خازن جامد چیست

هوالعلیم

خازن‌ها يكي از عناصر اصلي در هر مدار الكترونيكي مي‌باشند.اين قطعات با تنوع بسيار زياد در نوع، شكل و اندازه،داراي وظايف گوناگوني در قطعات الكترونيكي مختلف هستند.



خازن‌هاي الكتروليت يكي از انواع مهم خازن‌ها است كه از آن براي انجام وظايفي چون ذخيره موقت الكتريسيته ،ف_ * ل*_ ت ر و... استفاده مي‌شود. ساختمان اين خازن‌ها بسيار ساده است.اين خازن‌ها از دو ورقه آلومينيومي‌كه به دور هم پيچيده شده‌اند و يك لايه عايق الكتروليت که ميان آنها قرار گرفته ، تشكيل شده است.اين خازن‌ها علاوه بر مزاياي مهم ، داراي معايبي نيز هستند.

خازن‌هاي الكتروليت معمولا نمي‌توانند شدت جريان بالايي را تحمل كنند. اين خازن‌ها داراي مقاومت ظاهري بالايي هستند كه همين امر سبب مي‌شود هنگام استفاده از آنها در جريان‌هاي بالا حرارت زيادي توليد شود.
حرارت بالا مي‌تواند سبب بروز تغييرات در ماده الكتروليت شده و علاوه بر ايجاد تغيير در مشخصات الكتريكي خازن باعث نشت و يا باد كردگي خازن شود و ثبات عملكرد آن را از بين ببرد. بعلاوه مقاومت ظاهري اين خازن‌ها هنگام كار در فركانس‌هاي بالا افزايش يافته و همين امر باعث افزايش هرچه بيشتر تلفات توان و در نتيجه افزايش حرارت در آنها مي‌گردد.
به دليل افزايش فركانس و مصرف توان قطعاتي چون پردازنده‌ها، حافظه و كارت‌هاي توسعه، مشكلات ايجاد شده توسط خازن‌هاي الكتروليت در كامپيوتر‌ها روز به روز بيشتر مي‌شوند. از همين رو طراحان و توليد كنندگان شروع به استفاده از خازن‌هاي حالت جامد (Solid Capacitor ) در قطعات مختلف كامپيوتر نموده‌اند.
خازن‌هاي حالت جامد در حقيقت نوع جديدي از خازن‌هاي الكتروليت هستند كه با ارايه تمهيداتي مشكلات موجود در خازن‌هاي الكتروليت معمولي را برطرف كرده‌اند. ساختمان اين دو نوع خازن تا حد زيادي شبيه به هم است. مهمترين تفاوت ميان خازن‌هاي حالت جامد و خازن‌هاي الكتروليت معمولي ، در ماده الكتروليت به كار رفته در آنها است.
ورقه جدا كننده در خازن‌هاي معمولي از يك صفحه كاغذي كه به ماده الكتروليت آغشته شده است تشكيل شده در حالي كه در خازن‌هاي حالت جامد ورقه جدا كننده از تركيب ماده الكتروليت با يك پليمر رسانا تشكيل مي‌شود.
خازن‌هاي حالت جامد تقريبا تمامي ‌مشكلات موجود در خازن‌هاي الكتروليتي معمولي را برطرف كرده‌اند. اين خازن‌ها داراي مقاومت ظاهري كمي‌ در فركانس‌هاي بالا بوده و به همين دليل حرارت كمتري را توليد مي‌كنند.
ظرفيت خازن‌هاي حالت جامد با تغيير درجه حرارت تغيير نمي‌كند به همين دليل مي‌توان از آنها در محدوده حرارتي وسيع‌تري استفاده نمود.
اين خازن‌ها توانايي كار در جريان‌هاي بالا را داشته و داراي طول عمر بيشتري نيز مي‌باشند. طول عمر متوسط اين خازن‌ها بين 60 تا 300 درصد بيش از خازن‌هاي الكتروليت معمولي است. در اين نوع خازن‌ها، مشكلاتي چون بروز نشتي و يا باد كردگي به طور كلي از ميان رفته است.
خازن‌هاي حالت جامد داراي ايمني بالايي مي‌باشند و هنگام استفاده از آن‌ها ثبات سيستم به نحو چشمگيري افزايش مي‌يابد. علاوه بر اين، اين خازن‌ها فاقد مواد آلاينده بوده و زياني را به محيط زيست وارد نمي‌آورند.
به علت توانايي كار در فركانس‌هاي بالا، اين خازن‌ها براي استفاده در منابع تغذيه سوييچينگ، مانند مدارهاي تغذيه پردازنده بر روي مادربردها، ايده آل هستند.مشخصات منحصر به فرد و طول عمر بالاي خازن‌هاي حالت جامد آنها را براي استفاده در سيستم‌هايي كه به طور پيوسته و در مدت زمان طولاني مورد استفاده قرار مي‌گيرند مناسب مي‌سازد.

به خاطر مزاياي غير قابل انكار خازن‌هاي حالت جامد، سازندگان قطعات مختلف الكترونيكي و كامپيوتري، شروع به استفاده گسترده از آنها در محصولات خود نموده‌اند.در اين ميان شركت GIGABYE به عنوان يكي از بزرگترين توليد كنندگان مادربرد و ديگر سخت افزارهاي كامپيوتري در جهان اقدام به ارايه مادربردهايي نموده است كه به طور كامل از خازن‌هاي حالت جامد استفاده مي‌نمايند. در حال حاضر سري مادربردهاي DS و DQ اين شركت كه بر پايه چيپ ست‌هاي سري P965 و G965 توليد مي‌شوند تماما از اين خازن‌ها استفاده مي‌كنند.
اين مادربردها براي كار به صورت مداوم و براي مدت طولاني ايده‌آل هستند.كافي نت‌ها، گيم نت‌ها و مكان‌هايي كه مدت زمان زيادي از كامپيوترهاي خود به صورت مداوم استفاده مي‌كنند مي‌توانند از مزاياي اين مادربرد‌ها بهره ببرند.
علاوه بر اين به خاطر توانايي اين خازن‌ها براي كار در فركانس‌هاي بالا، مادربرد‌هايي كه از اين خازن‌ها استفاده مي‌كنند داراي توانايي‌هاي بالايي در زمينه Overclocking هستند كه همين مساله آنها را براي مشتاقان بازي‌ها و كاربراني كه مي‌خواهند از حداكثر توانايي‌هاي سيستم خود استفاده كننده مناسب مي‌سازد.


پلیمر رسانایی که در خازن های جامد استفاده شده است، کمک می کند که ویژگی های ممتاز زبر به دست آید:
http://www.avajang.com/images/bullet.gif ای اس آر پایین در ناحیه فرکانس
http://www.avajang.com/images/bullet.gif جریان با طول موج بلند
http://www.avajang.com/images/bullet.gif طول عمر بیش تر
http://www.avajang.com/images/bullet.gif توانایی تحمل دمای بالا

مادربردهای بادوام با طول عمر بیشتر
در رابطه با طول عمر، خازن های جامد دوام بیشتری نسبت به خازن های الکترولیتی دارند، مخصوصا در شرایطی که کارشان کمتر است. همان طور که جدول زیر نشان می دهد، در دمای 65 درجه سانتی گراد، میانگین طول عمر برای خازن های جامد بیشتر از 6 برابر خازن های االکترولیتی است. بر مبنای سال، خازن های جامد حدود 23 سال دوام خواهند داشت، در حالی که خازن های الکترولیتی بعد از فقط 3 سال از بین می روند. بدیهی است که خازن های جامد طول عمر میانگین بالاتری نسبت به خازن های الکترولیتی دارند

توانایی تحمل دمای بالا - مادربرد با قابلیت اطمینان بالاتر
ظرفیت خازن های جامد، در تغییر دمای شدید، ثابت می ماند. خازن های جامد ظرفیت پایدارتری را نگهداری می کنند و کمتر در برابر تغییرات احتمالی دما صدمه می بینند. همان طور که نمودار نشان می دهد. حتی در حداکثر دما، خازن های جامد، نسبتا ظرفیت ثابتی دارند، به ویژه در مقایسه با خازن های الکترولیتی.

عدم انبساط خازن ها - پایداری بیشتر در برابر اورکلاکینگ
باد کردن و سوراخ شدن خازن ها، سال ها مصرف کنندگان مادربرد را آزار می داد. این مسئله راندمان کامپیوتر ها را به شکل قابل توجهی پایین می آورد، و حتی ممکن است مادربرها را خراب کند، مادربردهایی که زیاد کار نکرده اند.
از آن جایی که هیچ مایعی در مادربردهای جامد وجود ندارد، آنها سوراخ نشده و نمی ترکند. به علاوه توانایی آنها در مقابل تحمل شرایط سخت و مجموع قدرتشان، آنها را برای محیط های اجرایی سخت، مناسب ساخته است.

خلاصه ویژگی های خازن جامد
خازن های جامد ESR کمتری دارند.
http://www.avajang.com/images/bullet.gif منحنی فرکانس امپدانس، منحنی ایده آلی را نشان می دهد.
مناسب برای استفاده در خازن های غیر جفت برای حذف سر و صداهایی مثل حرکات موجی، ولتاژ گذرای کوتاه مدت، دیجیتال، استاتیک، صدا و غیره.
http://www.avajang.com/images/bullet.gif توانایی حل مشکل جریان موج بلند
مناسب برای کوچک سازی، مثل هموارسازی خازن های سوییچ منبع تغذیه.
http://www.avajang.com/images/bullet.gif توانایی تخلیه الکتریکی سریع
مناسب برای استفاده در خازن های پشتیبان در مداری که جریان زیاد در آن با سرعت بالا مصرف می شود.

ESR خازن های جامد تحت تاثیر دما قرار نمی گیرند.
خازن های جامد می توانند برای تجهیزاتی که در دمای پایین کار می کنند (صفر درجه سانتی گراد یا پایین تر) استفاده شوند.

خازن های جامد از عمر طولانی برخوردارند.
شما می توانید مدت 20،000 ساعت (3 سال) کارکرد در دمای 85 درجه سانتی گراد را برای خازن های جامد پیش بینی کنید
مناسب برای تجهیزاتی که باید برای مدت زیادی دوام داشته باشند.

موفق باشید