Выбор оксидного конденсатора для электронного устройства

При выборе оксидного конденсатора для выходных каскадов УЗЧ необходимо стремиться к тому, чтобы ток утечки не превышал значения 0,1 мА/1 мкФ. Рабочее напряжение такого конденсатора должно в два раза превышать максимальное расчетное напряжение в действующей цепи. Подача напряжения обратной полярности недопустима. Несоблюдение полярности алюминиевых оксидных конденсаторов (К50‑29, К50‑20, К50‑24, К50‑35 и аналогичные) приводит к короткому замыканию цепи и нередко заканчивается взрывом конденсатора, если он находится под напряжением. Для предотвращения несчастных случаев, которые возможны при несоблюдении полярности конденсатора, желательно использовать конденсаторы с предохранительными отверстиями на корпусе. В цепях с переменной полярностью желательно использовать керамические неполярные конденсаторы.

При эксплуатации оксидных конденсаторов в качестве разделительных при малых напряжениях, учитывают наличие у них собственной ЭДС, с действующим значением до 1 В. Это значение может совпадать или не совпадать с полярностью конденсатора. Оксидные конденсаторы типов К50‑26, К50‑20, могут изменять полярность на противоположную с течением времени. Это вносит в работу усилителя некачественные (нежелательные) изменения, влияющие на шумы, передачу сигналов между каскадами и в целом на нормальную работу устройства. Танталовые конденсаторы типа К52‑2, К52‑5, ЭТО и другие при встречном включении (как неполярные) допускают работу в цепях переменного тока с частотой до 20 кГц при действующем значении напряжения до 3 В.

Не допускайте, чтобы оксидный конденсатор находился под напряжением, превышающем, его рабочее напряжение (допустимо только кратковременное перенапряжение, несколько сек). При прохождении через конденсатор импульсного тока обращают внимание на максимальное напряжение на конденсаторе (сумма постоянного напряжения и напряжения пульсаций – если конденсатор включен в электрическую цепь как сглаживающий пульсации фильтр), чтобы оно не превышало номинального значения. В противном случае, этот приводит к преждевременному отклонению электрических характеристик конденсаторов (особенно оксидных) от номинальных. Например, оксидный алюминиевый конденсатор К50‑24 рассчитан на работу в течении 2000 часов. После этого времени предприятие изготовитель не гарантирует сохранение номинальной емкости, тока утечки и прочих важных параметров. 2000 часов – это примерно 83 суток. Естественно, что для высококачественного усилителя нежелательно использовать такого рода конденсаторы. Практикой установлено, что эксплуатируемые при комнатной температуре усилители и приборы имеют более долговременную историю стабильной и эффективной работы, чем те, которые используется при разных (в том числе отрицательных температурах окружающей среды).

Это объясняется тем, что рабочий температурный диапазон широко популярных оксидных конденсаторов «привязан» к температуре +10…+70 °C. Использование конденсатора при комнатной температуре гарантирует длительный срок его полезной службы. Сумма постоянного обратного напряжения и амплитуды пульсаций не должна превышать значение 2 В.

Для каждой серии современных конденсаторов указывается максимальное значение тангенса угла потерь (tg 5), которое, как правило, измеряется на частоте сигнала 120 Гц при температуре окружающей среды +20 °C. Отсюда вычисляется эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) по формуле

ESR = tgδ/2pfC,

где f – частота, при которой производились измерения, Гц; С – емкость конденсатора, Ф.

В электрических цепях, где процесс заряда‑разряда происходит с высокой частотой, значение емкости (по определению конденсатора) может уменьшаться. Если через конденсатор протекает импульсный ток, значение которого превышает номинальное значение тока конденсатора, то на конденсаторе выделяется избыточное тепло (его можно зафиксировать «невооруженными» руками, прикосновением) его емкость уменьшается, срок службы сокращается.

Во время пайки дискретных и чип‑элементов необходимо соблюдение осторожности. Температура пайки выводов конденсаторов не должна превышать 260 °C, а контакт с жалом паяльника не более 5–7 с.

Допустимый ток пульсации для оксидного электролитического конденсатора необходимо учитывать (он указывается персонально для каждой серии) для использования таких конденсаторов в качестве фильтрующих элементов в источниках питания мощных усилителей. Сумма постоянного напряжения на обкладках конденсатора и напряжения пульсации не должна превышать номинального рабочего напряжения. Номинально допустимые параметры определяются при окружающей температуре +85 °C и на частоте сигнала 120 Гц. При другой температуре окружающей среды и другой частоте сигнала, в качестве максимально допустимого тока пульсации применяется значение тока пульсации, умноженное на коэффициент в табл. 8 и табл. 9.

Таблица 8