื่อแก้ไขไฟ AC เป็น DC (เช่น: ในระยะอินพุตของไดรฟ์ความเร็วตัวแปรหรือวงจรอินเวอร์เตอร์)

นอกจากนี้ตัวเก็บประจุใช้สำหรับ 'ขยาย' แหล่งจ่ายไฟ DC (เช่น: เพื่อแปลงแหล่งจ่ายไฟ 5VDC เป็นเอาต์พุต 9VDC) วงจรเหล่านี้เรียกว่าวงจร 'ชอปเปอร์'

สวัสดี user1424 คุณดูเหมือนจะถามคำถามมากมายเกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ อิเล็กทรอนิกส์ ฉันขอแนะนำให้คุณหาหนังสือดีๆเช่น "The Art of Electronics" โดย Horowitz และ Hill และอ่านให้ดี

ทำไมตัวเก็บประจุทั้งวงจรจึงไม่สามารถหลุดได้ฟรี

วงจรจะมีการวาดเป็นครั้งคราวโดยไม่ต้องเก็บประจุมันเป็นนัยว่าพวกเขาจะรวมอยู่ในทุกขาอำนาจตรรกะ เห็นได้ชัดว่าถ้าใช้เครื่องมือ EDA พวกเขาจะต้องอยู่ในแผนผังที่ไหนสักแห่ง (มักจะปลดออกจากบางมุม) แต่มันก็ส่อให้เห็นว่าจะมีอย่างน้อยหนึ่งในแต่ละขา (ตัวพิมพ์ใหญ่สามารถครอบคลุมความถี่ที่กว้างขึ้น) และ ใกล้ที่สุด

สำหรับต้นแบบ - โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับต้นแบบ - ตัวเก็บประจุบายพาสมีความสำคัญยิ่งกว่า มักจะมีการเหนี่ยวนำมากขึ้นในลูกบอลของสายไฟกว่าปกติ แม้ว่าความถี่สวิตช์ของคุณจะต่ำ แต่เนื้อหาสเปกตรัมของขอบอาจสูงมาก

ดูคำถามนี้:
ตัวเก็บประจุดีคัปปลิ้งคืออะไรและฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าฉันต้องการมัน?

ตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนทำหน้าที่หลายอย่าง ก่อนอื่นพวกเขาจะป้องกันความแปรปรวนของแหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุไม่ได้มีการจุ่มสามารถรีเซ็ตวงจรทั้งหมด ในทำนองเดียวกันชิ้นส่วนที่กินไฟมากบางส่วนของวงจรอาจเปิดและปิดระหว่างการใช้งาน การเปิดเครื่องจะสร้างการจุ่ม จำเป็นต้องใช้กระแสไฟมากในที่เดียวหมายความว่ามันไม่สามารถหาได้จากที่อื่น ตัวเก็บประจุเป็นที่เก็บบัฟเฟอร์ที่ทำให้แน่ใจว่ามีกระแสไฟเพียงพอสำหรับส่วนประกอบทั้งหมดในช่วงเวลาการเปลี่ยนเหล่านี้

ตัวอย่างที่ดีคือหน้าจอสัมผัสแบบ capacitive (เช่นหน้าจอสัมผัสใน iPhone)

หน้าจอสัมผัสแบบ Capacitive ใช้ชั้นของวัสดุตัวเก็บประจุเพื่อเก็บประจุไฟฟ้า การสัมผัสพื้นผิวของหน้าจอทำให้เกิดความผิดเพี้ยนของสนามไฟฟ้าสถิตของหน้าจอทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกซึ่งสามารถวัดได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของความจุ ตำแหน่งที่แน่นอนของแรงดันตกนี้ถูกควบคุมโดยคอนโทรลเลอร์และส่งไปยังโปรเซสเซอร์