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커패시터의 용량 단위는 F(패럿)으로 표현하고 기호는 C(커패시턴스)를 사용합니다. 따라서 C=100uF 와 같이 표현합니다. 작은 것은 숫자 3개로 표시되는 경우가 많습니다. 이와 같은 경우, 인덕터처럼 앞의 두자리 x 10의 (세번째자리 수)승하고 pF을 붙여주면 됩니다.
전자공학도 : 네이버 블로그
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전자공학도 : 네이버 블로그
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Basic :: 콘덴서(Capacitor) 용량 읽는법
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커패시터(콘덴서)의 이해
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커패시터 용량
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내가 바로 초보자다!! – 커패시터 편 | NTREXGO – 디바이스마트, 엔티렉스 컨텐츠 통합 사이트
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2 커패시터의 종류
3 커패시터 용량값 읽는 법 및 주의 사항
내가 바로 초보자다!! 시리즈 보기⊙▼⊙v
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KR20110053795A – ë¨ì ï½ï½ï½ 컨ë²í°ì ì§ë¥ ë§í¬ 커í¨ìí° ì©ë ì¶ì ìì¤í
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– Google Patents 본 발명에 따른 단상 PWM 컨버터의 커패시터 용량 추정 시스템은, 입력 전원의 후단에 연결된 인덕터, 인덕터의 후단에 연결되어 입력 전원에서 출력되는 교류 전압을 … … - Most searched keywords: Whether you are looking for KR20110053795A – ë¨ì ï½ï½ï½ 컨ë²í°ì ì§ë¥ ë§í¬ 커í¨ìí° ì©ë ì¶ì ìì¤í
– Google Patents 본 발명에 따른 단상 PWM 컨버터의 커패시터 용량 추정 시스템은, 입력 전원의 후단에 연결된 인덕터, 인덕터의 후단에 연결되어 입력 전원에서 출력되는 교류 전압을 …
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커패시터(콘덴서)의 이해
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커패시터의 이해
커패시터(콘덴서)란 ?
커패시터는 전하(전기)를 충전하는 부품으로 극성을 갖는 두 금속판이 존재하며 그 사이가 유전체(절연체)로 분리되어 있는 것이 기본 형태이다. 커패시터는 극성이 없는 커패시터와 +, -극성이 존재하는 커패시터로 나누어진다. 극성이 있는 커패시터는 오른쪽의 휘어진 극성이 –이고 반대가 +이다.
[ 무극성 커패시터 ] [ 극성 커패시터 ]커패시터 양단에 전압이 걸리면 쿨롱의 법칙에 의해서 한 쪽 금속판에는 Q+ 전하가 저장되고 반대쪽 판에는 Q- 전하가 저장된다. 그렇게 충전과 방전을 반복하는 소자가 커패시터이다.
커패시터가 전하를 충전할 수 있는 능력을 정전용량 혹은 커패시턴스라고하며 기호는 C 이다.
단위는 페럿(Farad)[F]으로 전압을 가했을 때 충전되는 전하량의 비율을 나타내는 양이다. 보통 피코 페럿[pF]을 기본 단위로 사용하고 [nF], [uF]순서로 커지게 된다.
커패시터에 충전된 전하를 Q, 인가된 전압을 V라고 할 때, 1[F]의 정전용량을 갖는 커패시터에 1[V]의 전압을 인가했을 때 1C(쿨롬)의 전하를 두 금속판 사이에 충전할 수 있음을 의미한다.
따라서 정전용량(커패시턴스)가 클수록, 전압이 클수록 많은 양의 전하가 충전된다.
커패시터의 특성
커패시터의 직렬연결
커패시터를 직렬로 연결할 경우 합성 커패시턴스를 구하는 공식은 다음과 같다.
커패시터의 병렬연결
커패시터를 병렬로 연결할 경우 합성 커패시턴스를 구하는 공식은 다음과 같다.
커패시터의 전압과 전류
커패시터의 두 단자에 직류전압을 인가하면 과도전류가 흐르면서 전하가 충전되며 전압이 발생한다.
충전이 끝나고 안정화되면 더 이상 전류가 흐르지 않으며, 일정 전압을 유지하게 된다. 그렇게 안정화된 상태에서 전압을 인가를 중지하면 이전에 발생한 전위차만큼 전하를 방전한다.
커패시터의 전압 특성 곡선
직류전원을 사용한다면 전원을 인가하고 차단할 때에만 충전과 방전이 일어난다. 그러나 교류전원을 사용하게 된다면 순방향일 때는 충전, 역방향일 때는 방전을 계속 반복하게 된다.
따라서 커패시터에 안정적인 직류를 인가하면 충전된 이후 전류가 흐르지 않는다. 그리고 교류를 인가하면 전류가 흐르게 되며, 커패시터의 충전되는 전위차만큼만 방전되기 때문에 일정한 전압을 출력하는 특성이 있다.
커패시터의 내전압과 누설전류
커패시터에는 내전압이 존재한다. 이는 커패시터의 양단에 전압차가 생겼을 때 절연파괴가 일어나지 않는 전압을 말한다. 커패시터의 내전압이 16V이면 16V를 넘는 전압을 인가했을 때 절연파괴가 일어나서 커패시터의 특성을 읽어버리고 전류가 흐르게 된다.
커패시터가 충전된 상태일 때 양단 사이는 유전체로 채워졌기 때문에 전류가 거의 흐르지 않는다. 하지만 미세전류가 양단사이에 흐르는데 이를 누설전류라 한다. 누설전류는 유전체로 인한 손실, 절연저항 등의 여러 이유로 인해서 생긴다.
커패시터와 리액턴스(Xc)
커패시터의 용량인 커패시턴스(정전용량) 외에 커패시터의 저항 값인 용량성 리액턴스가 존재한다. 기호는 Xc이미 공식은 다음과 같다.
커패시터의 저항인 용량성 리액턴스는 주파수와 커패시턴스 값에 반비례하는 것을 알 수 있다.
커패시터의 활용
1. 시간지연 용도
커패시터가 충전되는 시간을 활용하여 시간을 지연시키는 용도로서 사용 할 수 있다.
2. 백업 용도
커패시터에 충전된 전기를 방전하여 부족해진 전압을 일시적으로 유지하는 용도로 사용 할 수 있다.
3. 커플링 용도
커패시터의 교류를 흐르게 하는 특성을 활용하여 직류와 교류 성분의 전원(신호)에서 교류만을 통과하게 한다. 이 때 입력과 출력 사이에 커패시터가 직렬로 연결된다.
4. 디커플링 용도
커패시터의 교류를 흐르게 하는 특성을 활용하여 교류 성분을 접지로 통과하게 한다. 이 때 입력과 출력 사이에 커패시터가 병렬로 접지와 연결된다.
커패시터의 종류
1. 알루미늄(전해)커패시터
알루미늄 전극 표면에 형성된 산화 피막을 유전체로 사용하는 커패시터이다. 용량이 크고 온도 특성, 주파수 특성이 나쁘다. 단자에는 전극이 있어 사용할 때는 주의가 필요하며, 커플링, 저주파 바이패스용 등으로 많이 사용된다.
2. 탄탈 커패시터
전극으로 탄탈을 이용한 전해 커패시터이다. 용량이 크고 온도 특성, 주파수 특성 모두 알루미늄 전해 콘덴서보다 뛰어나며 전해 커패시터보다 가격이 높은 반면 spike 형상의 전류가 나타나지 않는다. 단자에는 극성이 있어 사용할 때는 주의가 필요하며 커플링, 필터 회로 등에 널리 쓰인다.
3. 세라믹 커패시터
전극 사이의 유전체로 세라믹을 사용한 커패시터이다. 고주파 특성이 좋으므로 고주파 신호 성분의 바이패스 용도로 많이 사용된다.
4. 적층 세라믹 커패시터
유전체로 세라믹을 사용하되 적층구조로 되어있는 커패시터이다. 주파수 특성이 양호하여 바이패스용으로 흔히 사용되며 온도 특성도 양호하므로 온도변화를 꺼려하는 회로에도 사용된다.
5.필름 커패시터
폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴카보네이드 등의 필름 양쪽에 전극을 끼워서 원통형으로 감아 넣은 커패시터이다. 무극성으로 절연저항이 높고 손실이 적으므로 아날로그 회로에서 많이 사용한다.
6. 마일러 커패시터(폴리에스테르 필름 커패시터)
얇은 폴리에스테르 필름에 양쪽에서 금속을 끼우고 원통형으로 감은 것입니다. 인덕턴스 성분이 많으므로 비교적 저주파 회로에 사용됩니다.
7. 마이카 커패시터
유전체로 마이카(운모)를 이용한 커패시터이다. 절연저항, 주파수 특성, 온도 특성이 좋고 용량 정밀도가 높고 비싸다.
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이미지 출처
(마일러 커패시터_이미지출처: https://www.flickr.com/photos/chonelectronics/15325604111/ )
(필름 커패시터_이미지출처: https://www.flickr.com/photos/samcatchesides/3508708818/ )
(적층 세라믹 커패시터_이미지출처: https://www.flickr.com/photos/thebiblioholic/46264851124/ )
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Capacitor
커패시터
커패시터란?
커패시터란 전기를 저장할 수 있는 장치 즉 우리말로는”축전기” 라고 한다.
커패시터는 기본적으로는 2장의 전극판을 대향시킨 구조로 되어 있다. 여기에 직류전압을 걸면,각 전극에 전하 라고하는 전기가 축적되며 축적하고 있는 도중에는 전류가 흐른다. 축적된 상태에서는 전류는 흐르지 않게 된다.
1uF정도의 전해 커패시터에서 “아나로그 테스터기”를 저항 측정 모드로 전환하고 접속을 하면 순간 전류가 흘러 테스터의 바늘이 움직이는것을 알수 있다. 그러나 바로 0으로 되고 만다.
반대로, 테스터의 접속 방법을 반대로 하면 역시 순간 전류가 흐른다는 것을 알 수있다. 그러므로 직류 전압이 커패시터에 가해진 경우, 순간적으로 전류가 흐르지만 후에는 흐르지 않기 때문에 직류를 통과시키지 않으려는(직류커트)용도에도 사용된다.
커패시터 종류
1.알루미늄 전해 커패시터
2.탄탈륨 커패시터
전극에 탄탈륨 이라는 재료를 사용하고 있는 전해 커패시터이다.알루미늄 전해 커패시터와 마찬가지로, 비교적 큰용량을 얻을 수 있다.
그리고 온도 특성(온도의 변화에 따라 용량이 변화는 특성) 주파수 특성 모두 알루미늄 전해 커패시터 보다 우수하다.
알루미늄 전해 커패시터는,크라프트(kraft)지 등에 전해액이 스며들게 한것을 금속 알루미늄으로 삽입하여 감아 붙인 구조로 되어 있지만 탄탈 전해 커패시터의 경우는tantalum powder를 소결하여 굳었을 때에 나오는 빈틈을 이용하는 구조로 되어있어 두루마리 구조가 아니므로 알루미늄 전해 커패시터 보다 특성이 우수하다. 탄탈륨 커패시터는 극성이 있으며, 통상, 커패시터 자체에 +의 기호로 전극을 표시하고 있으므로 절대로 극성을 잘못 접속해서는 안 된다.
또한,탄탈륨 커패시터는 온도에의한 용량 변화가 엄격한 회로 어느정도 주파수가 높은회로 등에 사용한다.칩 탄탈륨 커패시터도 있다.
3.세라믹 커패시터
세라믹 커패시터는 전극간의 유전체로 티탄산 바륨(Titanium-Barium)과 같은 유전율이 큰 재료가 사용되고 있다. 이 커패시터는 인덕턴스(코일의 성질)가 적어 고주파 특성이 양호 하다는 특성을 가지고 있어 고주파의 바이패스(고주파 성분 또는 잡음을 어스로 통과시킨다)에 흔히 사용된다.
모양은 원반형으로 되어 있으며, 용량은 비교적 작다. 전극의 극성은 없다.
4.적층 세라믹 커패시터
적층 세라믹 커패시터는 전극간의 유전체로 고유전율계 세라믹을 다층 구조로 사용하고있으며, 온도 특성, 주파수 특성이 양호하고, 게다가 소형이라는 큰특징이 있다.
디지털 회로에서 취급하는 구형파(펄스파) 신호는 비교적 높은 주파수 성분이 함유되어있다. 이 커패시터는 주파수 특성이 양호하다
5.필름 커패시터
극간의 유전체로 폴리스티렌(polystyrene)필름이 사용되고 있다. 이 커패시터는 필름을 감은 구조이므로 인덕턴스(코일)성분이 크다.
따라서,고주파에는 사용 할 수 없으며,수백 kHz 이하의 필터 회로나 타이밍 회로등에 흔히 사용된다. 전극의 극성은 없다. 칩 필름 커패시터가 있다.
6.슈퍼 커패시터
이와 같은 대용량의 커패시터(용량은 0.47F(470,000uF)로 초대용량 커패시터)를 전원 회로등에 사용 할 때에는 각별한 주의가 필요하다.
그 이유는 커패시터가 텅 비어 있을 때에는(전기가 축적되어 있지 않을 때에는) 전류가 계속 유입하므로 정류기 등이 과전류로 인해 파괴되는경우가 있기 때문이다.
통상적인 전원회로의 평활 커패시터는 1,000uF 정도이므로, 커패시터는 순간적으로 충전되지만, 이러한 커패시터를사용하면 충전이 완료되기까지 회로가 쇼트 되어 있는 것과 같으므로 보호회로를 설치하지 않으면 위험하다.
용량이 크기 때문에 단시간의백업(배터리 정도의 장시간은 아니지만)등에 사용 할 수 있을 것이다. 최대 용량인데 비해 비교적 형태가 작으며, 직경이 21mm, 높이 11mm이다. 극에 극성이 있으므로 주의 할 필요가 있다.
7.마일러 커패시터
얇은 폴리에스테르(polyester) 필름을 양측에서 금속으로 삽입하여, 원통형으로 감은 것이다.낮은 가격으로, 사용하기는 쉽지만 높은 정밀도를 기대할 수는 없다.
오차는 대략 ±5%에서 ±20% 정도이다.
8.폴리프로필렌 커패시터
마일러 커패시터보다 높은 정밀도가 요구되는 경우에 사용한다.유전체 재료는 폴리프로필렌(polypropylene) 필름을 사용하며,100kHz이하의 주파수에서 사용하면 거의 용량의 변화가 없다.
9.가변용량 커패시터
용량을 변화 시킬 수 있는 커패시터이며,주로 주파수 조정등에 사용한다. 부착할 때의 주의 사항으로, 전극 극성은 없지만 용량을 조절하는나사 부분이 어느 한 쪽의 리드선에 연결 되어 있기 때문에 리드선의 한 쪽이 어스에 접속되는 경우에는 조절나사가 연결되어 있는 리드선을 어스측으로 한다.
그렇게 하지 않으면 조절 할때의 드라이버의 용량이 영향을 주므로 잘 조절 되지 않는다.(드라이버는 규격품을 사용해야함)
커패시터 기능
1.백업 용도
2.디커플링 용도
3.커플링 용도
KR20110053795A – 단상 ｐｗｍ 컨버터의 직류 링크 커패시터 용량 추정 시스템 – Google Patents
H — ELECTRICITY
H02 — GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
H02M — APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
H02M7/00 — Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
H02M7/02 — Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
H02M7/04 — Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
H02M7/12 — Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
H02M7/145 — Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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