CN86101941A - 价廉体小重量轻的新型无极性电容器电路 - Google Patents

Abstract

价廉体小重量轻的无极性电容器属于基本电子线路和基本电子元件。主要是解决以前的无极性电容器成本高、体积大、重量重、容量小，耐压低等技术问题。本发明的主要技术特征是把工作在交流电路中的有极性电容器的反向漏电流减小到零，用各种有极性电容器代替无极性电容器。使无极性电容器的成本降低、重量减轻、体积减小、容量增大、可靠性提高、使用寿命延长、应用范围加宽、耐压可提高十倍或几百伏以上。适用于各种场合。

Description

本发明属于基本电子线路和基本电子元件。

一般的无极性电容器同有极性电容器相比，主要缺点是体积大、重量重、成本高、容量小，如果简单地用二只有极性电容器反向串联后等效成一个电容器代替无极性电容器，由于反向漏电流的存在和反极化效应，等效电容器的耐压值只能达到原有极性电容器耐压值的十分之一左右。当电容量大于二十微法时，既使使用钽电容器、等效电容器的耐压值也很难超过十伏。另外，由于漏电流大，铝电解电容器几乎不能反向串联使用。参见《电子科学技术》一九八四年第四期二十二页李为丰文章。

本发明的目的就是要把工作在交流电路中的有极性电容器的反向漏电流减小到零或足够小，用各种有极性电容器（如铝电解电容器）代替无极性电容器，用有极性电容器和二级管构成新型无极性电容器，从而使新型无极性电容器的成本低、体积小、重量轻、耐压高、容量大、工作可靠性好、使用寿命长、应用范围宽。

本发明所称的新型无极性电容器可由二个二极管和二个普通有极性电容器组成。电路见附图（1）和附图（2），电路有两种。第一种是把两个有极性电容器的负极和二个二极管的正极全部连接在一起，同时把有极性电容器（1）的正极和二极管（3）的负极连在一起作为新型无极性电容器的一个引出端A，再把有极性电容器（2）的正极和二极管（4）的负极连在一起作为新型无极性电容器的另一个引出端B。见附图（1）。第二种是把二个有极性电容器的正极和二个二极管的负极全都连在一起，同时把有极性电容器（1）的负极和二极管（3）的正极连在一起作为新型无极性电容器的一个引出端A，再把有极性电容器（2）的负极和二极管（4）的正极连在一起作为新型无极性电容器的另一个引出端B。见附图（2）。

由于二极管的单向导电性，使每个有极性电容器在工作时几乎不承受反向电压，它们承受的最大反向电压值不超过二极管的正向结电压（0.1～0.8伏），大大减小了它们的反向漏电流。工作时二个有极性电容器分别在交流电压的正负半周充放电，因此电路就等效成一个无极性电容器。其交流耐压值等于有极性电容器的直流耐压值，比只用二个有极性电容器反向串联后形成的电容器的耐压值提高约十倍。既使使用铝电解电容器，耐压值也可以达到几百伏以上。

如果要求进一步提高性能，可在图（1）和图（2）电路的基础上，在每个有极性电容器的支路中分别串入二只反向并联的二极管。见图（3）和图（4）。由于增加了二极管（5）（6）（7）（8），使工作时每个有极性电容器承受的反向电压为零，这样可使其反向漏电流减小到零，大大提高了电路的可靠性，可进一步延长使用寿命。

元件参数的选择（参见附图（1）至附图（4））：

设等效无极性电容器的电容量为C，耐压值为V_c，流过等效无极性电容器的最大电流值为I_c，所需有极性电容器的容量为C₁和C₂，直流耐压值为V_C1和V_C2。二极管（3）（4）（5）（6）（7）（8）的最大反向工作电压分别为V_R3、V_R4、V_R5、V_R6、V_R7、V_R8，最大平均正向电流分别为I_F3、I_F4、I_F5、I_F6、I_F7、I_F8，则有：C₁＝C₂＝2C，V_C1＝V_C2＝V_R3＝V_R4＝V_C，

V_R5＝V_R6＝V_R7＝V_R8≥2V，

I_F3＝I_F4＝I_F5＝I_F6＝I_F7＝I_F8＝ 1/2 I_C。

由于有极性电容器比一般无极性电容器体积小、重量轻、成本低、容量大、耐压高，而二极管更是体小价廉重量轻，又由于本发明把工作在交流电路中的有极电容器的反向漏电流减小到零或减到足够小。所以采用本发明构成的无极性电容和现有技术相比具有的优点是（1）成本低（2）体积小（3）重量轻（4）容量大（5）耐压高（6）可靠性好（7）工作寿命长（8）应用范围宽。可以用在各种需要无极性电容器的场合，尤其是对体积、重量、容量、耐压、成本、可靠性、寿命等要求较高的场合。还可以用在因体积、重量、容量、耐压、成本、可靠性、寿命等条件限制。普通无极性电容器无法使用的场合。例如可以用在耦合、滤波、去耦、输出等电路中，也可以用在积分器、采样保持器、某些桥路的对角端，还可在交流电路中代替变压器，如果用在电源电路中做降压电容器代替电源变压器可大大减轻重量、降低成本、减小体积。

对附图的说明：图（1）和图（2）是本发明的两种原理电路。图（3）和图（4）是为了进一步提高本发明所称的新型无极性电容器的性能而采用的电路。图中（1）和（2）是二只普通有极性电容器，（例如铝电解电容器或钽电解电容器）。（3）（4）（5）（6）（7）（8）是二极管。

可以采用普通的分立元件（例如普通的铝电解容器和二极管）组成本发明所称的新型无极性电容器。也可以把二极管和有极性电容器制做在一起构成一个元件-新型无极性电容器。还可以用一个外壳做负极把二个有极性电容器做在一起，再和二极管或半桥整流电路连接而成新型无极性电容器。

本发明所称的新型无极性电容器可以用在各种交流电路中，例如用做降压电容代替电源变压器，一般可使重量降为原来的十分之一，成本降为原来的五分之一，体积降为原来的五分之一。效果很明显。

Claims (3)

1、本发明属于基本电子线路和基本电子元件。一般的无极性电容器同有极性电容器相比，主要缺点是体积大、重量重、成本高、容量小。如果简单地用二只有极性电容器反向串联后等效成一个电容器代替无极性电容器。由于反向漏电流的存在和反极化效应，将使等效电容器的耐压值只能达到原有极性电容器耐压值的十分之一左右。当容量大于二十微法时既使使用钽电容器，等效电容器的耐压值也很难超过十伏。另外，铝电解电容器由于漏电流大所以几乎不能反向串联使用。本发明的技术特征在于把工作在交流电路中的有极性电容器的反向漏电流减小到零或减到足够小。用各种有极性电容器代替无极性电容器，从而使新型无极性电容器的体积小、重量轻、成本低、容量大、耐压高、工作可靠性好、使用寿命长，应用范围宽。

2、权利要求（1）中所称的新型无极性电容器的技术特征在于可以用普通的有极性电容器和二极管组成新型无极性电容器。也可以把有极性电容器和二极管做在一起构成一个元件-新型无极性电容器，还可以用一个外壳做负极把两个有极性电容器做在一起再和二极管或半桥整流电路联接成新型无极性电容器。

3、权利要求（1）中所称的新型无极性电容器的技术特征在于这种新型无极性电容器即可以用在一般无极电容所能应用的各种场合。又可以应用在因重量、体积、成本、耐压、容量、可靠性、寿命等条件限制一般无极性电容器不能使用的场合。例如可以用在耦合、滤波、去耦、输出等电路中，也可以用在积分器、采样保持器、某些桥路的对角端，还可以做降压电容器代替电源变压器。

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