خازن قطعه ایست که بار الکتریکی را درخود ذخیره میکند. مانند یک ظرف آب . مقدار بار الکتریکی ذخیره شده در خازن بستگی به ظرفیت آن دارد که با علامت میکروفاراد ، نانوفاراد و یا پیکو فاراد مشخص میگردد.

معروف ترین انواع خارنها ، عبارتند از خازن الکترولیت ، خازن پلی استر، خازن تانتالیوم ، خازن سرامیکی ، و پلی پروپیلن.

این چند مدل خازن نام برده شده دارای انواع متعددی هستند که تفاوتهایی با یکدیگر داشته و هرکدام کاربری خاص خودشان را دارا میباشند.

معرفی خازن الکترولیت

یکی از پرمصرف ترین خازنها ، الکترولیت میباشد. مشخصات مهم آن دارای ظرفیت زیاد از یک تا ده هزار میکرو فاراد بوده ، که با علامت f µ نمایش میدهند .ولی ولتاژ تحمل آن معمولا بالا نبوده و از 6.3V شروع شده و تا 450V میرسد.

خازن الکترولیت دارای جهت مثبت و منفی میباشد (مطابق شکل ذبل) که موقع نصب در مدار بایدحتما این نکته رعایت گردد ، در غیر اینصورت امکان منفجر شدن آن به مرور زمان وجود داشته و موجب کنده شدن بدنه آلمینیومی آن وجود دارد .

درخازنهای بزرگ الکترولیت جهت جلوگیری از انفجار بدنه آن و آسیب نرساندن به محیط اطراف ، بر اثرمونتاژاشتباه ، درقسمت بالای بدنه آن چند شیار قرارداده شده که ازانفجار بدنه جلوگیری مینماید .

این خازن مخصوص فرکانسهای پایین بوده و در فرکانسهای بالا حالت مدار باز میباشد ( تقریبا بی اثر ). به همین دلیل درتمامی مدارات یکسو ساز ولتاژ ، جهت صاف نمودن ولتاژ یکسو شده ، یک خازن الکترولیت با ظرفیت بالا قرار داده و بطور موازی با آن یک خازن پلی استر جهت حذف نویز بکار گرفته میشود . ( مطابق شکل ذبل )

خازنهای الکترولیت دارای طول عمر بوده و به مرور زمان خواص خود را از دست میدهند.

بطور معمول خازنهای الکترونیک تلفات انرژی دارندکه در دیتاشیت انها میزان انرا با پارامتر ذیل  مشخص میکنند .این عدد هرچه کوچکترباشد ، تلفات خازن کمتر میباشد .

یکی ازانواع خازن الکترولیت ، خازن بدون جهت دار میباشد (Non Polarize) ، که کاربرد مخصوص دارد، ازدیگر انواع آن ، خازن با تلفات پایین است ( Low ESR) .که گرانتراز نوع معمولی آنها میباشد .

بعضی از انواع خازن الکترولیت به صورت زیر میباشد :

Miniature & long life -

 Low Impedance & L -

For Adapter & Power Supply Application -

Low Impedance & low ESR suitable for Motherboard -

Low Leakage Current -

High Temperature Range -

با توجه به تنوع خازنهای الکترولیت ، طراح مدار باید متناسب با طرح خود ، یکی از انواع این خازن را انتخاب نماید 

یاد آور میگردد که بوده که نشانگر تلفات خازن میباشد.

موارد احتیاط در کاربرد خازن الکترولیت عبارتند از : دوربودن از دمای بالای محیط – دور بودن از رطوبت محیط ،بخصوص نقاطی که رطوبت به همراه نمک محلول باشد . همچنین در موقع تست ظرفیت خازن باید بار الکتریکی ذخیره شده درآن قبلا تخلیه گردد .برای انجام این کار هرگز پایه آن را بهم اتصال کوتاه نکنید که موجب اسیب به آن میگردد ، بلکه به کمک یک مقاومت یک کیلو اهمی ، پایه ها را بهم متصل کنید تا به مرور باز خازن از مسیر این مقاومت تخلیه گردد .                                                                                    

بخش دوم : سایر خازنها

1-خازن تانتالیوم : این نوع خازن یک نوع الکترولیت بوده ولی از نظر ابعاد خیلی کوچک می باشد ، این خازن نیز دارای پلاریته بوده ( پایه مثبت و منفی ) و لذا همانند خازن الکترولیت بایستی در موقع مونتاژ جهت صحیح آن رعایت گردد. ساختار این خازن به گونه است که ظرفیت آن پایداری خوبی دارد ( بر خلاف خازن الکترولیت که ظرفیت آن دارای تلورانس زیادی می باشد ) همینطور این خازن دارای جریان نشتی بسیار کمی دارد . به همین دلایل در مداراتی که دقت بالایی در ظرفیت خازن نیاز است و قابلیت اطمینان بالا و همینطور پایداری حرارتی خوبی لازم است ، مانند دستگاههای پزشکی ، مخابراتی ، صنایع هوایی و نظامی ، از این نوع خازن استفاده میشود .به دلیل همین صفات خوب این خازن ، قیمت آن گرانتر از خازن الکترولیت می باشد.

یاد آوری میشود که این خازن هم به صورت پایه دار ( THD) و هم به صورت مسطح ( SMD) موجود میباشد .

مطابق شکل ذیل دیده میشود که پلاریته خازن ها در روی بدنه انها مشخص می باشد.

1-     خازن عدسی یا ( Ceramic Disk Cap)

این گروه خازن بدون پلاریته هستند و لذا میتوان انها را بدون درنظر گرفتن جهت مونتاژ نمود ظرفیت انها در یک بازه پیکو فاراد شروع شده و تا چند صد نانو فاراد ختم میشود.

عملکرد انها در فرکانسهای نسبتا بالا خوب میباشد ( بر خلاف الکترولیت ) .بهمین دلیل در نقاطی از مدار که باید نویز حذف شود از این نوع خازن استفاده میشود.

ظرفیت این خازن پایداری خوبی داشته و تلفات بسیار کمی دارد و در مقابل گرما مقاومت بهتری دارد .

1-گروه خازنهای یلی استر

این دسته خازن در چند نوع از جمله ( Polyester) و ( Metalized Polyester) و موارد دیگرساخته میشود . کلا عایق مصرفی در بین جوشنهای انها ،از جنس پلی استر بوده و بگونه ایست که در مقابل شوک های ولتاژی مقاومت خوبی دارند . ولتاژ کارکرد انها از 25 ولت شروع و تا 2500 ولت نیز در پله های متعدد وجود دارد . (25-63-160-240-400-630 -2500V ) به همین دلیل ازاین نوع خازن در مدارات قدرت استفاده میشود ..این دسته خازن در مقابل تغییرات دما پایداری خوبی دارند.(از 40-  تا 120+ درجه سانتیگراد ) .بدلیل کم بودن مقاومت سری ( ESR) در فرکانسهای نسبتا بالا عملکرد مناسب دارند .

معمولا ازین خازن در مدارات منبع تغذیه از نوع خازنی و کوپلینگ مدارات  استفاده میگردد ،همینطوردر مدارات تغدیه های کاهنده و بالا رونده  ولتاژ ( Conveقter BUCK - BOOST) بعنوان ذخیره کننده انرژی بکارگرفته میشود .

-Film Capacitors

این دسته خازن دارای عایق پلاستیک یا پلیمر فیلم هستند. خواص الکتریکی این خازن بسیار شبیه خازن های پلی استر بوده ولی با این تفاوت که در مقابل جریانهای گذرا ( Surge Current)   مقاومت خوبی دارند و همین مزیت موجب شده در مدارات قدرت بالا که در انها جریانهای گذرا وجود دارد و یا ضربه ولتاژی دارند ( Pulse) بکار گرفته شوند .

5-خازن پلی استایرین

این خازن بدلیل پایداری ظرفیت خوب آن و مقاومت در برابر حرارت ، تلفات کم ، مختص فرکانسهای بالا میباشد و در مدارات  تیونر و مخابراتی فرکانس بالا ( RF) از آن استفاده میگردد.

معمولا ظرفیت این نوع خازن کم بوده اما ولتاژ تحمل انها تا 1500 ولت هم وجود دارد.توصیه میشود در موقع استفاده از هرنوع خازن دیتا شیت آن مطالعه گردد.