如何應用陶瓷電容控制LED球泡燈的噪聲并實現平滑功能?

【導讀】近來，對電子設備除了早前的小且薄，節(jié)能，低噪等要求外，更有望以防止全球氣候變暖為視點達到生態(tài)所需。在這樣的市場需求下，從2009年開始普及的LED球泡燈在達到了小且薄的同時還因使用壽命長而實現了高生態(tài)性，對于其搭載的電子元器件同樣也被要求小型薄型化，使用壽命長。

LED球泡燈因配備了功率為10W左右的小功率電源，主要是使用電解電容和薄膜電容器達到了平滑功能，但使用小型且更長壽命的陶瓷電容器的事例也在增加。 比傳統(tǒng)的陶瓷材料能獲得更高靜電容量的陶瓷電容器，本文將對其特性進行介紹，并介紹以LED球泡燈為主的其他電子設備的電源推薦使用電路。

新材料陶瓷電容器的性能

新材料陶瓷的特性與傳統(tǒng)材料相比，居里點轉移至低溫側，使其在常溫下(25℃)呈現出順電相。因此，新材料產品和傳統(tǒng)的產品相比，能達到以下性能。

施加直流電壓時的電容值減少率小，確保了高有效電容值(施加直流電壓時的容量)。能確保在施加DC600V時，電容值為傳統(tǒng)材料的2倍。

損耗小，允許紋波電流大。頻率f=250kHz時，允許紋波電流約為1.6倍。

村田公司允許紋波電流值的標準是環(huán)境溫度在25度以下，可通電直至電容器自熱溫度達到20度。若靜電容量為1µF的產品，頻率f=250kHz時，相對傳統(tǒng)材料產品的2.9Arms的耐電流量，新材料則為4.7Arms。

當施加直流電壓時機械應變量相對較小，吱吱聲(聲壓級)也很小。與傳統(tǒng)材料相比，新材料的聲壓級只有五分之一。新材料陶瓷的壓電效應很小。因此電信號變化引起的機械振動不易發(fā)生。

聲壓級減少6dB，意味著聲壓變成1/2，新材料電容器的聲壓級比傳統(tǒng)材料低15dB，聲壓則為1/5。

產品一覽和使用電路的介紹

2010年10月完成了如圖5所示新材料的商品化。另外，關于能夠獲得的最大靜電容量，引線型或金屬端子型，由于兩個電容疊加式產品的商品化，能夠實現額定電壓DC250V的產品為2µF (=1µF×2) 、DC450V的產品為1.1µF (=0.56µF×2) 、DC630V的產品為0.54µF (=0.27µF×2)。 此外，新材料陶瓷電容器的溫度特性是X7T(傳統(tǒng)材料為X7R)。

LED球泡燈的一般電源電路圖如圖6所示。

新材料商品的性能如前頁所示，概要如下：

1.確保了比傳統(tǒng)產品更高的有效電容值。

2.允許功率大，紋波電流耐量大。

像LED球泡燈這樣的小功率電源除了噪聲對策還可能作為平滑功能使用，于是形成了如圖1的C4和C5這樣的最合適的設計。

具體的電容值的選定，面向日本市場的產品：輸入電壓為AC100V時，整流電路的上下電位差是140Vo-p (=100×√2),所以額定電壓為DC250V的產品可選擇的最大電容值為2µF。同樣的，面向全球市場的產品：輸入電壓為AC240V時，上下電位差為340Vo-p (=240×√2)，額定電壓為DC450V的產品可選擇的最大電容值為1.1µF，額定電壓為DC630V的產品可選擇的最大電容值為0.54µF。

另外，LED球泡燈之外，為了改善LED照明設備的諧波和功率因數，整流電路后加上PFC(功率因數改善)電路的情況也是有的。因為新材料產品和傳統(tǒng)的產品品相比，損失較小，因此可作為高頻紋波電流耐量也十分出色的PFC輸入電容器來使用。

此外，其他的C1.C2等等可使用的電容如圖7所示。

新材料的電容器是以低損耗、高容量為目標，進行了材料的開發(fā)及商品化。其在電路上的用途除了噪音對策以外，研發(fā)出了最適合用于平滑用途的產品。今后我們除了提供必要的技術數據外(允許紋波電流數據等)，更會提供更多方便大家使用的信息。