電容限制輸入電流的特性可做哪些應用？

MultiTang

查看異常電壓電容器的數據時，發現日本貴彌功(NCC)(Nippon Chemi-Con)的LXH系列有特別註明其輸入電流，如圖：
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的Datasheet
也有提及其壽命會每升攝氏5度就減半，而不是一般的10度。

Q01. 上圖中的加載電壓有甚麼意函？(或許已解決)有甚麼相關議題？(未解)
     (看規格書時就是會像這樣，看不懂也找不到某些項目的意義，或一時無法連結某些內容。)

Q02. 一般電容如果規格書上未提及電流限度，是否有甚麼經驗法則來猜測或判定其最高可耐受輸入電流？

有些PSU設計為：
交流電->陶瓷熱敏電阻SCK054(5歐4A)->5A250V保險絲->線圈電感整流？->四顆二極體全波整流->兩顆200V電容串聯->略
平常並未看到這兩顆200V或單顆400V電容還有甚麼限制電流的特性！
不過交流電一進PSU是不是已被那顆熱敏電阻限制為4安培電流量？所以才用5A250V保險絲？
(PSU這種單層電路較容易看得懂，不過若要能按圖索驥的來修改或替換成較具效率與穩定輸出電源的話可能還有很多要學習。80+的PSU好像也是單層，但雙面均有元件。三層以上PCB，可能沒電路圖及Layout就會完全停擺，沒辦法做進一步與準確的探討與學習。)：

Q03. 在相同電路的設計之下，可替換哪些元件來改進其電源轉換效率呢？

Q04. 在相同電路的設計之下，陶瓷熱敏電阻SCK054(5歐4安培)有哪些替換選擇？一定要5歐4安培嗎？選用5歐姆有甚麼特別意義嗎？用較大安培數的結果會如何呢？後面有哪些元件也要跟著更換呢？(5A250V保險絲理應是其一)

Q05. 在相同電路的設計之下，做全波整流的四顆二極體有哪些替換選擇？接腳要怎麼接呢？

Q06. 請問這種LXH基板自立型的電容適不適用在電腦的PSU上？(特別是200V/220到1000uF，以我這種沒甚麼(電子)知識水準的人來猜測可能是可行的選擇，只要能插入PCB即可。不過想先請老手確認一下，免得哪天換上這種電容，結果是新換上的沒壞，其他種種原本是好的、沒壞的元件，倒像放連珠鞭炮、煙火似的全爆了！窮酸人家觀賞不起自費煙火！)(大致已解)

Q07. 電容有電流輸入的限制，那其輸出電流的大小是不是就用Q=CV及額定紋波電流=C乘額定紋波電流係數來推算？(想要查看後面接的元件的耐受電流電壓，來推測可用多大電容值及多大電壓的電容來替代，或是替換其他元件！相同規格的電子元件不是很容易找。)(後面第帖的思考方式是將電容的輸出方式視為被動的受其後面元件的節制。)

Q08. MOSFET、二極體或電源管理晶片等元件其規格書上有很多種電壓值及電流值，差不多都是有看沒怎麼懂！
    不知道它們有甚麼意函？有哪些相關議題要彼此考慮？
    這些數據好像不完全是看書找資料就能自己摸索得出來！有哪些資料可解釋麼？或是哪位老手願意設專題來解說？
    (當然有可能是還沒找齊相關背景知識！電容的好像比較好找，其Datasheet數據項目較少，也就比較容易看得懂。)
    MOSFET Datasheet： FDB6035AL.pdf (94.27 KB, 下載次數: 80)

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    電源管理晶片 Datasheet： SC1205CS.pdf (130.54 KB, 下載次數: 73)

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Q09. PSU上那兩顆高壓的電容可以用兩顆200V/0.1uF朔膠電容各自並聯，及串聯後再並聯一顆400V/0.1uF朔膠電容來做旁路、濾波？這樣做有無任何優缺點？(除了成本高、電流較平穩之外)(參看此篇)

Q10. 電容也有分交流電容與直流電容且其設計與製造有些差異是嗎！隔直通交的電容特性是指交流電容，而非直流電容的特性嗎？(有人說是所有電容都有此特性，但是(鋁)電解電容不差不多都是直流電容且用在直流電路嗎？這樣的話有通交流嗎(也沒隔到直流->充完電就隔直流)！這觀念自己還要再探討！)在額定與過載電流兩種情況下，把400V直流電容器直接接上110V交流電，或是把200V交流電容器直接接上100V的直流電源會有甚麼後果呢？為什麼呢？(主要問題大致已解決)

Q11. 像下圖中保險絲的位置為兩對雙孔的配置，但孔徑大小卻似乎只能插上具軸心腳的保險絲(這種保險絲不好買？)，無法插焊上保險絲夾具(保險絲夾具的腳較粗，好像也不易找細腳的保險絲夾具)。有合適的解決方式？

以上一些基礎問題，尚請高手指點！

midole

試驗條件與試驗電路,是廠商QC在做的過電壓測試而言,非對消費者而論,其條件設定比較嚴格,主要還是要讓防爆閥作動,並觀察是否有其他異狀,也就是說它在超過WV電壓值及大電流的充電衝擊之下,其防爆作動很安全,不是再說承載電流限制問題,因防爆閥爆開電解液蒸發,素子乾掉,電容呈現開路.
電容特性其充電飽合後是呈現開路,也就是不吃電,電流大小只是充電時間問題,I大t小I小t大
以上是針對電解電容而言,至於交流電容另論
電解接AC=穩死  交流電容接DC(不超過電壓)=沒死
Q=CV=I/t 是沒錯
兩顆200v串聯 = 一顆400v 安定器不是常用 22u/200*2=10u/400

midole

WHY?
電解電容器是有極性的,X-Y電容是無極性的

midole

LXH是SNAP-IN型端子線(牛角型)屬於用在大電流上
KXJ是R型端子線(針型)屬於用在小電流上
SNAP-IN可以替用R 只要可以插入PCB ,相反之不行,如同電線線徑的道理,R型可能會有熔斷的疑慮

MultiTang

謝謝先

不過看了真的有點midole

可能是我也很midole

試驗條件與試驗電路,是廠商QC在做的過電壓測試而言,非對消費者而論,其條件設定比較嚴格,主要還是要讓防爆閥作動,並觀察是否有其他異狀,也就是說它在超過WV電壓值及大電流的充電衝擊之下,其防爆作動很安全,不是再說承載電流限制問題,因防爆閥爆開電解液蒸發,素子乾掉,電容呈現開路.

這段寫的應該是很簡單的內容，不過覺得有點無理頭！

midole

教了很多徒弟,感覺左岸的比較厲害
請注意 "異常電壓加載條件" 這個指的是電容器廠在測試使用的條件
正常的電容器不是加過載電壓,防爆閥就會動作(不一定),所以就會制定測試條件
舉例  220uf/200v power 電壓就設定300v~375v  power 電流為4A的(全開不限流)
     680uf/200v power 電壓就設定300v~375v  power 電流為7A的(全開不限流)
     22uf/400v power 電壓就設定500v~600v  power 電流為2A的(全開不限流)
     150uf/400v power 電壓就設定500v~600v  power 電流為4A的(全開不限流)
圖表上的"電流限度"指的是充電的power 不是指電容器
哪假如用小一點電流的power會不會炸?答案是不一定;所以為確保防爆閥能順利動作,就會制定此試驗條件,
但此條件並非每一家電容器廠都一樣,總之讓防爆閥動作,不是隨便地亂炸測試的,如炸得粉身碎骨也不可以(加AC)

電容壽命的計算公式有很多種,有的一樣,有的不一樣,且計算的參數條件也有很多不同,基準溫度設定計算,也有用每度的
5與10度都算是一般性計算

MultiTang

"圖表上的"電流限度"指的是充電的power 不是指電容器"

這句話的觀念想不通？想來想去都還是認為"電流限度"是電容的(安全)特性之一！
(而這種特性也先決的讓設計人員將電路與其上所選用電子元件的正常工作條件設計在此"電流限度"之內。
電路上如果達到或超過此"電流限度"，除了保險絲熔斷、前端的電子元件燒毀之外，==>括號內的這段話似乎有誤)
如果達到或超過此"電流限度"，電容本身會自爆(防爆閥爆開)形成開路，防止更多元件燒毀。
"電流限度"指的是電容達到自毀前所能接受的電流大小(來一段Mission Impossible的MIDI會比較容易了解)。

就好像是(大)電容所接受(輸入及承受)的電壓若超過額定工作電壓，或許還能工作，只要承受的時間不要太長。
但是如果達到或超過"加載電壓"，保證該電容爆開，達到百分百損壞，而不是損壞多少百分率。

想到這裡，似乎才有點確定"電流限度"跟"加載電壓"是指電容自身的防爆閥爆開的條件！
指的是電容輸入電路的電流與電壓不要超過電容的"電流限度"跟"加載電壓"，否則電容會爆掉會永久損壞。
電路或電路上其他元件若接受此種"電流限度"或"加載電壓"，有可能早已燒掉，也可能沒事！
雖然"電流限度"跟"加載電壓"也可做為設計產品電路與選用元件的參考條件之一(但不是唯一或主要條件)，
但這兩個條件主要是保護設計的考量、是一種最大限制的考量、讓電容能較安全的爆掉，間接起到保護其他電路與元件，
不是作為考慮其他電路與其他元件能否正常工作的主要或唯一因素。
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下面的想法是在上面的想法之前，不知道會有哪些錯誤？

"圖表上的"電流限度"指的是充電的power 不是指電容器"

加上由一樓的兩個圖來推測

ATX-300PD電路板上的兩顆大電容為200V，330uF。
假設這兩顆大電容合乎NCC LXH系列的規格，則其電流限度為5A，(加載電壓為300-375V)。
可不可以依此推測，從交流電輸入到這兩顆大電容間的所有電子零件，他們的工作電流大致都限制在5安培內？
如陶瓷熱敏電阻SCK054(5歐4安培)，保險絲(5安培250V)。(那顆電感不知其規格)

也就是可由大電容的該項特性來選用可彼此匹配使用的電子元件？

這部分電路電子元件的選用結果也部分決定了後面電源輸出的大小與穩定？

大部分300或350W的電源供應器，其大電容大多用200V、330-470uF(其配用元件-如熱敏電阻的規格也較低)，
被視為較好、較高端的產品才用200V、470uF以上的大電容(680或1000uF)(其配用元件的規格也較高，較齊全)。
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另一問題：(很多人都有問過，也很多人都有回答，我也大致都有看過，不過還是沒找到最佳答案。)

條件一："電容特性其充電飽合後是呈現開路，也就是不吃電。電流大小只是充電時間問題,I大t小I小t大"
條件二：將電容比做蓄水池、小水塘或水塔。==>甚麼元件能當水龍頭？能限制電容的電流與電壓的輸出呢？
條件三：如前述，在較低階300或350W的電源供應器原有的電路與元件下，只單純唯一的換上高端電源供應器才用的200V、680或1000uF以上的大電容。

此時可能因為原來較低階產品在大電容之前採用輸出(或承受)電流、電壓較低的元件與電路，使新換上較大電容的充電時間必定要較長。

要怎麼判定充電時間會不會過長或過短呢？有哪些考慮因素？要怎麼計算？有甚麼影響？

換上大電容(大水塔)後，原來輸入與輸出的水管跟水龍頭都沒換，那哪些元件是當輸入水管？哪些元件是當輸出水管？哪些元件是當水籠頭？哪些元件可影響、控制或承受來自電容的電流與電壓呢？

大部分人都問可換上多大的電容，這裡我問可當節流閥的元件是甚麼？與如何節流？

midole

OMG!
個人建議您先看看基本電學
請注意以下:
1.請不要將電容器當作是限制電流保護的零件
2.塑膠電容器和電解電容器是不一樣的, AC進入的接塑膠電容(C電容),常和電阻相並聯當做降壓限流,不是接電解電容器
3.你有聽過或看過電容器有在賣幾電流的電容器嗎? 一般都是 Cap;Df;Lc;ESR;T ,其實你有關電容器電流的疑問,以前就有大廠菜鳥RD
  問過,他問說: 你們電容器可以承受多少電流? 我們回答說:您確定是RD嗎?請你找採購拿規格書瞧瞧
4.電容器設計的材料電壓值(VF),一般都會比標示工作電壓(WV)還高一點,但會高出多少?不一定,各家不同
5.你可以把電容器當作是一個寶特瓶,水龍頭當電流,水龍頭開大表示電流強,相反知開小電流小,我們開始裝自來水,水龍頭開大時
,可能1秒就裝滿了,相反開小可能要10秒,此時水龍頭都不關,其它的水一樣無法裝入寶特瓶;假如自來水換成熱水或換成腐蝕液,哪寶特瓶會如何? 假設熱水等於電壓稍微超過但電流很大,寶特瓶只感覺軟軟的沒事; 那假設腐蝕液等於嚴重超過電壓但電流小,寶特瓶只熔化慢,那假設腐蝕液等於嚴重超過電壓但電流大,寶特瓶只熔化快,所以電流大小差異在熔化時間快慢,你可以自己做實驗
電容 100u/200V 用power充電 ,電壓調 220v 電流10A一台充及另一台1A的充,結果 電容器沒事
電容 100u/200V 用power充電 ,電壓調 250v 電流10A一台充及另一台1A的充,結果 10A的電容器5秒後防爆孔動作,1A的電容器防爆孔微凸
電容 100u/200V 用power充電 ,電壓調 300v 電流10A一台充及另一台1A的充,結果 10A的電容器1秒後防爆孔動作,1A的電容器3秒後防爆孔動作

MultiTang

對於前幾樓所提的問題，大致上原本是為了找下面這些問題的答案而衍生出來的。
(突然查覺，中文"大致上"與"原本"的用字次序問題也像英文某些字間有其通順與否的前後排列方式！無關於習慣用法！)
目前對於PSU的濾波整流到進入一次側與輔助電路間可能還有以下幾個問題極欲釐清：

電源供應器高壓濾波電容問題這篇文好早之前就看過好幾次。所以估算Bulk Capacitor至少有個依據。不過若只知道這點，不可諱言必然欠缺種種其他未知的因素，讓整體觀念無法連結起來。

其他像開關管等其他元件，一直尚未更進一步下去研讀，主要卡在看不懂開關管這類三、四隻腳元件的規格書。
電容、電阻的耐電壓、耐電流值比較容易理解，可是像開關管這類元件就不易理解其耐電壓、耐電流！(可能是還沒專注且下苦功到這方面)
電容、Bulk Capacitor後面所接的元件，像開關管這類三、四隻腳的元件，與電容的(充)放電有有甚麼關係、甚麼工作原理，彼此間的輸出、入電流、電壓要如何配合、如何運作？

電感、變壓器之類原本就型號不明，找了一兩次也沒見過有甚麼規格標示、規格書之類的，大略知道業界是如此對待它們。

另外也找過"hold-up time"的相關資料，大致可猜測PSU若要有"hold-up time"的功能，理應不是隨便加大Bulk Capacitor電壓或電容就可以，必須PSU本身原已設計有"hold-up time"電路！

還有就是電容的充電時間，似乎也不是用準的就可以任意換上較大的電容，有看過一、兩篇文，不過還沒完全貫通，也看不太懂。

如果各位對上面幾個議題有任何心得，請稍加指點。(給個關鍵字、連結都可)
(像hold-up time就是莫名蹦出的，忘了到底是怎樣看到這名詞)

前幾天看到交大有開PSU產學合作或產業培訓的課，而且談PSU設計的書似乎比基本電學還易找，可是就像某人講的就算看了也不見得會修或會設計PSU，不過有認真一點一滴看，總比(從一開始就)抱負面態度而停滯要來得懂！

看了還不會而沮喪時，很多人會給你"個人資質不同"等等的"安慰"話語！不知道，他們是故意的呢？還是沒察覺啊？當然大部份人都是很正常的沒去想到這些！會想到的人可能也至少有兩種：一種是心懷歹念，想蓄意打擊、整人，並製造優越感；另一種人是察覺到而要求自己不要做歹事，若為此類事為人打抱不平或道破別人心思時，就容易被賴為神經異常、是你自己在搞鬼！
某種程度上"個人資質不同"其實是具相當批判性、階級性的用語，而且很可能並不是事實！基本上違背"不要隨意批評人、帶善意的討論而非批評"的正向凝聚力！"個人資質不同"的言下之意是(這個不是亂亂牽拖)〝沒關係~~~！你這白癡、智障、胡塗、低能豬~~~慢慢來~~~一步步來~~~有志者事竟成~~~等死！〞(當然後面這段話是蓄意的誇張效果)

"看了也不見得會修或會設計PSU"時，可能是需要做全面性的種種思考！目前想得到的或許是將數學、物理、基本電學、電路、電子、電磁干擾還有其他未知相關主題間，彼此有甚麼連結、要怎麼連結才能找到答案等等‧‧‧嘿！一步步走吧，還遠得很！不知道從甚麼時候開始，學東西時，常會把相關的內容逐一找出，再猜測彼此間的關係與整體的宏觀內容，以增加理解程度、提升學習興趣、校對學習目標、促進學習動力。

這幾天讀了點基本電學裡的內容覺得，蒐集與閱讀各類元件的相關資料，會有很大的一部分等於是在研讀、複習或填補、建構基本電學的內容！照著教科書的架構來學習，有時似乎反而阻礙學習！因為書本篇幅的限制，能介紹的內容相當有限！如果有些內容不甚了解，當然有可能是因以前學的內容(一般人常講的基礎)沒學好，不過也很有可能因讀了較進階或同階段或相同困難度的其他相關資料而豁然明朗！在沒有網路的時代，當學生的大部分人似乎都較難以找到相關資料，情況更劇的是大多數學生的時間、資源、能力都是相當有限的！(其實每個人都是如此！)

印象較深的例子就是小學數學三公升、五公升、十公升水桶要如何用三公升與五公升水桶在十公升水桶中倒進四公升水，其實用國中的代數觀念就可輕易理解。而且在教授這個問題時，其實也見識到有部分小學生確實能理解代數的觀念，不過長大後的成就也不見得就個個都相當驚人。另外，從高中(吧？)看到皮亞傑(吧？)的兒(學)童發展階段論(如果沒記錯的話，第一次看到皮亞傑的兒(學)童發展階段論，其實應該是在小學某一學期末，撿起老師將其丟進垃圾桶的某一教師手冊上瞄到的。)，就一直懷疑真有階段論嗎？為什麼會有階段論呢？每階段的發展現象與能力是怎麼跑出來的呢？是因兒童受到制式教育、受到大眾教育的裁剪才有階段論呢？還是兒童發展進程本來就有這些普遍的階段現象呢？印象中的實際例子一直讓人反駁發展階段論！這些例子理所當然是科學上無效的例證，不過個人偏向於認定是(自己)修改對階段論理解的線索。一個班級55人，有些能力近乎一半學生是超越某項發展階段。幾十年前的學生，或許大多數人都合乎該發展階段論，那二十年前的學生呢？現在的學生呢？未來的學生呢？(當年的思緒大致僅止於此。)歐洲的學童合乎發展階段論，那中國的學童呢？南美的學童呢？南美原住民的學童呢？非洲的學童呢？文化差異、發展環境與個體差異似乎還未能促進對階段論的理解，真的是才疏識淺！所幸小學時好歹見識過那些不在皮亞傑兒(學)童發展階段範圍內的人！

cakey

http://bbs.ocer.net/thread-225054-1-1.html
电源结构剖析

http://bbs.pigoo.com/viewthread.php?tid=14950&extra=page%3D1
狼大的文章"認識你的電源供應器-半橋式電路篇"

http://www.earth.sinica.edu.tw/~crlin/EMIFilter.PDF
jason1204大轉載的文章

MultiTang

您介紹的那篇是下面連結文章的簡體中譯版嗎
Anatomy of Switching Power Supplies
這篇文很好

之前瞄過，還誤以為高雄狼(LSI狼)的文章也是出自該篇哩。(他的三篇文都讀過)

請問還有沒有其他好文？

More, Please. And more and more

cakey

原帖由 MultiTang 於 2009-10-16 02:45 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
"圖表上的"電流限度"指的是充電的power 不是指電容器"

這句話的觀念想不通？想來想去都還是認為"電流限度"是電容的(安全)特性之一！
(而這種特性也先決的讓設計人員將電路與其上所選用電子元件的正常工作條件設計在此" ...

樓主提出了一個有趣的的想法:"電流限度"是電容的(安全)特性之一
雖然知道這是不正確的,但是還是想了一陣子 才能把理由整理出來(自己讀書時也是不求甚解)
首先 理想電容為:將兩平行導電極板隔以絕緣物質而具有儲存電荷能力的器材 導電極板稱為電容器之電極（electrode）， 絕緣物質稱為電介質（dielectric）或簡稱介質。
在這裡我們要注意的是"兩平行導電極板隔以絕緣物質" 既然是隔以絕緣物質,所以兩平行導電極之間不會有電流"直接"流過.( 但在非理想電容的介質還是會有漏電流)

下圖說明電容電流的形成與電容內兩平行導電極板的電荷其中的關係

既然知道電容兩平行導電極之間不會有電流"直接"流過.
所以電容器應該不會像無法像保險絲一樣 能提供電流限度

MultiTang

感謝費心指點！

水龍頭可比為電阻或其他耗電元件，水流才比為電流，水管比擬為電路。電阻比較常見也比較容易了解。


就以PSU的大電容為例，將同一顆或同一規格的電容放在，
1.其充電電路僅能提供較小電流與電壓
2.其充電電路能提供適當電流與電壓
3.其充電電路僅可提供過高電流與電壓
各會有甚麼過程、結果？

如果此時電容所在的充電電路所提供的電流與電壓大於電容原本設計的(電容量)電流量與工作電壓或前幾樓所述的"電流限度"與加載電壓"時，會有什麼現象？電容有沒有充飽電、尤其跟電容充飽電的瞬時，其電路是否為開路，並不完全跟這裡所要討論的有關(當然仍是要考慮的主要因素之一)！[貴彌功LXH系列電容的規格書中有略述其所謂的"電流限度"與"加載電壓"及其數值。問這裡一樓的問題當時，熊熊沒理解該規格書裡所述的"電流限度"與加載電壓"，不知道各位在討論發文前，都有沒有下載讀過與看清楚該規格書沒？]

閃光燈用的電容一般充電時間都是一、兩秒，電力越弱時，其充電時間越長。
這是指其供電電池與充放電電路所能提供的電壓(電流)在某一固定範圍內！
如果將閃光燈用電容同樣放在以下三種電路中
1.其充電電路僅能提供較小電流與電壓
2.其充電電路能提供適當電流與電壓
3.其充電電路僅可提供過高電流與電壓
各會有甚麼過程、結果？

港都狼仔

其實電容的特性是兩端電壓不能突變，電感是流過的電流不能突變(均指在理想狀態下)。
一般抑制電流多是使用電感作為扼流圈來使用。