Tụ điện được tìm thấy trong hầu hết mọi thiết bị điện tử và phục vụ một số ứng dụng thiết yếu trong thiết kế mạch. Tụ điện cung cấp các tùy chọn bộ lọc linh hoạt, giảm tiếng ồn, lưu trữ điện năng và khả năng cảm biến cho các nhà thiết kế, trong số các mục đích sử dụng khác.
Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ xem xét nhiều loại tụ điện sử dụng trong các sản phẩm và thiết bị điện tử.
Tụ điện được sử dụng để làm gì?
Kết hợp với điện trở, tụ điện thường được sử dụng như phần tử chính của bộ lọc chọn tần số. Các thiết kế và cấu trúc liên kết bộ lọc có sẵn rất nhiều. Chúng có thể được điều chỉnh cho phù hợp với tần số và hiệu suất bằng cách chọn các giá trị và chất lượng thành phần thích hợp. Các loại thiết kế bộ lọc bao gồm:
- Bộ lọc thông cao
- Bộ lọc thông thấp
- Bộ lọc băng thông
- Bộ lọc Dừng dải
- Bộ lọc Notch
- All Pass Filter
- Bộ lọc Cân bằng
Bottom Line
Tụ điện đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của thiết bị điện tử kỹ thuật số bằng cách bảo vệ các vi mạch nhạy cảm khỏi nhiễu trên tín hiệu nguồn. Tiếng ồn này có thể gây ra các hành vi bất thường. Tụ điện được sử dụng trong ứng dụng này được gọi là tụ điện tách. Các tụ điện này nên được đặt gần mỗi vi mạch để có hiệu quả vì các vết mạch hoạt động như ăng-ten và thu nhận nhiễu từ môi trường xung quanh. Tụ điện tách dòng và chuyển tiếp cũng được sử dụng trong bất kỳ khu vực nào của mạch điện để giảm tác động tổng thể của nhiễu điện.
Khớp nối hoặc Tụ điện chặn DC
Tụ điện có thể truyền tín hiệu AC trong khi chặn DC và có thể được sử dụng để tách các thành phần AC và DC của tín hiệu. Giá trị của tụ điện không cần chính xác hoặc chính xác để ghép nối. Tuy nhiên, nó phải là một giá trị cao, vì điện trở của tụ điện thúc đẩy hiệu suất trong các ứng dụng ghép nối.
Tụ điện Snubber
Trong các mạch có tải điện cảm cao, chẳng hạn như động cơ hoặc máy biến áp, có thể xảy ra đột biến công suất quá độ lớn do năng lượng tích trữ trong tải cảm ứng bị phóng điện đột ngột. Sự phóng điện này có thể làm hỏng các bộ phận và tiếp điểm.
Việc sử dụng tụ điện có thể hạn chế hoặc làm giảm điện áp tăng đột biến trên toàn mạch, giúp hoạt động an toàn hơn và mạch đáng tin cậy hơn. Việc sử dụng kỹ thuật hít trong các mạch công suất thấp hơn sẽ ngăn chặn các xung nhiễu tạo ra nhiễu tần số vô tuyến không mong muốn. Sự can thiệp này tạo ra hành vi bất thường trong mạch và gây khó khăn trong việc đạt được chứng nhận và phê duyệt sản phẩm.
Bottom Line
Tụ điện là loại pin nhỏ cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng độc đáo ngoài pin phản ứng hóa học. Khi cần nhiều năng lượng trong một khoảng thời gian ngắn, tụ điện lớn và bộ tụ điện là lựa chọn ưu việt cho nhiều ứng dụng. Các ngân hàng tụ điện lưu trữ năng lượng cho các ứng dụng như laze xung, radar, máy gia tốc hạt và súng bắn ray. Một ứng dụng phổ biến của tụ điện xung là trong đèn flash trên máy ảnh dùng một lần, tụ điện được sạc sau đó phóng điện nhanh chóng qua đèn flash, tạo ra một xung dòng điện lớn.
Ứng dụng mạch cộng hưởng hoặc điều chỉnh
Trong khi điện trở, tụ điện và cuộn cảm tạo ra các bộ lọc, một số kết hợp nhất định có thể tạo ra sự cộng hưởng khuếch đại tín hiệu đầu vào. Các mạch này khuếch đại tín hiệu ở tần số cộng hưởng, tạo ra điện áp cao từ các đầu vào điện áp thấp, và được sử dụng làm bộ dao động và bộ lọc điều chỉnh. Trong các mạch cộng hưởng, cần phải cẩn thận để chọn các thành phần có thể tồn tại điện áp mà mỗi thành phần nhìn thấy qua nó, nếu không nó sẽ nhanh chóng bị hỏng.
Bottom Line
Cảm ứng điện dung gần đây đã trở thành một tính năng phổ biến trong các thiết bị điện tử tiêu dùng tiên tiến. Tuy nhiên, cảm biến điện dung đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ trong các ứng dụng khác nhau cho các vị trí, độ ẩm, mức chất lỏng, kiểm soát chất lượng sản xuất và gia tốc. Cảm biến điện dung hoạt động bằng cách phát hiện sự thay đổi điện dung của môi trường cục bộ thông qua sự thay đổi trong chất điện môi - sự thay đổi khoảng cách giữa các bản của tụ điện hoặc sự thay đổi diện tích của tụ điện.
An toàn tụ điện
Là thành phần lưu trữ năng lượng, tụ điện có thể lưu trữ lượng năng lượng nguy hiểm. Mức năng lượng cao này có thể gây ra điện giật chết người và làm hỏng thiết bị ngay cả khi một tụ điện bị ngắt điện trong một khoảng thời gian đáng kể. Vì lý do này, bạn nên xả tụ điện trước khi thao tác trên thiết bị điện.
Tụ điện dễ bị hỏng nặng trong một số điều kiện nhất định, đặc biệt nếu điện áp trên tụ điện phân cực bị đảo ngược. Các tụ điện được sử dụng trong các ứng dụng công suất cao và điện áp cao cũng có thể bị hỏng nặng do vật liệu điện môi bị vỡ và bốc hơi.
