在學習S7-300和S7-400系統的過程中,接觸到了冗余的概念,300采用的是軟冗余,400呢?既可以軟冗余又可以硬冗余。兩者的冗余功能是相同的,但是究竟有什么區別呢?
散逸因數─損失角
散逸因數dissipation factor(DF)存在於所有電容器中,有時DF值會以損失角tanδ表示。想想,損失角,既有損失,當然愈低愈好。塑料電容的損失角很低,但鋁電解電容就相當高。DF值是高還是低,就同一品牌、同一系列的電容器來說,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;當容量相同時,耐壓愈高的DF值就愈低。舉實例做說明,同廠牌同系列的10000μF電容,耐壓80V的DF值一定比耐壓63V的低。所本刊選用濾波電容常會找較高耐壓者,不是沒有道理。此外溫度愈高DF值愈高,頻率愈高DF值也會愈高。
但許多電容器制造廠,在規格書上常不注明散逸因數DF值,因為數值甚高很難看。以瑞典RIFA為例,其藍色PHE-420系列是MKP塑料電容,它的DF值是0.00005/最高是0.0008。但白色*級PEH169系列鋁質電解電容,就未標示損失角規格。若真注明DF值,可能會是1.0000,小數點是在1的後面。
漏…漏電流
哇!漏電!最好沒有。可是沒辦法,鋁電解電容在工作時一定會產生漏電流。
漏電流(leakage current)當然要低,它的計算公式大致是:I=K×CV。漏電流I的單位是μA,K是常數,例如是0.01或0.03,每家制造廠會選擇不同的常數。但不論如何,電容器容量愈高,漏電流就愈大。如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法,這個「漏電流」也請考慮在內。從計算式可得知額定電壓愈高,漏電流也愈大,因此降低工作電壓亦可降低漏電流。
但降低電容器的漏電流并不容易,低漏電流low leakage current-LL系列價格高昂,我曾向國內廠商訂制一批低漏電流LL系列電容,價格比許多進口電容還貴。漏電流規格,鋁電解電容就比鉭電解電容差許多,鉭質電容也有乾式及濕式兩種,不過它的容量及耐壓都較低。
除特別定制外,面對一般品,想要降低它的漏電流可設法提高Vs對Vr的比值。Vs是涌浪電壓,其值當然比Vr額定電壓高,但施加電壓(真正的工作電壓)還應該比Vr低,例如取Vr的90%;找高耐壓品種可說是正確。
等效串聯電阻ESR
一只電容器會因其構造而產生各種阻抗、感抗,比較重要的就是ESR等效串聯電阻及ESL等效串聯電感─這就是容抗的基礎。電容器提供電容量,要電阻干嘛?故ESR及ESL也要求低…低;但low ESR/low ESL通常都是高級系列。
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,當額定電壓固定時,容量愈大 ESR愈低。有人習用將多顆小電容并接成一顆大電容以降低阻抗,其理論是電阻并聯阻值降低。但若考慮電容接腳焊點的阻抗,以小并大,不見得一定會有收獲。
反過來說,當容量固定時,選用高WV額定電壓的品種也能降低 ESR;故耐壓高確實好處多多。頻率的影響:低頻時ESR高,高頻時ESR低;當然,高溫也會造成ESR的提升。
串聯等效電阻ESR的單位是mΩ,高級系列電容常是low ESR及low ESL。若比較低內阻及低漏電流兩種特性,則低內阻容易達成,故標示low ESR的電容倒很常見。ESR與損失角有關聯,ESR=tanδ/(ω×Cs),Cs是電容量。
有時電容器規格上會有Z,它與ESR的意義不同,但Z的計算示與ESR有關,同時也考慮到容抗及感抗,是真正的內阻。剛才提到電容的ESR單位是mΩ,那是指大電容,若是220μF小容量電容,其ESR單位就不是mΩ而是Ω。何種電容器的ESR?答案只有一個:Sanyo的OS有機半導體電容!
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