안녕하세요 하드웨어 개발자 보노노 입니다.
오늘은 저항편에 이어 콘덴서를 알아보도록 하겠습니다. 저항과 같이 회로에 가장 많이 쓰입니다. 특성 및 종류를 꼭 알아두시기 바랍니다.
콘덴서의 사용 용도
1. 높은 주파수일수록 적은 저항이 필요할 때
2. 전류의 위상을 빠르게 하고자 할 때
3. L 성분을 제거하고자 할 때
4. AC만을 얻고자 할 때(또는 DC만을 얻고자 할 때)
5. 특정한 주파수를 선택하고자 할 때
6. 순간적으로 진동하는 세력을 없애고자 할 때
7. 잡음을 제거하고자 할 때
8. 적당한 시정수를 얻고자 할 때
9. 주파수 특성을 개선하고자 할 때(음질 개선)
10.전기를 담아두고자 할 때
콘덴서의 기능
- 전기를 저장하거나 방출하는 축전기로서 많이 사용된다.
- 교류는 흐르지만 직류는 통하지 않는다.
많은걸 알진 못하지만 R-C, L-C 등 C는 많이 사용되므로 제일 공부해야 하는 부분인 듯 싶다.
내가 정확히 아는 부분은 10번으로만 쓰인다는것이다. IC 데이터시트의 어플리케이션을 봐도 C는 곳곳에 사용된다. ON/OFF 동작하는 제품의 C는 전압 안정화로 많이 쓰인다. (캐패시터는 동작이 0V ~ 동작전압이 반복되면서 문제가 됨을 방지해준다)
추후 하나씩 알게된다면 추가적으로 글을 작성할 예정이다.
콘덴서의 종류
(1) 전해 콘덴서
- 케이콘 이라고도 부른다. 이 콘덴서는 유전체로 얇은 산화막을 사용하고, 전극을 얇게 할 수 있어 콘덴서의 체적에 비해 큰 용량을 얻을 수 있다. 특징은 극성이 있다는 점이다. 또 허용전압, 용량도 표시하고 있다. 극성을 잘못 접속하거나, 전압이 너무 높으면 콘덴서가 파열되고 만다. 이 콘덴서는 1uF부터 수천uF, 수만UuF 까지의 비교적 큰 용량이 있으며, 주로 전원의 평활회로, 저주파 바이패스 등의 용도에 사용된다. 전해 콘덴서의 전극은 -의 기호를 전극에 표시하고 있다.
(2) 슈퍼 콘덴서
- 대용량, 초대용량 콘덴서 이다. 전원회로 등에 사용할 경우 충전이 안되어 있을 때에는 전류가 계속 유입하므로 정류기(다이오드) 등이 과전류로 인해 파괴될 수 있기 때문에 각별한 주의가 필요하다. 통상적인 전원회로의 평활 콘덴서는 1000uF 정도로 순간적으로 충전되지만, 대용량 콘덴서를 사용하면 충전이 완료되기까지 회로가 쇼트되어 있는 것과 같으므로 보호회로를 설치하지 않으면 위험하다.
(3) 탄탈 콘덴서
- 전극에 탄탈륨이라는 재료를 사용하고 있는 전해 콘덴서이다. 온도 특성, 주파수 특성 모두 전해 콘덴서보다 우수하다. 이 콘덴서도 극성이 있으며, 전해 콘덴서와 달리 +의 기호로 전극을 표시하고 있다.
(4) 스티롤 콘덴서
- 전극간의 유전체로 폴리스티렌 필름을 사용한다. 이 콘덴서는 필름을 감은 구조이므로 인덕턴스 성분이 크다. 고주파에서는 사용할 수 없으며, 수백kHz 이하의 필터회로나 타이밍 회로 등에 흔히 사용된다.
(5) 세라믹 콘덴서
- 이 세라믹 콘덴서는 인덕턴스가 적어 고주파 특성이 양호하다는 특징을 가지고 있어, 고주파의 바이패스 회로에 많이 사용된다. 세라믹은 강유전체의 물질로 아날로그 신호계 회로에 사용하면 신호에 일그러짐이 나옴으로 이와 같은 회로에는 사용할 수 없다.
(6) 적측 세라믹 콘덴서
- 이 콘덴서는 주파수 특성이 양호하고, 소형이라는 점 때문에 디지털회로에 바이패스용으로 많이 사용된다. 온도 특성도 양호하므로 온도 변화를 꺼려하는 회로에도 사용된다.
(7) 폴리에스테르 필름 콘덴서 (마일러 콘덴서)
- 얇은 폴리에스테르 필름을 양측에서 금속으로 삽입하여, 원통형으로 감은 것이다. 저가격으로 사용하기 쉽지만, 높은 정밀도는 기대할 수 없다. 오차는 대략 ±5%에서 ±10%정도이다. 전극의 극성은 없다.
(8) 폴리프로필렌 콘덴서
- 마일러 콘덴서보다 높은 정밀도가 요구되는 경우 사용한다. 유전체 재료는 폴리프로필렌 필름을 사용하며, 100kHz 이하의 주파수에서 사용하면 거의 용량의 변화가 없다.
(9) 마이카 콘덴서
- 작고 안전성이 우수하며, 주파수 특성도 양호하기 때문에, 고주파에서의 공진회로나 필터회로 등에 사용된다. 그리고 절연내압도 우수하여 고압회로에도 사용된다. 예전에는 진공관식 무선 송신기 등에는 흔히 사용되었었다.
(10) 가변 콘덴서
- 용량을 변화시킬수 있는 콘덴서, 주파수 조정으로 사용된다. (라디오의 튜너 등에 사용된다)
(11) 칩 콘덴서
회로도에서의 콘덴서 사용
- 콘덴서에는 여러가지 종류가 있으나 회로도에 표현할 때는 다음과 같은 3 종류가 주로 사용된다.
C1
- 콘덴서 / 소형 동조 회로용으로 사용
C2
- 바이패스 콘덴서 / 고주파 바이패스용 단위는 uF
C3
- 전해 콘덴서 / 저주파 바이패스나 평활 용으로 극성과 내전압에 주의
(나의 경우 C2와 C3만 사용한다.)
캐패시터 읽는 방법
- 칩저항 읽는 방법과 큰 차이는 없다. 하지만 단위를 생각해야한다.
위의 내용은 참고만하고 더 쉽게 이해하기 위해 예를 몇가지 들어서 설명하겠다.
예시 1. 적층 세라믹 캐패시터
104 라고 적혀있습니다 -> 10 x 10^4 = 100000pF 입니다.
기본 단위는 pF 입니다. 즉 100000pF = 100nF = 0.1uF 이 됩니다.
0이 많을수록 읽기 불편하기 때문에 nF 또는 uF로 많이 바꿔서 읽습니다.
예시 2. 탄탈 캐패시터
226C 라고 적혀있습니다.
위의 방법으로 22 x 10^6 = 22000000pF 가 됩니다. (동일하게 기본 단위는 pF 입니다.)
즉 22000000pF = 22000nF = 22uF가 됩니다.
0이 가장 적은 22uF로 쓰면 읽기 더 쉽겠네요.
(참고로 C는 오차율을 말합니다.)
예시 3. 전해 캐패시터
캐패시터 몸통에 단위까지 모두 적혀있습니다.
보이는 바와 같이 용량은 10uF, 내압은 160V가 되겠습니다.
(내압의 경우 전압의 2~3배 높게 사용됩니다.)
예시 4. 칩 캐패시터
칩캐패시터의 경우 저항과 다르게 외관에 써있지 않고 암호화 되어 있으므로 파악이 불가합니다.
이러한 부분은 즉 캐패시터 관리를 잘해야 된다는 말입니다.
위의 예시들과 같이 다양한 캐패시터가 있지만 단위를 잘 파악한다면 저항과 다를바없이 읽기 어렵지 않을것 입니다.
직렬, 병렬에서의 콘덴서
저항의 직렬 = 콘덴서의 병렬
저항의 병렬 = 콘덴서의 직렬
이렇게 이해하면 쉽습니다.
직렬 저항 및 콘덴서 계산
저항이 직렬 계산 => 5k + 1k = 6k
콘덴서의 직렬 계산 => (100uF * 200uF) / (100uF + 200uF) = 200uF/3 = 66.666uF
병렬 저항 및 콘덴서 계산
위 사진 좌측 저항이 병렬 계산 => (5k * 1k)/(5k + 1k) = 833.333옴
아래의 콘덴서의 병렬 계산 -> 100uF + 200uF = 300uF
참고 문헌 :
1. 전기전자기초교재
'하드웨어 > 부품 및 소자 특성' 카테고리의 다른 글
| TR, MOSFET의 스위칭 사용 방법 (+다이오드, R,L,C 간단 용도) (0) | 2022.08.22 |
|---|---|
| 레귤레이터 종류 ( 정전압 안정화 회로 ) (0) | 2022.08.21 |
| 부품의 사용 용도 및 특성 (폴리스위치, 퓨즈) (0) | 2022.08.20 |
| 전자회로에서의 콘덴서의 역할 (콘덴서편 부가 설명) (0) | 2022.08.19 |
| 부품의 사용 용도 및 특성 (저항편) (0) | 2022.08.18 |