Полиэстер, как материал с разносторонними физико-химическими характеристиками, интересен не только для отраслей легкой промышленности. Его применяют в различных направлениях человеческой деятельности, в том числе и для изготовления радиотехнических элементов, в частности, конденсаторов. В этом случае разработчики и производители используют диэлектрические свойства полиэстера.
Конденсатор полиэстер представляет собой пленочный радиотехнический прибор, который главным образом используется для создания различных звуковых цепей.
Пленка из полиэстера служит в таких конденсаторах диэлектриком. Электроды для них изготавливаются в основном из фольги, но существует много других способов производства этих компонентов. В частности, полиэстеровую пленку попросту покрывают слоем металла определенной толщины. Покрытие, созданное методом вакуумного напыления, и служит электродом.
Часто используется также обратный процесс, когда уже полиэстеровый порошок наносится на фольгу, и он служит в конденсаторе диэлектриком. Используются и комбинированные методы, например, фольга с полиэстеровым покрытием и металлизированная пленка.
Конденсаторы, в которых используется полиэстеровая пленка в качестве диэлектрика, считаются наиболее дешевыми, а поэтому и наиболее доступными из пленочных конденсаторов. Они выпускаются и отечественной промышленностью. В качестве примера тут можно привести конденсатор К73-9.
Конденсаторы, которые произведены на основе металлизированной полиэстеровой пленки, отличаются большей емкостью, чем в случае применения не металлизированной пленки и фольги.
На пленочных полиэстеровых конденсаторах в маркировке есть буква «Е», обозначающая этилентерефталат.
Ах, эти пленочные конденсаторы. Многие, вероятно, наслышаны о них.
Исходя из разных диэлектрических свойств пленки, такие конденсаторы, в качестве разделительных в звуковых цепях, ведут себя несколько по-разному, что, так или иначе, сказывается на звуке. Никакие физические/электромеханические свойства диэлектрика мной не исследовались. Основная мысль статьи – провести некую классификацию пленочников и ближе познакомиться с ними.
Автор: yooree
Немного конструктива
Роль диэлектрика в таких конденсаторах выполняет полимерная пленка. В качестве электродов может использоваться фольга. Но технология здесь достаточно разнообразная.
Бывает, что пленку не укрывают слоем фольги, а металлизируют (тонким слоем металла) посредством вакуумного напыления. Даже возможен обратный вариант – полимерный порошок напыляют на фольгу. И даже существуют промежуточные варианты, когда в конструкции намотки используется и металлизированная пленка и фольга, когда используется двухслойная металлизация пленки и, возможно, еще какие-то техники.
По типу корпуса и/или организации выводных электродов можно провести еще ряд градаций:
– аксиального или радиального типа
– тубулярные или овальные по форме
– индуктивные и неиндуктивные
– боксовые или залитые (компаундом)
Лавсановые (Polyester film capacitor/ Metallized Polyester film capacitor)
1-ая (большая и достаточно распространенная ) группа – конденсаторы с диэлектриком из лавсановой (полиэтилентерефталатной) пленки. Самые доступные из пленочных. Здесь следует различать металлизированный лавсан и неметаллизированный.
Неметаллизированные, как правило, небольшой емкости, небольших размеров. В качестве примеров таковых – отечественные К73-9
Конденсаторы на основе металлизированной пленки
Ближайшие импортные аналоги выглядят так :
Другие импортные серии:
— достаточно популярная серия MKT. Они типично выполнялись боксовыми радиальными. Законодателем “моды” в прошлом веке выступила фирма Siemens. Позже, боксовый тип “подхватили” Wima, AVC, EPCOS и многие другие.
Позже в боксовом корпусе стали выпускать и снабберные (помехоподавляюшие) пленочники, что негативно сказалось на репутации MKT. Укрепилось мнение, что для звука такие “не очень”.
— достаточно заметная группа индуктивных лавсановых неметаллизированных. Их особенность в том, что они индуктивные. Иногда их еще называют майларовыми (mylar), майлар – просто разновидность лавсана.
Это прежде всего серия PEI. Их в некоторых интернет-магазинах рунетеа преподносят как полистирольные, но это развод. Выглядят PEI так –
Предельная емкость у темно-зеленых, как правило, не выше 0,22 мкФ. И, по некоторым сведениям, к подобным относятся и TMCF, которые еще могут называться как CL11.
Как вычислить лавсановый конденсатор по названию его серии?
По наличию латинской буквы “E” – что означает “этилентерефталат”. Хотя бывают и исключения, как с MKT. Вероятно, это немецкий вариант.
Плюс еще азиатские стандарты добавляют путаницы, они предпочитают давать сериям другие названия, типа СL. Иногда стандарты дублируют, при этом пишут дублера в скобках.
Полистирольные (Polystyrene Film Capacitors)
Считается, что полистирольные емкости вносят минимальную окраску и одни из самых стабильных. Проверить это не всегда удается, т.к. надо прежде всего умудриться найти такие конденсаторы. Они не очень распространенные. Еще одна проблема по ним – предельная емкость для этих приборов – типично всего 0,5 мкФ.
Из отечественных более-менее доставабельный К71-7
И еще, по минимальной границе емкости К71-1 тоже “хромает” – выпускают начиная от 1000пФ.
Из импортных (настоящих) полистирольных встречал только серию PSI / PSR, они тоже не самые распространенные, выглядят так –
Предельная емкость еще ниже, до 0,01 мкФ. Но зато минимальная встречается до 68пФ.
Поликарбонатные конденсаторы (Polycarbonate Film Capacitors)
Вероятно, они “вымерли” уже давно. Не видно их и не слышно о них. Из отечественных в истории упоминается о К77-1 с пределами емкостей от 0,001 до 3,9 мкФ. И ходили слухи, что они придают звуку приятную мягкость. Видимо, по аналогии с угольными резисторами. К сожалению, вымерли они из-за активной конкуренции со стороны другого диэлектрика – полифенил-сульфида, производство которого было не таким затратным.
Современные заменители поликарбонатных конденсаторов. Редкие и дорогие. Из наиболее известных можно упомянуть серию MU12 американской фирмы Electronic Concepts. Мечта аудиофилов…
2-ая (большая, но менее распространенная в странах СНГ) группа с диэлектриком из полипропилена. Относительно доступные, могут быть раза в 3-4 дороже лавсановых. Из отечественных еще как-то можно отыскать K78-2 и К78-19 и некоторые другие.
Из импортных выпускаемый спектр очень широк. Начнем с самых ходовых. Для неметаллизированных, к примеру, серия PPN (CBB13), чаще всего бордового или красного цвета.
или темно-синие, иногда,
— Боксовые версии MKP (Wima, Epcos, Evox-Rifa и т.п.) – посолиднее, но репутация слабее из-за корпуса типа box. Опять же, вероятно, потому, что в боксах часто выпускают снабберные пленочники. Пример от Вима –
— тубуляры (цилиндрические или овальные), серий MPA, MPT, MPR и т.п. (CBB20) – хорошая репутация. Выглядят так :
— высоковольтные полипропиленовые серий PPS (CBB81) и им подобные. Неметаллизированные, только фольга и пленка. Номиналы – от 100пФ до 0,47мкФ. Напряжение от 1000 до 3000В. Близкие аналоги отечественных K78-2. Выглядят так –
— снабберные полипропиленовые, типа MKP/X2 (CBBX2), MPX (CBB62X2) и т.п.
Они шумоподавляющие. Ходят слухи, что для звуковых цепей это не лучший вариант. Снабберные легко можно вычислить по обилию значков-сертификатов на корпусе. Выглядеть могут так –
— пусковые полипропиленовые (для двигателей и/или для розжига ламп дневного света)
Насколько они могут быть хороши в звуке – неизвестно. Выглядеть могут так –
Фторопластовые конденсаторы. (Teflon film capacitors)
Наряду с полистирольными, считаются самыми толерантными к звуку емкостями. Опять же редкие. Из отечественных должны где-то существовать такие, как К72П-6, К72-9, ФТ-3…
Заключение
— конечно, идеальных пленочных конденсаторов не существует, здесь на помощь может прийти “бутербродная” техника. И терпение в опробовании разных типов.
— не все типы одинаково хороши для усилителей на любой элементной базе. Лампы “любят” конденсаторы с одним типом диэлектрика, полупроводникиовые конструкции – с другим. Уместность использования определенного конденсатора может быть обусловлена и внутренним импедансом цепи.
— у высоковольтных полипропиленовых конденсаторов и у полистирольных конденсаторов малой емкости есть перспективы удачно проявить себя в отфильтровке ВЧ в пассивных регуляторах тембра и в тонкомпенсации.
Cтатья содержит только краткие сведения, в помощь тем, кто пожелает расширить свой кругозор могут быть полезны следующие источники в сети:
*Название темы на форуме должно соответствовать виду: Заголовок статьи [обсуждение статьи]
Выбор плёночных конденсаторов для применения в Hi-Fi- и High-End-аудиотехнике. Часть 1. Устройство, свойства и параметры
Сохранить и прочитать потом —
На фоне растущих потребностей энтузиастов качественного аудио Hi-Fi-/High-End-производители постоянно прилагают усилия по улучшению качества звучания своих продуктов. Применяемые пассивные радиотехнические комплектующие, в том числе конденсаторы, стоят в стороне от наиболее интересных активных компонентов, но их влияние на конечный результат огромно. Только наилучшие элементы могут использоваться в аудиотехнике класса High End.
Обзоры в журналах, посвящённых Hi-Fi-/High-End-аудио, сконцентрированы вокруг готовых компонентов домашних аудиосистем, при этом часто не уделяется никакого внимания тому, где и какие используются в них конденсаторы, какими свойствами они обладают, какие параметры нужно учитывать и как они влияют на звук. В этой статье мы разберёмся в устройстве этих элементов, их технических характеристиках и в том, как они могут повлиять на звук.
Свое внимание мы сконцентрируем на плёночных конденсаторах различных видов с тем, чтобы понять, почему именно они предпочтительны для использования в High-End-компонентах.
Как ни странно, но даже в мире, опирающемся на физику как науку и современные технологии, топовые аудиосистемы – как законченные решения, так и их отдельные модули – часто изготавливаются с применением электронных и радиотехнических комплектующих, которые должны при упоминании их торговых марок вызывать у конечных потребителей град положительных эмоций. В особых случаях разработчики используют продукты известных брендов, при этом даже не вдаваясь с пристрастием в их технические характеристики. Высококлассный продукт может быть действительно таковым, если все его составляющие оптимально подобраны по параметрам, а не по громким названиям их брендов и серий.
В аудиотрактах каждого компонента, начиная с CD/DVD-транспорта, внешнего ЦАП, предусилителя и усилителя мощности и до кроссоверов АС в самом конце, используется множество конденсаторов различных типов, ёмкостей и номинальных напряжений. В подавляющем большинстве случаев от них напрямую зависит качество звука, так как эти элементы находятся в аналоговых сигнальных цепях.
Назначение конденсаторов можно разбить на три базовые группы:
Оптимальный выбор конденсаторов для этих целей определённо может привести к улучшению конечного результата или, по меньшей мере, минимизировать вносимые потери. Те, что функционируют в сигнальных цепях, естественно, в значительно большей степени влияют на аудиосигнал. Последовательные реальные улучшения в звуке могут быть достигнуты только путем замены всех недостаточно качественных по параметрам комплектующих данного типа.
Ещё один надежный путь к хорошему результату – использование качественных функциональных конденсаторов в таких местах, где неверный выбор может привести к искажениям сигнала в CD/DVD-транспортах, ЦАП, предусилителях. Конденсаторы в силовых цепях (например, для сглаживания пульсаций или поддержки уровня напряжения) оказывают меньшее влияние на звучание при условии, что они имеют как можно большую ёмкость. Однако их качеством тоже нельзя ни в коем случае пренебрегать в устройствах High-End-класса.
Плёночные конденсаторы – оптимальное решение!
Плёночные конденсаторы для большинства сигнальных цепей являются самым лучшим выбором по критерию цена/качество и уступают пальму первенства в некоторых приложениях только фольговым (рис. 1), исторически бывшим их предшественниками.
Рис.1. Фольговый конденсатор, разработанный специально для кроссоверов АС High-End-класса.
По запасаемой энергии в единице объёма фольговые и плёночные конденсаторы уступают только электролитическим, ёмкость которых доходит до единиц фарад. По совокупности технических параметров плёночные конденсаторы являются наиболее подходящими для использования в аудиотехнике и только в специализированных применениях, например, в кроссоверах (фильтры для раздела полос в АС), немного уступают фольговым аналогам, при этом имея значительно меньшие массу, размеры и в десятки раз более низкую стоимость. Плёночные конденсаторы можно разделить по типу диэлектрика на четыре группы:
Материал плёнки и международные сокращения
Характеристики плёночных диэлектриков
Полиэтилентерефталат(PET)
Полиэтилен-нафталат (PEN)
Полифенилен-сульфид (PPS)
Полипропилен (PP)
Диэлектрическая проницаемость на 1 кГц
3,3
3
3
2,2
Мин. толщина плёнки
0,7..0,9
0,9..1,4
1,2
1,9..3,0
Влагопоглощаемость
Низкая
0,4
0,05
Рис. 2. Схематическое изображение фольгового конденсатора.
С течением времени технологии развивались, и инженеры предложили использовать вместо толстой фольги и бумаги тонкую металлизированную плёнку и полимерные диэлектрики. Для устранения индуктивности была изобретена технология производства плёночных конденсаторов со стековой структурой, изображённой на рис. 3.
Рис. 3. Стековый плёночный полипропиленовый конденсатор с односторонней металлизацией диэлектрика.
Стековые плёночные конденсаторы на данный момент имеют следующие топологии и структуры:
Типы стековых плёночных конденсаторов и типовые названия серий, ставшие индустриальными стандартами де-факто.
Названия серии начинаются с буквы, которой обозначают тот или иной тип используемого диэлектрика:
М – обозначает металлизацию; К – тип конденсатора: К – металлизированный, F – фольговый; Р – определяет тип диэлектрика, а именно:
Также встречаются плёночные конденсаторы с диэлектриками других типов с сокращенными наименованиями:
MKP-серии имеют самую простую топологию и могут производиться, как из односторонне металлизированной (рис. 3) плёнки, так и двусторонней (рис. 4). Такие конденсаторы производятся из четырёхслойной плёнки. Они имеют в 5-10 раз большую перегрузочную способность по импульсным токам за счёт большего количества контактов металлизации с контактным слоем на торцах, который к тому же для конденсаторов с двусторонней металлизацией диэлектрика делается более толстым. Лучший контакт обеспечивает и более низкое эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора (Low ESR), что, в свою очередь, уменьшает диссипативные потери на 30-50% по сравнению с вариантом односторонней металлизации. Они отлично себя зарекомендовали для применения в Hi-Fi- и High-End-компонентах, а также во всех сигнальных аудиоцепях профессиональной студийной звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры.
Рис. 4. Стековый плёночный полипропиленовый конденсатор с односторонней металлизацией диэлектрика.
MKT и MKN – полиэтилентерефталатные и полиэтиеленнафталатные конденсаторы –имеют более сложную топологию, чем MKP, и рассчитаны на более высокие импульсные токи, чем MKP-конденсаторы с двусторонней металлизацией. Серии MKN выгодно отличаются низкими коэффициентами зависимости ёмкости от частоты по сравнению с конденсаторами других типов.
X1/X2 – плёночные конденсаторы, специально разработанные для соответствия стандарту электромагнитной совместимости IEC60384-14 и применяющиеся для фильтрации дифференциальных помех в цепях питания. В аудиоаппаратуре они будут как нельзя кстати вместе с синфазным дросселем во входных цепях питания.
MFP/FKP – полипропиленовые конденсаторы, которые могут выдерживать очень большие импульсные токи благодаря тому, что их электроды изготавливаются из фольги с соединением, обеспеченным толстым слоем металлизации. Данный тип конденсаторов великолепно подходит для сигнальных цепей аудиотрактов усилителей. Однако данная технология предполагает значительно меньшую удельную ёмкость, поэтому найти фольговый стековый полипропиленовый конденсатор ёмкостью более 0,68 мкФ может оказаться невозможным.
Плёночные конденсаторы со стековой структурой имеют множество отличительных от других типов свойств. К ним относятся очень низкая, практически нулевая паразитная индуктивность, способность выдерживать огромные импульсные токи при очень компактных габаритах даже для высоких номинальных напряжений (более 600 В), исключительная надёжность, низкие температурные коэффициенты ёмкости, отличные характеристики зависимости ёмкости от напряжения и ёмкости от частоты сигнала. Об этих и других эффектах и параметрах плёночных конденсаторов мы поговорим в следующей части статьи.
Преимущества полимерных и полимерно-гибридных конденсаторов Panasonic над остальными типами конденсаторов – прекрасные частотные характеристики, самовосстановление, стабильная емкость и увеличенный срок службы.
На сегодняшний день среди выпускаемых Panasonic конденсаторов имеются четыре семейства с использованием электропроводящих полимеров (одно из них гибридное): SP-Cap, POSCAP, OS-CON, Hybrid. SP-Cap выполнены в низкопрофильном корпусе SMD. Они выделяются небольшим эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и столь же малым значением ESL (эквивалентной последовательной индуктивности), также у них – повышенное рабочее напряжение.
Полимерно-танталовые POSCAP также выпускаются в компактном корпусе SMD, они имеют низкое ESR, повышенные емкость и рабочее напряжение. OS-CON выпускаются как в SMD, так и в цилиндрических корпусах. Они выделяются высоким рабочим напряжением и допускают повышенные пульсации тока.
Гибридные конденсаторы с проводящим полимером имеют увеличенное рабочее напряжение (80 В). У них низкое ESR, а прогнозируемая длительность эксплуатации (Endurance) составляет 4000 часов при рабочей температуре 125℃.
Все разновидности этих конденсаторов обладают целым рядом преимуществ в сравнении с обычными устройствами – керамикой, танталами, пленкой, электролитами. Особенности полимерной структуры этих конденсаторов представлены на рисунке 1. Как видим, электроды изготавливают из разных материалов, а в качестве электролита везде применяют электропроводящий полимер. Электроды делают из серебра, алюминия или тантала. Изолирующую пленку изготавливают из оксида алюминия или тантала.
Рис. 1. Структуры полимерных конденсаторов
В многослойных SP-Cap используют полимерный электролит и анод из алюминия. Диапазон номинальных емкостей у этого семейства 10…560 мкФ, а номинальные напряжения 2…35 В. Конденсаторы SP-Cap отличаются очень небольшим ESR: 3 миллиома и менее. Это одни из самых малых значений.
SP-Cap имеют компактный низкопрофильный корпус из компаунда (рисунок 2), они широко применяются в портативной электронике.
Рис. 2. Полимер-алюминиевые конденсаторы SP-Cap
Конденсаторы OS-CON (рисунок 3) в цилиндрическом корпусе также используют электропроводящий полимер и алюминий. Номинальное напряжение у них 2…100 В, а емкость — 3,3…2700 мкФ. ESR у некоторых серий достигает 5 мОм. OS-CON также предназначены для поверхностного монтажа, но они и не столь компактные, как многослойные SP-Cap.
Конденсаторы POSCAP (рисунок 4) имеют танталовый анод и электролит из электропроводящего полимера. Рабочее напряжение составляет 2…35 В, данные конденсаторы имеют малые значения ESR и ESL, а номинальная емкость в диапазоне 3,9…1500 мкФ имеет стабильное значение в широкой полосе частот и при повышенной температуре.
Рис. 4. Полимер-танталовые конденсаторы POSCAP
В полимер-гибридных конденсаторах (рисунок 5) используют электролит совместно с электропроводящим полимером. В этом случае достигается повышенная проводимость и малое ESR. Жидкий электролит помогает работать при повышенном напряжении, а увеличенная эффективная поверхность электродов обеспечивает повышенную емкость. Рабочее напряжение гибридных конденсаторов составляет 25…80 В, а емкость 10…470 мкФ. Величина ESR находится в диапазоне 20…120 мОм. Она выше, чем у остальных полимерных семейств, но для цепей повышенной мощности все равно достаточно малая.
В таблице 1 перечислены основные характеристики и различия полимерных семейств. Более детально познакомиться с особенностями технологии можно, посмотрев видеоролик.
1000 при 125°C (понижение на 20°C увеличивает срок в 10 раз)
1000 при 125°C (понижение на 20°C увеличивает срок в 10 раз)
2000 при 125°C (понижение на 20°C увеличивает срок в 10 раз)
10000 при 105°C, 4000 при 125°C
ESR, мОм
до 3
до 5
до 5
до 20
Пульсирующий ток (Ripple), Аrms
до 10,2
до 6,1
7,2
2,8
Площадь на плате, мм
7,3×4,3
2×1,25…7,3×4,3
Ø4…10
Ø5…10
Высота, мм
1,1…2
0,9…4
5,5…13
5,8…10,2
Достоинства
Сверх низкое ESR, низкий профиль и приемлемая стоимость
Малый размер, большая емкость и низкое ESR
Высокое рабочее напряжение, большой ток пульсаций
Достаточно низкое ESR, c учетом повышенного рабочего напряжения
Преимущества полимерных конденсаторов
При всех имеющихся различиях в конструкции и материалах, все четыре полимерных семейства конденсаторов Panasonic обладают и общим рядом важных достоинств в сравнении с другими популярными сегодня типами электролитических конденсаторов.
Прекрасные частотные характеристики
Благодаря очень малому ESR все полимерные семейства отличает пониженный импеданс в резонансной области частот, что позволяет пропускать через них повышенный импульсный ток в цепях питания. При тестировании оказалось, что пиковое импульсное напряжение при фильтрации помех (AC Ripple) здесь в пять раз ниже, чем на обычных танталовых конденсаторах, также отличающихся низким ESR.
Рис. 6. Сглаживание пульсаций тока на выходе источника питания
Механизм самовосстановления
Обеспечить повышенную надежность и безопасность в сложных условиях эксплуатации при повышенной температуре помогает присущий полимерным конденсаторам механизм самовосстановления.
Бывает так, что при перегрузках по напряжению, а также из-за случайных механических воздействий в обычном электролитическом конденсаторе происходит пробой диэлектрика, вызывающий выход конденсатора из строя, иногда с полным разрушением и опасными последствиями в виде возгорания.
Можно сказать, что присущий полимерным конденсаторам механизм самовосстановления купирует последствия пробоя диэлектрика за счет самоизоляции поврежденного участка, происходящего при разогреве полимера непосредственно возникающим током короткого замыкания.
Поэтому для полимерных конденсаторов гарантированно допустимыми являются условия эксплуатации при 90% от максимального напряжения. Тогда как для обычных танталовых конденсаторов безопасные условия выбирают с запасом по рабочему напряжению 50% и выше.
Стабильная емкость
Основной параметр конденсаторов – это электрическая емкость, она остается у полимерных конденсаторов неизменной или почти стабильной при повышенном напряжении смещения DC Bias (рисунок 7), а также при изменении температуры (рисунок 8) и частоты. В этом отношении полимерные конденсаторы выгодно отличаются от керамических, которые могут терять до 90% номинальной емкости.
Рис. 7. Изменение емкости конденсаторов в зависимости от напряжения смещения
Рис. 8. Изменение емкости конденсаторов в зависимости от температуры
Полимерные конденсаторы не вызывают присущего многослойным керамическим конденсаторам (MLCC) акустического шума. Причиной шума керамики является пьезоэффект при подведении к выводам напряжения с периодически меняющейся полярностью. Из-за этого конденсатор генерирует незначительные вибрации, которые распространяются по всей монтажной плате, как показано на рисунке 9.
Рис. 9. Полимерные конденсаторы не вызывают акустического шума
В таблице 2 указаны наилучшие параметры полимерных конденсаторов Panasonic.
Обычные электролитические конденсаторы имеют довольно ограниченный срок службы в связи с высыханием имеющего жидкостную консистенцию электролита. Полимерный электролит не имеет таких проблем со старением, а конденсаторы отличаются увеличенным сроком эксплуатации даже при повышенной рабочей температуре.
В таблицах 3 и 4 представлен заявленный срок службы для полимерных электролитических конденсаторов Panasonic.
Таблица 3. Срок службы гибридных конденсаторов Panasonic
Гибридные конденсаторы
Температура, °С
Срок службы, час.
125
4000
115
8000
105
16000
95
32000
85
64000
75
128000
Таблица 4. Срок службы конденсаторов Panasonic OS-CON, SP-Cap и POSCAP
OS-CON, SP-Cap, POSCAP
Температура, °С
Срок службы, час.
125
1000
105
10000
85
100000
Снижение рабочей температуры гибридных конденсаторов на каждые 10°С вызывает двукратное продление срока эксплуатации. А для семейств OS-CON, SP-Cap и POSCAP снижение рабочей температуры на каждые 20°С приводит к десятикратному продлению этого параметра.
Применение полимерных конденсаторов
По целому ряду параметров полимерные конденсаторы превосходят традиционные танталовые и многослойные керамические конденсаторы (MLCC). Поэтому их часто применяют в электрических цепях развязки для фильтрации и сглаживания напряжения питания. При выборе конденсаторов в дополнение к электрическим параметрам учитывают их размер, форму и стоимость.
Например, применение полимерных конденсаторов вместо MLCC позволяет ускорить разработку электронных схем, упростить конструкцию и минимизировать занимаемое на плате пространство.
За счет сверхмалого ESR полимерные конденсаторы стали альтернативой привычным танталовым и оптимальной заменой керамических конденсаторов (MLCC). Преимущества, связанные с заменой керамики полимерами, иллюстрирует рисунок 10. Два конденсатора семейства POS-CAP способны заменить 18 MLCC в фильтре после входного AC/DC-преобразователя. А один SP-CAP заменяет 15 MLCC в фильтре после вторичного источника питания DC/DC.
Рис. 10. Преимущества, связанные с заменой кремниевых конденсаторов полимерными
С учетом всего вышесказанного о достоинствах полимерных конденсаторов, полезными будут и рекомендации Panasonic по выбору фильтрующих конденсаторов на выходе вторичных источников питания (AC/DC и DC/DC) в сложной электронной схеме, как показано на рисунке 11 и описано в таблице 3.
Рис. 11. Примеры применения полимерных конденсаторов в цепях AC/DC и DC/DC
Таблица 5. Выбор фильтрующих полимерных конденсаторов для вторичных источников питания
Позиция
Требования
SP-Cap
POSCAP
OS-CON
Hybrid
1
Высокое напряжение (63…100 В), большой ток пульсаций (до 2,95 Аrms)
–
–
Серии SXV
Серии ZA
2
Высокое напряжение (63…100 В), низкое ESR (до 8 мОм)
–
–
Серии SVPK
Серии ZS
3
Большой ток пульсаций (Ripple Current), малый размер, низкий профиль
Серии CX
Серии TQS
Серии SVPF
–
4
Малое ESR/большая емкость
Серии S, L, G
Серии TPE, TPF
–
5
Большой ток пульсаций
–
–
–
Серии ZK
Конденсаторы на основе полимерной технологии Panasonic находят широкое применение в наиболее ответственных и работающих в жестких условиях системах управления, в телекоммуникационном оборудовании, в беспроводных системах и в радиосвязи, в промышленных электродвигателях и электроприводах, в измерительных приборах, в электромобилях и электропоездах (рисунок 12).
Рис. 12. Основные области применения полимерных конденсаторов Panasonic
Заключение
За последние несколько лет ассортимент электролитических конденсаторов значительно пополнился благодаря применению полимерных технологий. Полимерные конденсаторы впервые появились в 1990-х годах. С тех пор они непрерывно совершенствуются. В сравнении с традиционными конденсаторами, новые конструкции и параметры полимерных изделий зачастую значительно расширяют возможности разработчиков электронной техники. Эту особенность новинок демонстрируют использующие преимущества проводящих полимеров семейства Panasonic SP-Cap, POSCAP, OS-CON и Hybrid.
Более детально разобраться с особенностями применения конденсаторов Panasonic на основе полимерной технологии вы сможете в следующей, заключительной статье из цикла «Конденсаторы Panasonic».
