מהם חיי השירות והאמינות של קבלים?
Apr 14, 2023
קבלים הם מרכיב חיוני בעיצובי מעגלים רבים, אך הם יכולים גם להיות חלק יקר ממערכת. זו הסיבה שכאשר קונים רכיבים למכשיר אלקטרוני, חשוב לדעת מהם חיי השירות והאמינות של סוגי קבלים שונים.
קבל הוא מכשיר המאחסן מטען חשמלי, המורכב ממוליכים המופרדים על ידי חומר מבודד הנקרא 'דיאלקטרי'. זה יכול להיות אוויר, נייר, פלסטיק, נציץ או קרמיקה. לדיאלקטרי יש מספר תכונות שחשובות בתכנון של קבל, ותכונות אלו משפיעות על כמות הקיבול שהקבל יכול להשיג.
סוג הקבלים הנפוץ ביותר הוא הקבל האלקטרוליטי מאלומיניום, הבנוי משני רדיד אלומיניום מוליכים, שלאחד מהם יש שכבת תחמוצת מבודדת, ומרווח ספוג באלקטרוליט נוזלי מוליך. זה מגולגל, מונח במארז גלילי ומצויד בשני פיני חיבור, או רגליים.
מכסים אלה מקוטבים, כלומר כל מתח DC המופעל עליהם חייב להיות מכוון בהתאם לסימונים החיוביים או השליליים על גופם. הם זולים לייצור, ובניגוד לרוב סוגי הקבלים האחרים, הם קטנים פיזית לכמות הקיבול שהם מספקים.
חיי השירות שלהם הם בדרך כלל 15 שנים או יותר, ובדרך כלל ניתן לעשות בהם שימוש חוזר במשך זמן רב לאחר מכן. לעתים קרובות, הם יאבדו חלק מהקיבול המדורג שלהם, עקב אידוי האלקטרוליט, אך הם עדיין יהיו ניתנים לשימוש.
במעגלי שמע, השימושים הנפוצים ביותר של קבלים הם לשלוש פונקציות: צימוד מתח DC מפלט של רכיב מעגל אחד לאחר; ניתוק ואחסון מסילות אספקת חשמל; ומעגלים סלקטיביים תדרים כגון מסננים ואקולייזרים. ביישומים אלה הם פועלים כ"חוסם" יעיל מאוד של זרימת זרם DC, ומפחיתים את ההשפעה של הפרעות שעלולות לשבש את איכות אות השמע על ידי החדרת כמות גדולה של רעש למערכת.
הם גם פועלים כ'מסנן' על ידי הפחתת ההשפעה של אותות בתדר נמוך ולעיתים, שיפור התגובה של תדרים גבוהים יותר כדי להקל על המגבר לשחזר את האותות הללו. הם משמשים במגוון מעגלים שונים, וניתן למצוא אותם בסוגים רבים של מכשירים, החל ממכשירי רדיו צינור ועד מחשבים וציוד שמע.
חיי השירות של קבל תלויים במספר גורמים, כולל החומר ממנו הוא עשוי, היישום שלו וטמפרטורת הסביבה שבה הוא מאוחסן או מופעל. זה גם מושפע מחימום מקומי, קוטביות הפוכה DC ונחשולי זרם, והפעלת זרמי גלים במעגל.
באופן כללי, קבלים אלקטרוליטיים רגישים יותר להתפרקות מאשר קבלים שאינם אלקטרוליטים, וה-ESR שלהם (התנגדות סדרה מקבילה פנימית) נוטה לעלות ככל שהם מתבגרים. הסיבה לכך היא שהמבודדים על האלקטרוליטים הם דקים יותר ובעלי שטח פנים גדול יותר מאשר עמיתיהם הלא אלקטרוליטיים, מה שהופך אותם ליותר מועדים לזרם דליפה.
עם זאת, ספק כוח מתוכנן היטב יכול להאריך את תוחלת החיים של מכסים אלקטרוליטיים על ידי מניעת הצטברות חום עליהם. זה המקום שבו כדאי להשתמש בספק כוח בעל תכונות הגנה מובנות למניעת בריחת תרמית, ולהחליף כל אלקטרוליטיקה שהגיעה לסוף חיי השירות שלהן כשיהיה צורך בכך.
