קבלים הם מרכיב פסיבי חיוני של מעגלים חשמליים בגלל מגוון היישומים הרחב שלהם. יתרה מכך, בחירת סוג קבל מתאים למעגל היא הכרחית מכיוון שהקבלים מחולקים לסוגים שונים על סמך המבנה וההרכב שלהם. קבלי סרט הוא אחד מסוגי הקבלים בעלי חיי מדף ארוכים, השראות עצמית נמוכה ויכולים לספוג את עליות המתח במעגלים מבלי להיפגע.
מתווה:
מהו קבל סרט
בנייה ועבודה של קבל סרט
סוגי קבלי סרט
תכונת ריפוי עצמי של קבלי סרט
מעגל סנובר
מסנני כוח
מסנני EMI
סיכום
מהו קבל סרט
קבל סרט הוא כזה שיש לו סרט פלסטיק בתור הדיאלקטיקה בין הלוחות שלו, מה שהופך אותו פחות יקר ושומר על מאפייניו קבועים למשך זמן רב יותר. סרט פלסטיק זה דק למדי מכיוון שיש לו עובי של מיקרומטר אחד. קבל זה נופל תחת הקטגוריה של הקבל הלא מקוטב, וזה הופך אותו לשימושי למדי במעגלי AC. קבלי הסרט יכולים לעמוד במתח יתר הגבוה פי שניים מיכולת המתח הנקוב שלהם.
בנייה ועבודה של קבל סרט
ישנם סוגים שונים של סרטי פלסטיק המשמשים בקבל סרט בעלי מאפיינים שונים, למשל סרט פוליפרופילן מספק התנגדות בידוד גבוהה יותר ומתאים למעגלים בעלי זרמים גבוהים יותר. יתר על כן, פוליפרופילן גופרתי מגיע עם עמידות גבוהה בחום ומאפייני חום טובים אך הוא יקר. אז הנה סוגי הסרטים עם המאפיינים שלהם המשמשים כדיאלקטריים בקבלי סרט:
סוג קבלי סרט
כעת בהתבסס על חומר הסרט הדיאלקטרי של קבל הסרט, המאפיינים שלו משתנים מאוד אז הנה טבלה המציגה את המאפיינים של קבלי הסרט המבוססים על סוגים שונים של חומר בידוד:
כדי להמחיש עוד יותר את בניית הקבלים ישנם שני סוגים של קבלי סרט האחד הוא קבלי סרטים והשני הוא קבלים מתכתיים או קבלי שקיעה:
קבלים לסרטי רדיד
לסוג זה של קבלים יש אלקטרודות העשויות מרדיד מתכת, ואשר משולבות בין רדיד הפלסטיק של הדיאלקטרי. אלו הם קבלי סרט פצעים שיכולים להיות אינדוקטיביים או לא אינדוקטיביים וההבדל בין השניים הוא שלקבל סרטי רדיד השראות המטרה המחוברים ישירות לאלקטרודות לפני הליפול. בעוד שלקבל סרטי הרדיד הלא-אינדוקטיביים יש טרמינלים המחוברים לחזיתות הקצה.
קבלי סרט האלקטרודה הלא-אינדוקטיביים מציגים השראות נמוכה יותר ובעלי מאפיינים בתדר גבוה בהשוואה לאלו האינדוקטיביים. בקבל סרטי רדיד אינדוקטיבי, יריעות המתכת ממוקמות בין שני סרטי פלסטיק ואינם מחוברים ישירות:
בעוד שבקבל הסרטים הלא-אינדוקטיביים, רדיד המתכת ממוקם בצורה כזו שכל נייר כסף ממוקם במידה מסוימת מהסרטים הפלסטיים של דיאלקטרי:
קבל סרט מתכתי
סוג נוסף של קבלי סרט הוא קבל הסרט המתכתי, שכן יש לו שכבה מתכתית דקה המרוססת על צד אחד של סרט פלסטיק דיאלקטרי. שכבת מתכת שהופקדה על סרט הפלסטיק יוצרת אלקטרודה של קבלים שהיא די דקה מה שהופך אותה להרבה יותר קטנה מקבל הסרט מסוג אלקטרודה. קבלים אלה הם רק מסוג לא אינדוקטיבי אך יכולים להיות מסוג פצע או למינציה:
קבל הסרט פועל כמו הקבל הכללי, כלומר כאשר מחברים אליו ספק כוח הפוטנציאל בין שתי האלקטרודות מתחיל להצטבר. כאשר המטען בשתי הלוחות מצטבר לקיבולת שלהם זה אומר שהקבל טעון במלואו. יתר על כן, קבלי הסרט הללו מגיעים עם תכונת ריפוי עצמי אשר מוסיפה לחיי המדף שלהם.
תכונת ריפוי עצמי של קבלי סרט
בכל פעם שהבידוד מנותק מתכת עקב זרם גבוה, טמפרטורה גבוהה או כל מתח יתר, קבל הסרט מחמצן את הסרט המושקע שמסביב. זה מפריד בין שאר שטח הקיבולת לזה הפגום ובכך ממשיך לתפקד כראוי:
עם זאת, בידוד זה של אזור התקלה משאר הקבלים יכול גם להקטין את הקיבול של הקבל לאורך זמן. יתרה מכך, ישנה טבלה למטה המציגה את השפלה של קיבול הקבל לאורך זמן עקב החמצון:
כאן בטבלה למעלה, הגרף הכחול מראה את הקיבול ללא ריפוי עצמי שכן השפלה יכולה להיות גבוהה במיוחד, מה שמוביל לכשל מסיבי. אם האלקטרודות משמשות עם נתיכים בהרכב של קבלי סרט, אז עקומת השפלה תהיה זו בצבע ירוק.
אם הנתיכים מחוברים בצורה לא נכונה לתא הראשוני עלולים להוביל לכשל בקבלים וכתוצאה מכך לאובדן מהיר של הקיבול. העקומה החומה מיועדת לקבל הסרט בעל הספק גבוה שיש לו אלקטרודות מפולחות תקינות, שצפיפותה גבוהה במידה ניכרת עקב הספגת שמן טהור.
סוגים אלה של קבלי סרט מתוכננים בצורה כזו שהם לא מאבדים יותר מ-2 אחוזים מהקיבול המקורי תוך כדי עבודה על ערכי המתח והזרם הנקוב שלהם. זו הסיבה שלקבלי הסרט הללו נוטים להיות בעלי תוחלת חיים גבוהה יותר מאשר שאר סוגי הקבלים ונמצאים בשימוש נרחב במעגלי AC.
קבלי סרט במעגל סנובר
מעגלי כוח בדרך כלל מתמודדים עם עליות זרם ומתח עקב קצבי שינוי גבוהים יותר של מתחים וכדי להתמודד עם בעיות כאלה משתמשים במעגלי סנובר. בעיקר למעגלי הסנובר יש קבלי סרט כדי להפחית את ההפרעות האלקטרומגנטיות ואת מתח המוליכים למחצה. קבל הסרט יכול לעמוד בקצב גבוה יותר של שינוי מתח שיכול לגרום לזרם גבוה יותר לעבור דרכו. אז, סרט הפלסטיק הדיאלקטרי של פוליפרופילן בקבל יהיה התאמה טובה שכן יש לו את היכולת לעמוד בקוצי המתח והזרם עקב התנגדות והשראת סדרה שוות ערך נמוכה:
כאשר ה-MOSFET כבוי, הקבל ייטען דרך הנגד R 1 וכאשר ה-MOSFET נמצא במצב דלוק הקבל יפרק דרך הנגד והאדמה.
קבל סרט כמסנני כוח
כדי לסנן את האותות בממירים ובמנועים, הקבלים במוצא מעבירים את זרמי האדוות הגבוהים כדי להפחית את רמות קצב השינוי של המתח. זה מפחית בסופו של דבר את הלחץ ואת המתח האלקטרומגנטי במערכת. יישום מעשי של קבלי הסרט כמסנן הכוח ניתן להלן במעגל:
כאשר ספק AC מחובר, הקבלים צריכים להיות לא מקוטבים, למעט השימוש בקבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום.
קבלי סרט כמסנני EMI
כדי לסנן את ההפרעות האלקטרומגנטיות עבור המעגלים משתמשים בקבלי הסרט המטאלי בגלל מצב הכשל במעגל הפתוח שלהם והיכולת להתמודד עם מתחים גבוהים. ישנן שתי קטגוריות של קבלים כאשר הם מחוברים במעגלי חשמל על סמך השימוש בהם. אלה עם תווית X הם הקבלים המחוברים קו לקו, הנקראים לעתים קרובות כקבלים קו לנייטרליים ומשמשים לסינון EMI דיפרנציאלי.
ואילו הקבלים המחוברים בקו לאדמה מסווגים כ-Y ולעיתים נקראים קבלים מעקפים. קבלים אלה עוקפים את החוטים לאדמה אשר נקרא מצב סינון EMI נפוץ. מכיוון שקבלים אלו יכולים להיכשל ישנם מצבים מיוחדים במקרה של תקלה, כלומר כאשר קבל ה-X נכשל הוא יוצר קצר חשמלי וכתוצאה מכך ניתוק המפסק. יתרה מכך, אם קבל ה-Y נכשל אז הוא יצור מעגל פתוח אשר ממזער את הסיכון להתחשמלות.
יתרה מכך, במקרה של כשל בקבל X יוביל לכיבוי מערכת ובמקרה של כשל בקבלים Y המערכת תמשיך לפעול אך סינון ה-EMI יקטן. להלן טבלה שמציגה את דירוגי הבטיחות של הקבלים על סמך חיבורי המעגל שלהם:
כעת כדי להמחיש עוד יותר את השימוש בקבלי סרטים עבור סינון EMI הנה מעגל AC פשוט של קו מתח המשתמש בקבלים כמסנני EMI:
השראות עצמית נמוכה של קבלי סרט מהווה יתרון שכן היא שומרת על התהודה של הקבל גבוהה. כאן קבל X מחובר בין הקו לנייטרלי ואילו קבלי Y מחוברים בין הקו לאדמה.
סיכום
קבלים סרטים הם בעלי חשיבות רבה בכל הנוגע למעגלי חשמל בשל המאפיינים השונים שלהם ואחד מהם הוא תכונות הריפוי העצמי. תכונה זו מגדילה את חיי המדף של הקבל וגם מונעת כשל במערכת.
יתר על כן, קבלי הסרט הללו מחולקים לסוגים: האחד הוא אלקטרודת נייר הכסף והשני הוא קבל הסרט המתכתי. באופן דומה, גם קבלי הסרט משתנים בהתאם לסוג החומר המבודד עבור הדיאלקטרי שכן הרכב הדיאלקטרי משפיע על מאפייני העבודה של קבל הסרט. קבלי הסרט עקב דירוג זרם אדוות ותכונת ריפוי עצמי עדיפים על פני קבלים אלקטרוליטיים מאלומיניום.