电容器选用的基本知识（上）.docVIP

电容器选用的基本知识（上） 在一般电子电路中，尤其是与Hi-Fi有关的各种电路 包括HFIFAF 电容器使用的频度，大致上仅次于电阻器 然电阻器使用虽多，而其作用 特性 种类却远较电容器为单纯，因为在一张线路图上，我们常常可以看到有关电阻规格的说明是 除特别说明外一律用碳膜1/2瓦，而电容器就没有那么方便了。 因为电容器的规格，除了电压 容量之外还有因结构不同而产生的种种形体及特性上的差异，若有选用错误，不仅电路不能工作，甚至于将发生危险 包括损及其它零件和人体等 本文拟就以业余者为对象，叙述一般电容器的选用常识， 因编幅有限，是特将其较实用者优先论述 一 电子电路中的电容器 电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，例如在电动马达中，我们用它来产生相移，在照相闪光灯中，用它来产生高能量的瞬间放电等等，而在电子电路中，电容器不同性质的用途尤多，这许多不同的用途，虽然也有截然不同之处，但因其作用均系来自充电与放电，所以，在不同用途之间，亦难免有其共同之处，例如傍路电容实际上亦可称为平滑滤波电容，端看从哪一个角度来解释。 以下系就一般习惯的称呼做为分类，来说明电容器在不同电路中的作用和基本要求。 1.1? 直流充放电电容 电容器的基本作用既是充电和放电，于是直接利用此充电和放电的功能便是电容器的主要用途之一 。 在此用途中的电容器，有如蓄电池和飞轮一般的功能，在供给能量高于需求时即予吸收并储存，而当供给能量低于需求或没有能量供给时，此储存的能量即可放出电容器充放电的作用与电池充放电的作用不一样，电池不管在充电或放电时，所需之作用时间均较长，因此，它无法在瞬间吸收大量的电能，也无法在瞬间放出大量的电能。 图1-1是常见的整流电路，图中二极管仅导通下半周的电流，在导通期间把电能储存于电容器上，在负半周时，二极管不导电，此时负载所需的电能唯赖电容器供给。 在此电路中，你可能想到，电容器在正半周所充之电能是否足够维持到负半迵使用 关于这个问题，有三个因素来决定 1.交流电在正半周时能否充份供应所需能量 2.电容器在正半周的充电期间，是否能够储存充份的能量 3.负载所需的平均电能是多少。 以上三个因素之中，1.2.数字若很大，而3.的需求则很小，即使在理论上亦无法获得纯粹的直流，因为电容器并非在正半周的全部时间都在充电，而只是在正半周的电压高于电容器既有的电压时，才有充电的作用 在电容器不接负载时 漏电流亦不计，其充电的时间只是正半周的前四分之一周 电压上升时及至电压上升到峰值后，第二个正半周就不再充电了 当电容器接上负之后，开始放电，在不充电的时间内，放去了多少电能，在充电时才能回多少电能，正是因为这样，所以纹波是无法等于零的。 通常的整流充放电电路，都是在交流接近峰值的极短时间内充电，然后做稳定的 如前级放大器 或不稳定的 如B类放大器 放电，而放电之量亦仅占总电容量极小的部份 但也有少数电路中的电容是做长时间缓慢充电而后在瞬间大量放电的，这类电路例如照相用之闪光电路和点焊机中之放电电路等，其电容所要求的特性自与一般整流用电容不一样。 1.2? 电源平滑滤波及反交连电容 前述的电源整流电路中的充放电电容，因有充电及放电时间之分，故必然会有纹波存在，为了尽可能降低纹波率，可如图1-2A另加一电容为C2，此电容即纯为平滑纹波之用，在图中A使用电感L为交连，B则为电阻交连，当使用L为交连时，有较高之效率，且设计适切时，有极佳之平滑滤波效果 在图1-2中，如果整流后的负载是稳定的，例如是一只灯泡或一个蓄电池，则C2唯一之作用即为平滑滤波，然若此一电源供给器的负载并不稳定，那么在C2两端之电压，除了含有AC电源的纹波外，亦可能因负载变动而致电压有所起伏，起伏的幅度随负载变动幅度而异 此时若以同一电源供给两个不同的负载，而其中又有一个负载对电压极为敏感时，那么第一个负载的电流变化，便可能影响第二个负载的动作，例如立体声两声道间的 串音，又如前后级共享电源而动作相位复为同相时可能引起之超低频振荡等 为了防止类似这种来自电源的交连作用， 可在每一负载前单独加上一电容，此谓之反交连电容，如图1-2C之C2及C3。 1.3? 高低通带通及分类 当电容器两端被加上极性不变的电压时，电容器就会充电，而此电压虽极性不变电压却随时改变时，电容器两端将保持最高电压值，这种现象，在前节中，我们己予叙述 在本节中，我们想要讨论的乃是，当一只电容器的两被加上一电压和极性随时均在变化的压时，情况又是如何？ 请看图1-3A当图中a点的电压对b点而言为正时，电容器做第一次充电，充电的方向是近a端为正，b端为负，在整个充电过程中，由于电容器内部原先无电能，而现在必须使它储存电能，所以必有电能消耗，虽然这种消耗被