안녕하세요 시제품 개발 전문기업 디자인웨일입니다.
오늘은 콘덴서에 대해 알아보도록 하겠습니다.
콘덴서는 축전기 또는 커패시터(Capacitor)라고도 불리며
불안정한 전원을 잡아주고 노이즈를 제거하는데 사용됩니다.
전기 회로에서 전기 용량을 전기적 퍼텐셜 에너지로 저장하는 장치로
전기를 저장하거나 방전할 수 있습니다.
또한 직류를 차단하고 교류를 통과시키며 IC(직접회로)의 안정된 작동을 위해 사용합니다.
용량이 클수록, 주파수가 높을 수록 전류가 잘 통하며
용량 단위는 F(패럿), 일반적으로 pF(피코 패럿), uF(마이크로 패럿) 단위를 주로 사용합니다.
콘덴서의 구조와 원리
콘덴서는 두 전극판이 마주보고 있는 구조로 되어있고, 사이에는 절연체가 들어갑니다.
절연체는 전극판 사이의 전기를 파단하고 전기를 담아두는 역할을 하는데,
어떤 재질의 절연체를 사용하느냐에 따라 콘덴서의 종류는 다양해집니다.
각 판의 표면과 절연체의 경계 부분에 전하가 비축되고, 양 표면에 모이는 전하량의 크기는 같지만 부호는 반대입니다.
두 도체판 사이에 전압을 걸면 음극에는(-)전하, 양극에는(+) 전하가 유도되는데, 이로 인해 전기적 인력이 발생합니다.
이 인력에 의하여 전하들이 모여있게 되어 에너지가 저장됩니다.
하나의 극으로 이루어진 단극성 콘덴서와 양극으로 이루어진 양극성 콘덴서가 존재하며
양극성 콘덴서는 긴 리드선이 +극, 짧은 리드선이 -극입니다.
콘덴서의 종류
○ 전해콘덴서
전해콘덴서 또는 케이콘(chemical cindenser)으로 불리며
유전체로 얇은 산화막을 사용하며, 전극으로는 알루미늄을 사용합니다.
유전체를 얇게 만들 수 있어 큰 용량을 얻을 수 있고
플러스 전극과 마이너스 전극이 정해져 있습니다.
○탄탈콘덴서
전극에 탄탈륨이라는 재료를 사용하며
비교적 큰 용량을 얻을 수 있습니다.
온도특성이나 주파수 특성이 전해콘덴서보다 우수합니다.
전해콘덴서보다 비싸기 때문에 용량변화가 엄격한 회로,
어느 정도 주파수 높은 회로 등에 사용됩니다.
○세라믹콘덴서
전극간의 유전체로 티탄산 바륨(Titanium-Barium)과 같은 유전율이
큰 재료로 사용됩니다.
인덕턴스(코일의 성질)가 적어 고주파 특성이 양호하여
고주파의 바이패스에 흔히 사용됩니다.
용량은 비교적 작다는 특징이 있습니다.
○적층 세라믹 콘덴서
전극간의 유전체로 고유전율계 세라믹을 다층 구조로 사용합니다.
온도 특성, 주파수 특성이 양호하고, 소형이라는 특징이 있습니다.
디지털 회로에서 취급하는 구형파(펄스파) 신호는
비교적 높은 주파수 성분이 함유되어 있고
온도 특성도 양호하므로 온도변화를 꺼려하는 회로에도 사용됩니다.
○슈퍼 커패시터
0.47F의 초대용량 콘덴서입니다.
콘덴서가 텅 비어있을 때는 전류가 계속 유입되므로
과전류로 인해 파괴될 수 있기 때문에 주의해야합니다.
용량이 크기 때문에 단시간의 백업등에 사용할 수 있으며
초대용량이지만 비교적 형태가 작습니다.
전극에 극성이 있으므로 주의해야합니다.
○폴리에스테르 필름 콘덴서(마일러 콘덴서)
마일러 콘덴서라고도 하며 얇은 폴리에스테르(polyester)필름을 양측에서 금속으로 삽입하여, 원통형으로 감은 것입니다.
비용이 저렴해 사용하기 쉽지만 정밀도는 높지 않습니다.
○스티롤 콘덴서
전극간의 유전체로 폴리스티렌(polystyrene)필름이 사용됩니다.
필름을 감은 구조로 인덕턴스(코일) 성분이 크며
고주파에는 사용할 수 없으며 수백 kHz이하의 필터회로나 타이밍 회로 등에 사용됩니다.
○폴리프로필렌 콘덴서
폴리에스테르 콘덴서보다 높은 정밀도가 요구되는 경우에 사용합니다.
유전체 재료는 폴리프로필렌(polypropylene) 필름을 사용하며
100kHz 이하의 주파수에서 거의 용량 변화가 없습니다.
○마이카 콘덴서
운모(mica)를 사용한 콘덴서로, 운모는 온도계수가 작고 안정성이 우수하며,
주파수 특성이 양호해 고주파의 공진회로나 필터회로 등에 사용됩니다.
절연내압도 우수하므로 고압회로에도 사용됩니다.
다만 용량이 크지 않고 비쌉니다.
○가변용량 콘덴서 - 트리머, 바리콘
용량을 변화시킬 수 있는 콘덴서이며, 주로 주파수 조정 등에 사용합니다.
그 중 트리머(trimmer)는 유전체로 세라믹을 사용하고 있습니다.
그 외에도 폴리에스테르 필름 등을 유전체로 사용한 것도 있습니다.
프린트 기판에 실장할 수 있도록 만들어졌습니다.
바리콘은 라디오의 튜너 등에 사용되는 가변용량 콘덴서입니다.공기를 유전체로 사용하기도 합니다.
오늘은 콘덴서에 대해서 알아봤는데요.
시제품제작 상담과 제작의뢰는
디자인웨일로 문의 주시면 성심성의껏 빠르게 답해드립니다.
문의사항은 디자인웨일 홈페이지와 이메일로
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이메일:
info@design-whale.com
지금까지 시제품 개발전문기업 디자인웨일이었습니다.
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