专业功放用电解电容知识培训.doc
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1、Paisan电解电容基础知识培训以往的电解电容器是以电解液为电解质的而现在Paisan线脚系列采用比以往的电解质导电性更高的材料(有机半导体),采用有机半导体为电解质的固体电容器称之为低阻抗的固体电解电容器。 作为高品质滤波电容,Paisan主要针对专业功放前级和开关电源市场,这是由于有很小的ESR(等效串联电阻),可以有效的消除杂波,因此被很多开关电源制造商所采用,除此以外,它还主要针对高频数字设备应用,如新兴多媒体产品、DAC、数码相机、笔记本、PDA、DVD/HD驱动器、导航系统、以及CPU的保护等。而固体电解电容的一个重要应用就是DVD、功放以及HiFi音质的音响系统。这是因为音响信号
2、电流会引起普通铝电解电容的诱电体、电极箔、接触点的振动,而现在纸芯是用聚脂树脂固定起来的,不会产生音响信号电流引起的振动。另外Paisan的铝壳采用聚脂树脂灌装封口也是重要的因素之一(普通铝电解电容是用胶垫封口的),在重低音范围内这一点是非常重要的。 Paisan电容为何可以拥有如此优异的特性?请参考下图: 将Paisan固体电解电容解剖之后,可以发现在接脚引线与电极绝缘方面,Paisan与传统电解电容几乎差不多,真正的关键,则是在电解介质上。传统电解电容,使用液态的电解液,除了电解液本身寿命有限,特性不稳定之外,同时还得担心电解液外泄的问题;而Paisan电容,则是用“有机半导体”(上图粉色
3、的部分)来取代电解液,一如我们对于半导体的概念,此举除了提供稳定的电解介质之外,也因为这个有机半导体介质(Organic Semiconductor)在介电特性上的优异特性,使得Paisan不光是寿命长、工作稳定,还拥有可与金属皮膜电容匹敌的高频特性。二、电容器的种类与用途 1.电容器的种类:电容器若依照组件构成方式的不同,可以分为以下三类:(1)卷绕型电容器:将可绕性之电介质夹设于相对的铝箔电极间,而以卷绕构成之电容器称之。(2)积层型电容器:在缺乏可绕性的平板状电介质之两面,用涂布、烧附或附着等方式加上金属电极,成为构成要素的电容器。(3)电解型电容器:使用高纯质之金属为阳极,并置于电解液
4、中施行电分解,由表面产生的氧化金属作为电介质之电容器。2.电容器的用途:(1)能量储存用:电容器充电时,当达到一定电压时,若经由电阻放电,会产生锯齿波,此现象可被电视机和许多电器电路所利用。(2)滤波与旁路用:整流电路所获得的百流电,仍含有交流成分,若经由电容器接至接地电位时,则得以改善。(3)藕合与阻止用:当信号电压与百流电共存时,可经由电容器阻止百流电或振荡电压的反馈。(4)调谐、震荡用:将电容器与电感串联而成为谐振状态,此时之电流最大.电路中常应用此原理,作为放大特定频率之用途。(5)移相与调相用:视听器材的驱动马达,为改善其转矩特性,通常会使用移相电容器。另外可并联固定电容作调相工作.
5、三、线脚固体电解电容标准尺寸表6。38101316182225F2.02.53.55.07.510。012。5d0。50.60。81.0标准尺寸表 DXL(mm)WV(sv)F 10V(13) 16V(20) 25V(32) 35V(44) 50V(63) 63V(79) 100V(125) 160V(200) 200V(250) 250V(300) 350V(400) 0.475x11.55x11.55x11。55x11。56.3x11。56。3x11。56。3x11.515x11。55x11。55x11。55x11.56.3x11。56。3x11。58x11.52。25x11.55x11.
6、55x11.56。3x11。56.3x11。58x11.510x12。53。35x11.55x11。55x11.58x11.58x11。58x11。510x12。54。75x11.55x11。55x11。58x11.58x11.510x12。510x16105x11。55x11。55x11.56。3x11。510x1210x1210x1610x20225x11.55x11。56。3x11。58x118x1210x1610x2010x2013x21335x11。55x11.56.3x1158x118x1110x1310x2013x2113x2116x26475x11.55x11.56。3x11。
7、58x118x118x1410x1613x2113x2113x2516x261005x11.56.3x11.58x118x118x1410x1710x2016x2616x2616x3218x372208x118x118x148x1610x2013x2113x2516x3622x2722x383308x118x148x1410x1713x2113x2616x2622x3822x3822x424708x118x1410x1710x2013x2113x2616x3222x3825x41100010x1710x2013x2013x2616x2616x36220013x2613x2616x2616x26
8、18x3622x36330016x2616x2616x3618x3622x3625x42470016x2616x2718x3622x3625x42680016x3618x3622x3622x401000018x3622x3622x4025x42专业功放用盖板、螺栓型铝电解电容器的结构特点电解电容器分铝电解及钽电解两类。铝电解电容器是以高纯度铝箔作阳极,以表面经阳极氧化处理的薄膜作电介质,再以浸有电解液的薄纸隔离的铝箔作阴极卷绕而成。铝电解电容器的电解液为乙二醇、丙三醇、硼和氨水等所组成的糊状物。电解电容器的缺点有频率特性和温度特性差、漏电流和介质损耗大等;同时,当极性反接或两端电压过高时,内部
9、结构被破坏,电解液迅速气化爆出。另外,温度、湿度、气压和振动等环境因素,以及电压、纹波、电流和充放电方式等电气因素均会影响其性能.其中以温度的影响最大,高温会使电容量变小,损耗增大。其次,由纹波电流产生的热量也有很大影响,所以电源滤波用电解电容器如使用不当最易失效损坏。铝电解电容器的主要电参数1.额定工作电压(WV)。WV指绝对安全值,铝电解电容器在此电压以下工作,绝对安全可靠.若超过浪涌电压或击穿电压(SV),就有击穿爆炸的危险.国际电工委员会IEC 384-4标准规定,WV低于315V时,SV=1.15WV;WV高于315V时,SV=1.1WV。2。电容器的静电容量(C).3。损耗系数(D
10、F)。各种电容器均存在介质损耗,有时DF值以损耗角正切值tan表示.DF越低越好.薄膜(如聚丙烯)电容的DF很低,而铝电解电容器则相当高。DF值与温度、容量、电压、频率等都有关.容量相同的同一系列电容器,耐压较高的DF值较低,所以,在电路设计时应尽量选用耐压较高者;此外,温度越高DF值越高;频率高,DF值也大。4.漏电流(LC)。一般情况下,LC=KCV。其中K是常数,其值为0.010。03,与制造工艺有关。C为电容量,V为实际工作电压。减小电容量或降低工作电压可降低漏电流。5.等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。ESR与电容器的容量、电压、频率及温度等有关。容量越大,ESR越低;
11、当容量一定时,WV越高,ESR越低;同一只电容器工作频率越低,ESR越高,反之ESR越低;高温也会导致ESR上升.高频低阻电容常标注Low ESR及Low ESL.ESR与损耗角正切值有关,ESR=tan/2fC,其中f为工作频率,C是电容量。6。纹波电流(Irac)。电容器的纹波电流越高越好,特别是电源滤波电容器格外突出。电容器Irac的标示至少有低频及高频工作下的两种数据,低频以120Hz为准,高频以100kHz为准,但不同制造厂会有略微差别。纹波电流与频率成正比,对音响设备来说,低频Irac值更为重要。7。工作温度.铝电解电容器工作温度一般分85、105两种。该温度是指铝箔及电解液的工作
12、温度,显然105的电容器更适合在较高温度下长期工作.对于滤波用电解电容有几点值得注意:1。一般而言工频变压器与开关电源选用电解电容器时要注意工作频率不同,选用合适电解电容器型号.2。在正常使用中,如果电路工作电压接近电解电容器标称电压,低漏电流比低ESR更重要。3。大滤波电容宜并联小电容,可改善高频响应。4.尽量选高VF耐压的电解电容,以适应环境电压不稳和温度高。5。只要恰当选用电解电容器,每种型号电解电容都可发出好声,不要刻意强调非低ESR不用。特殊用电解电容器参数尺寸试验规范Capacitor Specification Specification:160uf/330wv D()L(mm)
13、:12*35Specification and Measurement(measurment temperature: 25 2 in case of no temperature description)ItemSpecificationMeasurement conditionRate voltage330 wvCapacity160uf 10%Freqency:120HzTesting Voltage:below 0.5V rmsDissipation factor Tan90 of initial valueTan: 1000% of initial valueleakage curr
14、ent: initial valueAfter 2 hrs at 10202High temperaturecapacity:110 of initial valueTan: initial valueleakage current:300 initial valueAfter 2 hrs at 602寿命试验与静电容量、损失角、泄漏电流之关系电容器置于85高温炉内,加额定电压经过一千小时后其电器特性一般会产生电容量降低,损失角增大,泄漏电流降低等现象高温无负荷与静电容量、损失角、泄漏电流之关系电容器置于85高温炉内,但不加额定电压,经过一千小时后,其电器特性一般可能产生静电容量降低,损失角增
15、大,泄漏电流增大之现象工作温度与静电容量、损失角之关系电容器使用于低温(25,40)时,其静电容量值比室温(20)之值低,损失角却增大;使用于高温(85)时之静电容量值则比室温之值高,损失角反而降低,此称高低温稳定性频率与静电容量、损失角之关系电容器使用于各种频率时,静电容量值将随频率之增加而降低,损失角则随频率之增加而变大,故电解电容器使用于高频时,因损失角变大,而发热、破坏其质量1、用万用表电阻档检查电解电容器的好坏电解电容器的两根引线有正、负之分,在检查它的好坏时, 对耐压较低的电解电容器(6V或 l0V),电阻档应放在R100或 R1档,把红表笔接电容器的负端,黑表笔接正端,这时万用表
16、指针将摆动,然后恢复到零位或零位附近。这样的电解电容器是好的。电解电容器的容量越大,充电时间越长,指针摆动得也越慢。 2、用万用表判断电解电容器的正、负引线一些耐压较低的电解电容器,如果正、负引线标志不清时, 可根据它的正接时漏电电流小(电阻值大),反接时漏电电流大的特性来判断。具体方法是:用红、黑表笔接触电容器的两引线,记住漏电电流(电阻值)的大小 (指针回摆并停下时所指示的阻值),然后把此电容器的正、负引线短接一下,将红、黑表笔对调后再测漏电电流。以漏电流小的示值为标准进行判断,与黑表笔接触的那根引线是电解电容器的正端。这种方法对本身漏电流小的电解电容器,则比较难于区别其的极性. 3、用万
17、用表检查可变电容器可变电容有一组定片和一组动片。用万用表电阻档可检查它动、定片之间有否碰片,用红、黑表笔分别接动片和定片,旋转轴柄,电表指针不动,说明动、定片之间无短路(碰片)处;若指针摆动,说明电容器有短路的地方. 4、用万用表电阻档粗略鉴别5000PF以上容量电容的好坏用万用表电阻档可大致鉴别5000PF以上电容器的好坏(5000PF以下者只能判断电容器内部是否被击穿)。检查时把电阻档量程放在量程高档值,两表笔分别与电容器两端接触,这时指针快速的摆动一下然后复原,反向连接,摆动的幅度比第一次更大,而后又复原。这样的电容器是好的. 电容器的容量越大,测量时电表指针摆动越大,指 针复原的时间也
18、较长,我们可以根据电表指针摆动的大小来比较两个电容器容量的大小.开关电源中滤波电容器的选用和简单测试方法开关电源正确选用电解电容开关电源的寿命在很大程度取决于电解电容,因为在开关电源产品中,除电解电容以外的其它组件只出现偶发故障,电解电容由于化学变化,会发生损耗性故障。这种故障模式与其它元器件的偶发故障模式相比,问题更加严重,因为对损耗性故障来说,即使减少组件数量,其寿命不会改变.只要一到确定的时间,就肯定要发生故障,另一方面,由于电解电容从等效电路来看,并不是单纯的电容,而是包含有串联电阻R和串联电感LS的电路.如图1所示。这些参数的数值是随温度变化的,其等效阻抗的温度及频率特性,如图2所示
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