基本的な電子機器-分極コンデンサ

分極コンデンサは、特定の正および負の極性を持つものです。これらのコンデンサを回路で使用するときは、それらが接続されていることに常に注意する必要がありますperfect polarities。次の画像は、分極コンデンサの分類を示しています。

電解コンデンサとの議論を始めましょう。

電解コンデンサ

電解コンデンサは、電解コンデンサが使用されていることを名前で示すコンデンサです。それらは、特定の極性を持つアノード（+）とカソード（-）を持つ分極コンデンサです。

その上に金属 insulating oxide layer 陽極酸化によるフォームは、 Anode。固体または非固体electrolyte 酸化物層の表面を覆い、 cathode。電解コンデンサははるかに高いですCapacitance-Voltage (CV) value アノード表面が大きく、誘電体酸化物層が薄いため、他のものよりも優れています。

アルミニウム電解コンデンサ

アルミニウム電解コンデンサは、電解コンデンサの中で最も一般的なタイプです。これらのものでは、純粋なAluminum foil エッチングされた表面で Anode。数マイクロメートルの厚さを持つ金属の薄層は、diffusion barrier、電気的に分離するために2つの金属の間に配置されます。したがって、拡散バリアはdielectric。ザ・electrolyte として機能します cathode 酸化物層の粗い表面を覆っています。

次の図は、利用可能なさまざまなサイズのアルミニウム電解コンデンサの画像を示しています。

電解質に応じて、3種類のアルミニウム電解コンデンサがあります。彼らは-

湿式アルミニウム電解コンデンサ（非固体）
二酸化マンガンアルミニウム電解コンデンサ（固体）
ポリマーアルミニウム電解コンデンサ（固体）

これらのアルミニウム電解コンデンサの主な利点は、 low impedance主電源周波数でも値があり、安価です。これらは主にで使用されますPower supply circuits, SMPS （スイッチモード電源）および DC-DC Converters。

タンタル電解コンデンサ

これらは別のタイプの電解コンデンサであり、 anode で構成されています tantalum その上に非常に薄い絶縁 oxide layer形成されます。このレイヤーは、dielectric そしてその electrolyte 酸化物層の表面を覆う陰極として機能します。

次の図は、タンタルコンデンサがどのように見えるかを示しています。

タンタルは高誘電率の誘電体層を提供します。タンタルは、体積あたりの静電容量が大きく、重量が軽いです。しかし、これらのものは、タンタルが頻繁に入手できないため、アルミニウム電解コンデンサよりも高価です。

ニオブ電解コンデンサ

ニオブ電解コンデンサは、不動態化されたニオブ金属または一酸化ニオブがアノードと見なされ、絶縁性の五酸化ニオブ層がアノードに追加されて誘電体として機能する他のタイプの電解コンデンサです。固体電解質は、カソードとして機能する酸化物層の表面に置かれます。次の図は、ニオブコンデンサがどのように見えるかを示しています。

ニオブコンデンサは、SMD（表面実装デバイス）チップコンデンサとして一般的に入手可能です。これらはPCBに簡単に取り付けられます。これらのコンデンサは完全な極性で動作する必要があります。指定よりも高いあらゆる種類の逆電圧またはリップル電流は、最終的にはdestroy the dielectric コンデンサも同様です。

スーパーキャパシタ

他のコンデンサよりもはるかに高い静電容量値を持つ大容量電気化学コンデンサは、次のように呼ばれます。 Super Capacitors。これらは、電解コンデンサと二次電池の間にあるグループとして分類できます。これらは、Ultra Capacitors。

これらのコンデンサには、次のような多くの利点があります。

それらは高い静電容量値を持っています。
彼らははるかに速く料金を保存して配達することができます。
それらは、より多くの充電および放電サイクルを処理できます。

これらのコンデンサには、次のような多くの用途があります。

車、バス、電車、エレベーター、クレーンなどに使われています。
回生ブレーキに使用されます。
それらはメモリバックアップに使用されます。

スーパーキャパシタの種類は、2層、疑似、ハイブリッドです。

二層コンデンサ

二層コンデンサは静電コンデンサです。電荷の堆積は、二重層の原理に従ってこれらのコンデンサで行われます。

すべての固体物質は、液体に廃棄されると表面層に負の電荷を帯びます。
これは、液体の誘電率が高いためです。
すべての陽イオンが固体材料の表面に近づき、皮膚を作ります。
固体材料の近くの陽イオンの堆積は、距離とともに緩くなります。
陰イオンと陽イオンの堆積によってこの表面に生成された電荷は、ある程度の静電容量値につながります。

この二重層現象は、ヘルムホルツ二重層とも呼ばれます。下の図は、コンデンサが充電されたときと放電されたときの二重層現象の手順を説明しています。

これらのコンデンサは、単に電気二重層コンデンサ（EDLC）と呼ばれます。それらは、導電性電極の表面と電解質との間の電荷の分離を達成するために炭素電極を使用します。炭素は誘電体として機能し、他の2つはアノードとカソードとして機能します。電荷の分離は、従来のコンデンサよりもはるかに小さくなります。

疑似コンデンサ

これらのコンデンサは electrochemical電荷の堆積のためのプロセス。これは、faradaic process。電極では、化学物質が還元または酸化すると、電流が発生します。このようなプロセスの間、これらのコンデンサは、電極と電解質の間の電子移動によって電荷を蓄積します。これが疑似コンデンサの動作原理です。

彼らははるかに速く充電され、バッテリーと同じくらいの電荷を蓄えます。それらはより速い速度で操作されます。これらは、寿命を延ばすためにバッテリーと組み合わせて使用されます。これらは、電力変動を処理するためにグリッドアプリケーションで使用されます。

ハイブリッドコンデンサ

ハイブリッドコンデンサは、EDLCと疑似コンデンサを組み合わせたものです。ハイブリッドコンデンサでは、活性炭がカソードとして使用され、事前にドープされたカーボン材料がアノードとして機能します。リチウムイオンコンデンサは、このタイプの一般的な例です。次の図は、さまざまなタイプのハイブリッドコンデンサを示しています。

-55°Cから200°Cまでの幅広い温度変化に対して高い耐性があります。ハイブリッドコンデンサは、空中アプリケーションでも使用されます。コストは高いですが、これらのコンデンサは信頼性が高くコンパクトです。これらは頑丈で、環境からの極端な衝撃、振動、圧力に耐えることができます。ハイブリッドコンデンサは、どの電解コンデンサよりも高いエネルギー密度と高い比出力を備えています。