100 µF naprawdę przekracza limit dla ceramicznych nakrętek. Jeśli twoje napięcia są niskie, od kilku woltów do 10, a może 20 woltów, wówczas równoległe łączenie wielu elementów ceramicznych może być rozsądne.
Ceramiczne nasadki o dużej pojemności mają własny zestaw zalet i wad. Zaletami są znacznie niższa równoważna rezystancja szeregowa, a zatem znacznie wyższa zdolność prądu tętnienia, przydatność do wyższych częstotliwości, mniejsza wrażliwość na ciepło, znacznie lepsza żywotność, aw większości przypadków lepsza wytrzymałość mechaniczna. Mają też własne problemy. Pojemność może się znacznie obniżyć wraz z napięciem, a gęstsza (większa pojemność magazynowania energii na objętość) ceramika wykazuje efekty piezoelektryczne często nazywane „mikrofonami”. W niewłaściwych okolicznościach może to prowadzić do oscylacji, ale jest to rzadkie zjawisko.
W przypadku przełączania zasilaczy ceramika jest zwykle lepszym kompromisem niż elektrolity, chyba że potrzebujesz zbyt dużej pojemności. Wynika to z faktu, że mogą one pobierać znacznie więcej prądu tętnienia i lepiej ogrzewać. Żywotność elektrolitów jest poważnie ograniczona przez ciepło, które często stanowi problem z zasilaczami.
Nie musisz obniżać wartości ceramiki tak bardzo jak elektrolitów, ponieważ żywotność ceramiki jest na początek znacznie większa i jest znacznie mniejszą funkcją przyłożonego napięcia. W przypadku ceramiki należy zwrócić uwagę na to, że gęste są wykonane z materiału nieliniowego, co objawia się zmniejszoną pojemnością na wyższych krańcach zakresu napięcia.
Dodano informacje o mikrofonach:
Niektóre dielektryki fizycznie zmieniają rozmiar w zależności od przyłożonego pola elektrycznego. Dla wielu efekt jest tak mały, że go nie zauważasz i można go zignorować. Jednak niektóre materiały ceramiczne wykazują wystarczająco silny efekt, aby w końcu można było usłyszeć powstałe wibracje. Zwykle sam nie słyszysz kondensatora, ale ponieważ są one lutowane dość sztywno na płytce, małe wibracje kondensatora mogą powodować wibrację znacznie większej płyty, szczególnie przy częstotliwości rezonansowej płyty. Wynik może być dość słyszalny.
Oczywiście odwrotność również działa, ponieważ właściwości fizyczne zwykle działają w obie strony, a ta nie jest wyjątkiem. Ponieważ przyłożone napięcie może zmienić wymiary kondensatora, zmiana jego wymiarów poprzez zastosowanie naprężenia może zmienić jego napięcie w obwodzie otwartym. W efekcie kondensator działa jak mikrofon. Może wychwytywać wibracje mechaniczne, na które narażona jest płyta, a one mogą przedostawać się do sygnałów elektrycznych na płycie. Z tego powodu unika się tego rodzaju kondensatorów w obwodach audio o wysokiej czułości.
Aby uzyskać więcej informacji na temat fizyki stojącej za tym, poszukaj właściwości tytanianu baru jako przykład. Jest to powszechny dielektryk dla niektórych ceramicznych kapsli, ponieważ ma pożądane właściwości elektryczne, szczególnie dość dobrą gęstość energii w porównaniu z zakresem ceramiki. Osiąga to poprzez przełączanie atomu tytanu między dwoma stanami energii. Jednak efektywny rozmiar atomu różni się między dwoma stanami energii, stąd zmienia się rozmiar siatki i uzyskujemy deformację fizyczną w funkcji przyłożonego napięcia.
Anegdota:Niedawno natknąłem się na ten problem. Zaprojektowałem gizmo, które łączy się z mocą DCC (Digital Command and Control) używaną przez modele pociągów. DCC to sposób przekazywania mocy, ale także informacji do określonego „taboru” na torach. Jest to różnicowy sygnał mocy do 22 V. Informacje są przekazywane przez odwrócenie polaryzacji z określonym czasem. Częstotliwość przerzucania wynosi około 5-10 kHz. Aby uzyskać moc, urządzenia pełnofalowe naprawiają to. Moje urządzenie nie próbowało dekodować informacji DCC, po prostu trochę mocy. Użyłem pojedynczej diody do prostowania półfalowego DCC na ceramicznej nasadce 10 µF. Spadek na tej czapce podczas przerwy w połowie wynosił tylko około 3 V, ale to 3 Vpp wystarczyło, aby śpiewać. Obwód działał idealnie, ale cała płyta wydawała dość irytujące wycie. To było nie do przyjęcia w produkcie, więc w wersji produkcyjnej zmieniono ją na elektrolityczną nasadkę 20 µF. Początkowo stosowałem ceramikę, ponieważ była tańsza, mniejsza i powinna mieć dłuższą żywotność. Na szczęście jest mało prawdopodobne, aby to urządzenie było używane w wysokich temperaturach, więc żywotność korka elektrolitycznego powinna być znacznie lepsza niż jego najgorsza ocena.
Z komentarzy wynika, że czasami dyskutuje się, dlaczego przełączanie zasilaczy czasami narzeka. Niektóre z nich mogą być spowodowane ceramicznymi nasadkami, ale elementy magnetyczne, takie jak cewki indukcyjne, mogą również wibrować z dwóch powodów. Po pierwsze, na każdy kawałek drutu cewki indukcyjnej działa siła proporcjonalna do kwadratu prądu przez nią. Siła ta jest skierowana bokiem do drutu, powodując wibrację cewki, jeśli nie jest dobrze trzymana na miejscu. Po drugie, istnieje właściwość magnetyczna podobna do elektrostatycznego efektu piezoelektrycznego, zwana magnetostrykcją. Materiał rdzenia induktora może nieznacznie zmienić rozmiar w zależności od przyłożonego pola magnetycznego. Ferryty nie wykazują tego efektu bardzo silnie, ale zawsze jest trochę i w polu magnetycznym może znajdować się inny materiał. Kiedyś pracowałem nad produktem, który wykorzystywał efekt magnetostrykcyjny jako przetwornik magnetyczny. I tak,