Perché utilizziamo condensatori polarizzati?

Voglio sapere se il condensatore polarizzato ha qualche vantaggio sul fatto che sono utilizzati in alcuni circuiti?

Ad esempio, in uno schema dell'IC del controller PIR BISS001, in alcuni punti viene utilizzato un condensatore polarizzato e in alcuni punti un condensatore non polarizzato.

Posso usare un condensatore non polarizzato con la stessa tensione e capacità invece di questi condensatori polarizzanti?

Documenti di riferimento:

1. Scheda tecnica BISS001
2. Scheda tecnica RILEVATORE DI MOVIMENTO PIR HC-SR501
3. Grove - Sensore di movimento PIR o collegamento EasyEDA

Quello che ho capito dalle tue risposte è perché vengono usati i condensatori elettrolitici e perché questi sono polarizzati.

Ma i progettisti di questo circuito avrebbero potuto usare un condensatore non polarizzato o addirittura condensatori di tantalio polarizzati . È vero? Poiché il modulo ( Grove - PIR Motion Sensor ) utilizza condensatori al tantalio polarizzati.

Voglio sapere se i condensatori polarizzati vengono utilizzati per la protezione dei circuiti o c'è qualche altro motivo (indipendentemente dal tipo di condensatore.)

C'è un problema se questi condensatori vengono sostituiti con condensatori non polarizzati in questi circuiti?

Posso usare un condensatore non polarizzato con la stessa tensione e capacità invece di questi condensatori polarizzanti?

Dal punto di vista elettrico, il condensatore non polarizzato è sempre meglio di un condensatore polarizzato. Sì, puoi sempre sostituirlo con un condensatore non polarizzato con lo stesso valore nominale.

Ma c'è un presupposto nascosto qui: Provided you can find one that's physically small enough to fit on your board and cheap enough to fit in your budget.e il fatto che non puoi farlo è l'unica ragione per cui usiamo i cappucci polarizzati.

Suppongo che, se mai imparassimo a realizzare tappi non polarizzati che siano altrettanto economici e densi (capacità per volume) di quelli elettrolitici, i condensatori polarizzati svaniranno.

Nota a margine: la tensione e la capacità non sono gli unici parametri elettrici di un condensatore. Basterebbero per un condensatore ideale, ma il mondo reale porta altre metriche brutte. Come l'ESR, il coefficiente di capacità con temperatura o tensione, risposta in frequenza, ecc. I circuiti progettati attorno a stranezze di una particolare tecnologia possono fallire se il sostituto differisce da lì. Anche essere troppo bravi può causare problemi, ad es. i tappi high-ESR tengono naturalmente sotto controllo la corrente di picco, quindi la sostituzione con una parte low-ESR teoricamente superiore può far esplodere il tutto. L'aggiunta di ESR è banale, ma non è più una sostituzione drop-in, ma piuttosto una riprogettazione del circuito. Quindi non sostituiamo gli elettrolitici con qualcos'altro non perché la polarizzazione è importante, è solo un fastidio. Li manteniamo a causa di molti altri parametri, meno ovvi di C, V e polarizzazione.

La dimensione fisica di un condensatore è una funzione dello spessore del dielettrico (tra le altre cose).

All'inizio, è stato scoperto che gli ossidi di alcuni metalli (alluminio e tantalio in particolare) producevano buoni dielettrici e potevano essere resi molto sottili attraverso un processo chimico - ordini di grandezza più sottili di altri dielettrici come carta cerata / oliata e film plastico . Pertanto, il condensatore elettrolitico è stato inventato per fornire elevata capacità in un volume ragionevole.

Sfortunatamente, il processo chimico richiede che la tensione attraverso il condensatore deve avere una sola polarità, quindi questi condensatori sono "polarizzati". L'inversione della polarità degrada e alla fine distrugge lo strato di ossido. È qualcosa con cui dobbiamo convivere per sfruttare questa tecnologia.

La capacità di produrre condensatori di alto valore in tecnologie non polarizzate come la ceramica multistrato significa che ora è possibile utilizzarli laddove in precedenza sarebbe stato disponibile solo un condensatore polarizzato. In genere non c'è alcun problema con questa sostituzione, anche se potrebbe essere necessario prendere in considerazione alcune delle stranezze della tecnologia a cui si sta passando.

Ad esempio, alcune ceramiche ad alto K (alta costante dielettrica) presentano notevoli variazioni di capacità con la tensione. Ciò potrebbe essere accettabile in un'applicazione di accoppiamento o bypass, ma completamente inaccettabile nella progettazione di un filtro.

Dato che lei menziona la protezione, aggiungerò che i tappi polarizzati non devono essere usati per la protezione da inversione di polarità . Reagiranno su una tensione inversa molto lentamente (secondi o minuti), mentre i componenti sensibili tipici che vale la pena proteggere saranno morti entro millisecondi. E una volta che un cappuccio polarizzato inizia ad assorbire la tensione inversa, può sfiatare, esplodere o prendere fuoco che (a parte l'ovvio problema con fumo e fuoco) può renderlo nuovamente non conduttivo, esponendo nuovamente il circuito alla tensione inversa.