Komponenty, część 1: kondensatory klasy X

Tym artykułem chciałbym rozpocząć cykl poświęcony różnym elementom elektronicznym: diodom, kondensatorom, rezystorom, warystorom itd.
Komponentów jest bardzo dużo i wszystkie są różne. Nie opuszcza mnie wrażenie, że zanim skończę o nich opowiadać, pojawi się już coś nowego :)
Zacznę od kondensatorów klasy X, tym bardziej że ten artykuł będzie uzupełnieniem mojego poprzedniego tekstu o kondensatorach Y.

Właściwie wszystkie te artykuły będą uzupełnieniem filmów. Nie piszę scenariuszy, zwykle po prostu opowiadam to, co wiem, dlatego mogą pojawić się pewne zastrzeżenia albo rozbieżności między wersją filmową a tekstową. Postaram się jednak, żeby było ich jak najmniej.
W tym cyklu będę opowiadał nie tylko o samych komponentach, ale też o tym, w jakich obwodach elektronicznych najlepiej je stosować i dlaczego, a także być może o możliwościach ich zamiany.
Jeśli interesują Was jakieś konkretne komponenty, postaram się przygotować poświęcone im filmy w pierwszej kolejności. Będę więc wdzięczny za komentarze i pytania.

Kondensatory X są zwykle stosowane razem z kondensatorami Y. Przyjęło się, że oba typy wykorzystuje się jako elementy przeciwzakłóceniowe w filtrach. Oczywiście każdy z nich może być też stosowany niezależnie.

Wyglądają jak niewielkie klocki w różnych kolorach, zwykle szarym, niebieskim lub żółtym. Każdy powinien mieć odpowiednie oznaczenie.


W sieci elektrycznej występuje sporo zakłóceń wysokiej częstotliwości i tętnień, dlatego zadaniem kondensatora X jest maksymalne ich tłumienie, a właściwie zwieranie ich przez kondensator. To samo dotyczy zakłóceń pochodzących z zasilacza. Na schemacie pokazano drogę zakłócenia i to, jak trafia ono do kondensatora.
Po lewej stronie schematu widać rezystor o rezystancji 560 kΩ. Służy on do rozładowania kondensatora po odłączeniu zasilania. Jeśli go nie zamontujemy, a po odłączeniu zasilacza dotkniemy styków wtyczki zasilającej, może nas porazić prąd. Niezbyt mocno, ale nieprzyjemnie. Kiedyś przyniesiono mi kamerę JVC, której zasilacz potrafił „gryźć”.


Kondensatory klasy X różnią się od zwykłych tym, że:
1. Lepiej pracują przy napięciu sieciowym
2. Wytrzymują skoki wysokiego napięcia
3. Nie są podatne na samozapłon.

W zasadzie można je zastąpić zwykłymi kondensatorami, ale to ostateczność. Ponadto montowane kondensatory muszą być przystosowane do napięcia co najmniej 630 V. Możecie usłyszeć, że można wstawić kondensator na 400 V, bo wiele razy tak robiono i działało. Nie słuchajcie — minimum to 630 V!
Dlatego prawidłowo jest montować te ze zdjęcia po lewej.


Szczególną uwagę trzeba zwracać na kondensatory importowane (czytaj: chińskie). Po lewej stronie zdjęcia są czerwone kondensatory. Niejednokrotnie widziałem je rozerwane, a przecież mogłyby nawet spowodować pożar.


Kilka słów o oznaczeniach.
X1 – Stosowane w urządzeniach przemysłowych podłączanych do sieci trójfazowej. Te kondensatory wytrzymują skok napięcia do 4 kV.
X2 – Najpopularniejsze. Stosowane w urządzeniach domowych przy nominalnym napięciu sieci do 250 V, wytrzymują skok do 2,5 kV.
Y1 – Pracują przy nominalnym napięciu sieci do 250 V i wytrzymują napięcie impulsowe do 8 kV
Y2 – Najpopularniejszy typ, może być stosowany przy napięciu sieci do 250 V i wytrzymuje impulsy do 5 kV

Mała podpowiedź
1. Kondensatorów typu Y można używać zamiast kondensatorów typu X, ale nie wolno stosować kondensatorów typu X zamiast kondensatorów typu Y.
2. Kondensatory typu Y mają zwykle znacznie mniejszą pojemność niż kondensatory typu X.
3. W przypadku kondensatorów typu X im większa pojemność, tym lepiej. Pojemność kondensatorów typu Y należy natomiast dobierać jak najmniejszą. Typowa wartość 2,2 nF już potrafi porządnie „kopnąć”, jeśli jednocześnie dotkniemy wyjścia zasilacza i uziemionego przedmiotu.

Przy doborze pojemności kondensatorów X sprawa jest prosta: im większa, tym lepiej. W zwykłych urządzeniach domowych można stosować dowolną klasę.

Czasami kondensatory typu Y mogą mieć obudowę taką jak kondensatory typu X. Zachowajcie ostrożność podczas ich stosowania.


Ponadto, jak napisałem wyżej, kondensatorów typu Y można używać zamiast typu X. Co więcej, czasami spotyka się nawet podwójne oznaczenie. Nawet kondensator Y2 można śmiało zastosować zamiast X1.
Po lewej stronie jest prawdopodobnie właściwy kondensator, ale ponieważ nie ma oznaczenia Y, lepiej go nie stosować, przynajmniej zamiast kondensatora międzyuzwojeniowego.


Pewnie zapytacie, dlaczego w ogóle X i Y, a nie na przykład W i Z. Spróbuję wyjaśnić, jak rozumiem zasadę oznaczania.
Na płytce kondensator typu X montuje się tak, jak pokazano na schemacie, czyli jedną ścieżką podłącza się go do wejścia, a drugą do wyjścia. Wynika to z chęci zminimalizowania długości ścieżek, ponieważ prąd zawsze płynie najkrótszą drogą.


Jeśli jednak przyjrzymy się tym ścieżkom bliżej, zobaczymy, że układ kondensatora X przypomina literę X, a kondensatorów Y — odpowiednio literę Y.
Nie będę twierdził, że właśnie taki był zamysł, ale wygląda to całkiem logicznie :)


Dla przykładu pokażę, jak te kondensatory wyglądają w rzeczywistych zasilaczach.
Po lewej zasilacz z tunera satelitarnego, po prawej — z monitora. W pierwszym przypadku zastosowano kondensatory przed dławikiem i za nim, w drugim tylko przed dławikiem. Pierwsze rozwiązanie nieco lepiej radzi sobie z zakłóceniami, ale w drugim jest dodatkowy dławik, który obniża ich poziom.


Dławik widać nieco na lewo i poniżej kondensatora. Zastosowano kondensator klasy X2 o pojemności 0,22 µF.


Oto dla przykładu inny zasilacz — komputerowy.


Na wejściu również znajduje się kondensator klasy X2 o pojemności 0,22 µF, ale w tym przypadku to tylko zbieg okoliczności, ponieważ kondensatory w zasilaczu tunera satelitarnego mają pojemność 0,1 µF.


A oto te nietypowe kondensatory typu Y, o których pisałem wyżej. Wcześniej nie zwracałem uwagi na to, że mają tak nietypową obudowę. Zauważyłem to dosłownie niedawno.
Przy okazji, po lewej stronie płytki widać oznaczenie producenta zasilacza — Astec. Swego czasu produkował bardzo dobrej jakości zasilacze, można je było spotkać także w postaci ładowarek do telefonów (na przykład Siemens). Później jednak producent wycofał się z rynku sprzętu AGD i RTV. Wielka szkoda, bo jakość jego produktów była naprawdę wysoka. Co więcej, produkował nawet własne układy scalone.


A skoro już mowa o zasilaczach — choć nie tylko o nich. Jak pisałem, kondensatory klasy X są bardzo niezawodne, więc zanim wyrzucisz stary zasilacz, sprawdź, czy nie da się ich wylutować. Najprawdopodobniej będą sprawne.
Ogólnie rzecz biorąc, różne zasilacze i inne urządzenia są dobrym źródłem części, zwłaszcza gdy potrzebujemy jednej lub dwóch sztuk. Czasem wygodnie jest po prostu przechowywać je w całości, bez rozbierania.
Na przykład poniżej znajduje się układ zasilacza standby. Można wylutować wszystkie elementy i uzyskać zasilacz małej mocy 5/12 V do zasilania czegoś w rodzaju Arduino.


Albo sekcja wyjściowa. Można stąd śmiało brać rdzenie do różnych przetwornic napięcia i filtrów — bardzo wygodne rozwiązanie. Szczególnie przydatny może być dławik stabilizacji grupowej.
Kondensatory elektrolityczne też mogą się przydać, ale jeśli zasilacz jest „chiński”, lepiej ich nie używać — często trafia się tam złom.


Skoro już poruszyłem temat filtrów zasilania, pokażę filtr z jakiegoś radzieckiego monitora (tak przypuszczam), który znalazłem dziś na balkonie.
Widać dużą metalową obudowę, na jej ściance dwa bezpieczniki (w zasilaczach impulsowych najlepiej montować je właśnie parami) i, co zaskakujące, całkiem standardowe, współczesne gniazdo zasilania.


Kiedy go rozebrałem, przeżyłem szok. Wszystko jak w typowym chińskim produkcie masowym: duża obudowa, a w środku trzy elementy — i to dosłownie trzy: dławik, kondensator i rezystor.


Z grubsza szacuję, że zasilacz podłączony za filtrem miał moc 100-150 W. Dziś w obudowie o takich wymiarach bez problemu zmieściłby się zasilacz razem z filtrem. Dla porównania na zdjęciu zasilacz o mocy 100 W.


W niektórych zasilaczach trafiają się też takie wygodne filtry. Tutaj również są trzy elementy: dławik, kondensator i rezystor. Wystarczy przelutować złącze na wejście i można go używać — kompaktowo, skutecznie i za darmo.


To już wszystko, resztę można zobaczyć na filmie. Jak mówiłem, chętnie poznam pomysły, pytania i komentarze — kontakt z widzami i czytelnikami jest przecież o wiele przyjemniejszy :)