近來，對(duì)電子設(shè)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(diǎn)達(dá)到生態(tài)所需。在這樣的市場(chǎng)需求下，從2009年開始普及的LED球泡燈在達(dá)到了小且薄的同時(shí)還因使用壽命長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)了高生態(tài)性，對(duì)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(zhǎng)。 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(dá)到了平滑功能，但使用小型且更長(zhǎng)壽命的陶瓷電容器的事例也在增加。

我公司開發(fā)出了在實(shí)際使用時(shí)，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(duì)其特性進(jìn)行介紹，并介紹以LED球泡燈為主的其他電子設(shè)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(diǎn)轉(zhuǎn)移至低溫側(cè)，使其在常溫下（25℃）呈現(xiàn)出順電相。因此，新材料產(chǎn)品和傳統(tǒng)的產(chǎn)品相比，能達(dá)到以下性能。

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

圖1：靜電容量-直流電壓特性

損耗小，允許紋波電流大。頻率f=250kHz時(shí)，允許紋波電流約為1.6倍。

我公司允許紋波電流值的標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境溫度在25度以下，可通電直至電容器自熱溫度達(dá)到20度。若靜電容量為1μF的產(chǎn)品，頻率f=250kHz時(shí)，相對(duì)傳統(tǒng)材料產(chǎn)品的2.9Arms的耐電流量，新材料則為4.7Arms。

圖2：發(fā)熱溫度比較

當(dāng)施加直流電壓時(shí)機(jī)械應(yīng)變量相對(duì)較小，吱吱聲（聲壓級(jí)）也很小。與傳統(tǒng)材料相比，新材料的聲壓級(jí)只有五分之一。

新材料陶瓷的壓電效應(yīng)很小。因此電信號(hào)變化引起的機(jī)械振動(dòng)不易發(fā)生。

圖3：變形量比較

※聲壓級(jí)減少6dB，意味著聲壓變成1/2.

※新材料電容器的聲壓級(jí)比傳統(tǒng)材料低15dB，聲壓則為1/5.

圖表：聲壓級(jí)比較（據(jù)我公司測(cè)定）

產(chǎn)品一覽和使用電路的介紹

表1：產(chǎn)品（靜電容量）一覽

2010年10月完成了如圖1所示新材料的商品化。另外，關(guān)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(gè)電容疊加式產(chǎn)品的商品化，能夠?qū)崿F(xiàn)額定電壓DC250V的產(chǎn)品為2μF （=1μF×2） 、DC450V的產(chǎn)品為1.1μF （=0.56μF×2） 、DC630V的產(chǎn)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1所示。

圖1：電源電路圖

新材料商品的性能如前頁(yè)所示，概要如下：

1. 確保了比傳統(tǒng)產(chǎn)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(duì)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(shè)計(jì)。

具體的電容值的選定，面向日本市場(chǎng)的產(chǎn)品：輸入電壓為AC100V時(shí)，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(chǎn)品可選擇的最大電容值為2μF。同樣的，面向全球市場(chǎng)的產(chǎn)品：輸入電壓為AC240V時(shí)，上下電位差為340Vo-p （=240×√2），額定電壓為DC450V的產(chǎn)品可選擇的最大電容值為1.1μF，額定電壓為DC630V的產(chǎn)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(shè)備的諧波和功率因數(shù)，整流電路后加上PFC（功率因數(shù)改善）電路的情況也是有的。因?yàn)樾虏牧袭a(chǎn)品和傳統(tǒng)的產(chǎn)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表2所示。

表2：其他電路的電容

結(jié)語(yǔ)

新材料的電容器是以低損耗、高容量為目標(biāo)，進(jìn)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(duì)策以外，研發(fā)出了最適合用于平滑用途的產(chǎn)品。今后我們除了提供必要的技術(shù)數(shù)據(jù)外（允許紋波電流數(shù)據(jù)等），更會(huì)提供更多方便大家使用的信息。