خازن SMDوروش تست آن

خازن یا Capacitor را در مدار با حرف c نشان می‌دهندو شامل دو هادی است که با عایق از هم جدا می‌شوند. جنس عایقها شیشه، آب، سرامیک، کاغذ، میکا، پلاستیک و… است.خازِن بار الکتریکی را در خود ذخیره می‌کند. در خازن‌ها جریان DC عبور نمی‌کند و فقط جریانAC از آنها عبور می‌کند.

Smd مخفف Surfaca Mount Devices و به معنی قطعات نصب سطحی است که از تکنولوژی SMT که مخفف Surfacae Mount Technology به معنی تکنولوژی نصب سطحی بهره می گیرند با گسترش علم الکترونیک مدارهای الکترونیکی به سمت استفاده از قطعات کوچکsmd و بسیار ریزتر پیش خواهد رفت، خازن‌های smd نسل جدیدی از قطعات الکترونیکی هستند که به لحاظ ساختاری هیچگونه تفاوتی با نسل قدیمی‌تر خودیعنی DIP ندارد و تفاوت آن درشیوه متصل شدن آنها به مدار است.

برای نصب قطعات SMD نیازی به سوراخ نمودن محل پایه نیست و با حذف تعداد زیادی سوراخ از سطح برد امکان لحیم کردن قطعات SMD در دو طرف بردمدار چاپی فراهم شده است. این امر باعث استفاده بهینه از سطوح و کوچک شدن مدارها می‌شود. تفاوت این نوع خازن‌ها در ظرفیت، ساید، دی الکتریک و ولتاژ نامی و…. است.

کاربرد خازن‌های smd

خازن‌های smd دارای کاربرد متفاوتی هستند که می‌توان به موارد زیر اشاره نمود :

1. تقویت کنندگی در مدار
2. مدارهای الکترونیکی نوسان ساز
3. نویزگیری در مدار
4. تغییر فرکانس در مدارهای فیلترینگ
5. تفکیک بخش AC و DC مدارهای الکترونیکی

مزایای استفاده از قطعات SMD

1. کوچکی
2. ساخت برد الکترونیکی در ابعاد کوچکتر
3. امکان ترسیم اتصالات بسیار نزدیک به هم
4. عدم برجستگی قطعات بیش از حد روی برد
5. استفاده از دو طرف برد در یک مدار چاپی
6. استحکام بیشتر برد در برابر نیروهای مکانیکی و فشار وارده و…

بسته‌بندی این خازن‌ها باساختار مستطیل در مدار الکتریکی به کاربرده می‌شود.

استاندارد متریک این به صورت یک عدد ۴ رقمی است که دو رقم دو رقم نشان داده می‌شود و برحسب میلی‌متر است.

برای مثال خازن smd 1005 دارای ابعاد 1 در 5/0 میلی‌متر است.

سازه 0402 و 0603 مونتاژ این قطعات با دست امکان پذیر نیست و به وسیلۀ دستگاه صورت می‌گیرد،کوچکترین ساز مونتاژ دستی 0805 است.

در نام گذاری قطعات SMD قطر آن‌ها بی تأثیر است.

خازن‌های SMD معمولاً از جنس الکترولیتی، سرامیکی و تانتالیوم هستند.

- خازن‌های سرامیکی

رنگ خازن‌های سرامیکی قهوه‌ای و خاکستری است و ظرفیت این خازن‌ها بین 5 پیکوفارارد تا چند پیکوفارارد است و از بلوک مستطیل شکل و از چند لایه دی الکتریک سرامیک ساخته شده است، در این نوع خازن‌ها تعدادی الکترود فلزی گران‌بها به هم پیوسته نیز وجود دارد. این نوع خازن‌ها قطبیت ندارند.

- خازن های تانتالیوم

خازن‌های تانتالیوم SMD برخلاف خازن‌های سرامیکی دارای قطب مثبت و منفی هستند و به دلیل سطح خازنی بالاتر و بیشتر از خازن‌های سرامیکی باعث استفاده از آن به طور گسترده‌ای شده است

- خازن‌های الکترولیتی

خازن‌های الکترولیتی با ظرفیت بالا و هزینه کم در بسیاری از موارد مفید و مقرون به‌ صرفه ترند.

در صورت بوجود آمدن عیب در خازن‌های smd با تغییر فیزیکی و ظاهری مانند تغییر رنگ، رنگ پریدگی و سوختگی بروز پیدا می‌شود.

نحوه خواندن مقدار خازن های اس ام دی(smd)

دو مدل کلی برای درج مقدار ظرفیت بر روی خازن‌های SMD وجود دارد. در مدل اول که مخصوص خازن‌های بزرگ است، در این مدل عدد ظرفیت روی خازن به صورت کامل درج می‌گردد. مثلا در خازن الکترولیت شکل زیر، ظرفیت این خازن 330uF و ولتاژ قابل تحمل آن 16V است.

در مدل دوم که بر روی خازن‌های کوچکتر استفاده می‌گردد، از یک کد 3 رقمی برای تشخیص ظرفیت خازن استفاده می‌شود. در برخی موارد این خازن‌ها فقط دو عدد روی خود دارند.

اگر فقط دو عدد وجود دارد، باید مقدار را به صورت pf بخوانید. به عنوان مثال عدد 33 چاپ شده روی خازن به معنای ظرفیت 33pf آن است.

برای حالت 3 عدد این کار متفاوت است. در این حالت عدد اول نشان دهنده دهگان، عدد دوم یکان و عدد سوم ضریب آن است. در جدول زیر ضرایب عدد سوم مشخص شده است.

ضرب در	عدد سوم
1	0
10	1
100	2
1000	3
10000	4
100000	5
1000000	6
10000000	7
0.01	8
0.1	9

به عنوان مثال: خازنی که عدد 475 روی آن چاپ شده به معنای 47 ضربدر 100.000 است، و مقدار با واحد پیکو فاراد خوانده می‌ شود. مقدار در این مورد 4.700.000pf یا 4.7uf است.

در جدول زیر مثال‌های بیشتری برای این موضوع آمده است.

مقدار			عدد روی خازن
		10pf	10
		10pf	100
		100pf	101
0.001uf	1nf	1.000pf	102
0.01uf	10nf	10.000pf	103
0.1uf	100nf	100.000pf	104
1uf	1.000nf	1000.000pf	105

خواندن مقدار تلورانس در خازن‌های SMD

گاهی اوقات یک کاراکتر چهارم نیز در انتهای کد 3 رقمی وجود دارد. برای مثال 102K که به معنای خازنی با ظرفیت 1000pf و با تلرانس +/- 10% است. در جدول زیر به شرح این کاراکتر پرداخته‌ایم.

مقدار تلورانس	کاراکتر چهارم
0.5pf +/-	D
1% +/-	F
2% +/-	G
3%+/-	H
5%+/-	J
10%+/-	K
20%+/-	M
+100% ; 0-%	P
+80% , -20%	Z

خواندن ولتاژ کاری خازن‌های SMD

ولتاژ کاری خازن یک فاکتور بسیار مهم است، بنابراین این پارامتر اغلب روی خازن ها مشخص می‌شود. به ویژه در شرایطی که فضایی برای کدگذاری الفبایی وجود داشته باشد. در بسیاری از مواردی که خازن کوچک است، هیچ کد ولتاژی ارائه نمی شود و هنگام استفاده از خازن بدون اطلاع از ولتاژ کاری آن، باید دقت شود. در برخی از خازن های الکترولیتی و تانتالیومی SMD از کد یک کاراکتری استفاده شده است. این کار فضای بسیار کمتری را اشغال می کند، در جدول زیر مقادیر این کدها نمایش داده شده است.

ولتاژ کاری	کد ولتاژ
2.5V	e
4V	G
6.3V	J
10V	A
16V	C
20V	D
25V	E
35V	V
50V	H

تشخیص ظرفیت خازن سرامیکی SMD

همان طور که در بالا اشاره شد، خازن‌های سرامیکی SMD یا MLCC ها هیچ گونه نوشته و کدی بر روی بدنه خود ندارند. به همین با نگاه کردن به آنها نمی‌توان مقدار آنها را فهمید. برای قرائت ظرفیت خازن‌های سرامیکی SMD می‌توان از دستگاه LCR Meter استفاده کرد. دقت داشته باشید برای قرائت ظرفیت خازن، ابتدا باید خازن را از مدار خارج کنید و قرائت ظرفیت خازن در مدار میسر نیست.

تست خازن‌

عوامل مختلفی مانند کیفیت پایین خازن، جریان کشی مدار و عوامل محیطی مانند گرما و رطوبت زیاد موجب خرابی خازن ها می شوند.

روش های مختلفی جهت تست سلامت و یا خرابی خازن وجود دارد. این روش ها عبارتند از:

تست خازن با مولتی متر
تست خازن با اهم متر
تست خازن با LCR متر و خازن سنج

نکته 1 : به دلیل تاثیر دیگر قطعات موازی در مدار، احتمال خطا در نتیجه تست وجود دارد. بنابراین، حتما یک پایه از خازن را از مدار آزاد کنید. لازم است پیش از تست خازن، از خالی بودن بار الکتریکی در آن اطمینان حاصل کنید.
نکته 2 : اگر خازن را خارج از برد آزمایش می کنید، قبل از شروع تست، به کمک یک قطعه فلزی بدون بار الکتریکی، پایه های خازن را اتصال کوتاه کنید. توجه داشته باشید هنگام تست خازن با LCR متر از پراب های استاندارد آن ها که طول کوتاهی کمتر از 20 سانتی‌متر دارند استفاده کنید! بدین معنی که پراب مولتی متر را جایگزین آن نکنید.

نحوه تست خازن با مولتی متر

برای تست خازن با مولتی متر ابتدا باید سلکتور را روی رنج خازن قرار دهید و اگر مولتی متر شما دارای چندین محدوده ظرفیت خازنی است، محدوده مناسبی را انتخاب کنید که بالاتر از مقدار ظرفیت خازن مورد انتظار در آزمایش باشد.
پس از قرار دادن سلکتور بر روی حالت سنجش خازن، پراپ قرمز را به پایه مثبت و پراپ

سیاه را به پایه منفی (در خازن های قطبیت دار مانند خازن الکترولیت) متصل کنید، هنگامی که اتصال برقرار شد، مولتی متر مقدار ظرفیت خازن را برحسب فاراد یا واحدهای فرعی مانند میکرو فاراد، نانو فاراد، پیکو فاراد … نمایش می دهد.

تست خازن با دستگاه ال سی آر متر

مولتی مترها به کمک ولتاژ dc باتری، تست خازن را انجام می دهند. بهترین دستگاه تست ظرفیت خازن و نشتی آن، دستگاه ال سی آر متر است. آن دسته از lcr مترها که دارای قابلیت انتخاب فرکانس تست هستند از دقت بسیار بالایی برخوردارند. جهت اندازه گیری ظرفیت خازن های الکترولیت ظرفیت بالا، کمترین فرکانس و بالعکس جهت سنجش خازن های ظرفیت پایین مانند خازن های عدسی بیشترین رنج فرکانسی را انتخاب نمایید.
برخی از دستگاه ها به صورت تخصصی جهت آزمایش خازن با نام خازن سنج نیز در بازار وجود دارند. اما به آسانی توسط اهم متر اتصال کوتاه و قطعی خازن ها قابل تشخیص است. روش تست خازن با اهم متر را در ادامه توصیح می دهیم.

نحوه تست خازن با اهم متر

برای تست اتصال کوتاه خازن و ارزیابی عملکرد آن، می توانید آزمایش‌های دیگری مانند بررسی رفتار شارژ و دشارژ خازن در مدار انجام دهید.
برای این کار ابتدا باید پراب های اهم متر را به پایه های خازن متصل کنید.

در ابتدا خازنی که open (op) باشد سالم است.

مولتی‌متر را در رنج اهم قرار دهید و دوسر پروب مولتی‌متر را به خازن اتصال دهید، اعداد روی صفحه نمایش گر شروع به افزایش می‌کنند و بعد از مدتی روی 1 ثابت می‌شود در این صورت خازن سالم است.

مولتی‌متر را در حالت بوق قرار دهید. بعد پروب‌ها را به دو سر خازن وصل نمایید نباید بوق شنیده شود.

برای سهولت تست می توانید از تستر پنسی قطعات smdاستفاده کنید.