Биполярный конденсатор что это значит
Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными.
В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности? В этом и попробуем сейчас разобраться.
Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.
Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой.
Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора.
Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.
Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.
Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов.
Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.
Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.
А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.
На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.
Конденсатор: что это такое и для чего он нужен
Конденсатор – это устройство, способное накапливать электрический заряд.
Такую же функцию выполняет и аккумуляторная батарея, но в отличие от неё конденсатор может моментально отдать весь накопленный заряд.
Количество заряда, которое способен накопить конденсатор, называют «емкостью». Эта величина измеряется в фарадах.
Содержание статьи
Принцип работы конденсаторов
При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток. В начале прохождения тока через конденсатор его сила имеет максимальное значение, а напряжение – минимальное. По мере накопления устройством заряда сила тока падает до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.
В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.
Устройство конденсаторов
Конструкции современных конденсаторов отличаются разнообразием, но можно выделить несколько типичных вариантов:
Пакетная конструкция
Используется в стеклоэмалевых, керамических и стеклокерамических конденсаторах. Пакеты образованы чередующимися слоями обкладок и диэлектрика. Обкладки могут изготавливаться из фольги, а могут представлять собой слои на диэлектрических пластинах – напыленный или нанесенный вжиганием.
Каждый пакетный конденсатор имеет верхнюю и нижнюю обкладки, имеющие контакты с торцов пакета. Выводы изготавливаются из проволоки или ленточных полосок. Пакет опрессовывается, герметизируется, покрывается защитной эмалью.
Трубчатая конструкция
Такую конструкцию могут иметь высокочастотные конденсаторы. Они представляют собой керамическую трубку с толщиной стенки 0,25 мм. На ее наружную и внутреннюю стороны способом вжигания наносится серебряный проводящий слой. Снаружи деталь обрабатывается изоляционным веществом. Внутреннюю обкладку выводят на наружный слой для присоединения к ней гибкого вывода.
Дисковая конструкция
Эта конструкция, как и трубчатая, применяется при изготовлении высокочастотных конденсаторов.
Диэлектриком в дисковых конденсаторах является керамический диск. На него вжигают серебряные обкладки, к которым подсоединены гибкие выводы.
Литая секционированная конструкция
Применяется в монолитных многослойных керамических конденсаторах, используемых в современной аппаратуре, в том числе с интегральными микросхемами. Деталь, имеющая 2 паза, изготавливается литьем керамики. Пазы заполняют серебряной пастой, которую закрепляют методом вживания. К серебряным вставкам припаивают гибкие выводы.
Рулонная конструкция
Характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов с большой емкостью. Бумажная лента и металлическая фольга сворачиваются в рулон. В металлобумажных конденсаторах на бумажную ленту наносят металлический слой толщиной до 1 мкм.
Где используются конденсаторы
Конденсаторы применяются практически во всех современных устройствах: сабвуферах, электродвигателях, автомобилях, насосах, электроинструменте, кондиционерах, холодильниках, мобильных телефонах и т.п.
В зависимости от выполняемых функций их разделяют на общего назначения и узкоспециальные.
К конденсаторам общего назначения относятся низковольтные накопители, которые используются в большинстве видов электроаппаратуры.
К узкоспециализированным относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические ипусковые конденсаторы.
Поведение конденсатора в цепях постоянного и переменного тока
В цепях постоянного тока заряженный конденсатор образует разрыв, мешающий протеканию тока. Если напряжение приложить к обкладкам разряженной детали, то ток потечет. При этом конденсатор будет заряжаться, сила тока падать, напряжение на обкладках повышаться. При достижении равенства напряжения на обкладках и источника электропитания течение тока прекращается.
При постоянном напряжении конденсатор удерживает заряд при включенном питании. После выключения заряд сбрасывается через нагрузки, присутствующие в цепи.
Переменный ток заряженный конденсатор тоже не пропускает. Но за один период синусоиды дважды происходит зарядка и разрядка накопителя, поэтому ток получает возможность протекать через конденсаторв периодего разрядки.
Виды и классификация конденсаторов
Конденсаторы различных типов приспособлены к разным условиям работы, направлены на выполнение определенных задач и обладают различными побочными эффектами.
Основной признак, по которому классифицируют конденсатор, – это вид диэлектрика. Именно диэлектрический материал определяет многие характеристики конденсатора.
Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах анодом служит металлическая пластина, диэлектриком – оксидная пленка, а катодом – твердый, жидкий или гелеобразный электролит. Наличие гелеобразного электролита делает устройство полярным, то есть ток через него может протекать только в одном направлении. Представители этого семейства – алюминиевые и танталовые конденсаторы.
Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют емкость от 0,1 до нескольких тысяч мкФ. Обычно они применяются на звуковых частотах. Электрохимическая ячейка плотно упакована, что обеспечивает большую эффективную индуктивность, которая не позволяет использовать алюминиевые накопители на сверхвысоких частотах.
В танталовых конденсаторах катод изготавливается из диоксида марганца. Сочетание значительной площади поверхности анода и диэлектрических характеристик оксида тантала обеспечивает высокую удельную емкость (емкость в единице объема или массы диэлектрика). Это значит, что танталовые конденсаторы гораздо компактнее алюминиевых такой же емкости.
У танталовых конденсаторов есть свои недостатки. Устройства ранних поколений грешат отказами, возможны возгорания. Они могут произойти при подаче слишком высокого пускового тока, который меняет структурное состояние диэлектрика. Дело в том, что оксид тантала в аморфном состоянии является хорошим диэлектриком. При подаче большого пускового тока оксид тантала из аморфного состояния переходит в кристаллическое и превращается в проводник. Кристаллический оксид тантала еще больше увеличивает силу тока, что и приводит к возгоранию. Современные танталовые конденсаторы производятся по передовым технологиям и практически не дают отказов, не вздуваются, не возгораются.
Пленочные и металлопленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторы имеют диэлектрический слой из полимерной пленки, расположенный между слоями металлофольги.
Такие устройства имеют небольшую емкость (от 100 пФ до нескольких мкФ), но могут работать при высоких напряжениях – до 1000 В.
Существует целое семейство пленочных конденсаторов, но для всех видов характерны небольшие емкость и индуктивность. Благодаря малой индуктивности, эти приборы используются в высокочастотных схемах.
Основные различия между конденсаторами с разными типами пленок:
Керамические конденсаторы
В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используются керамические пластины.
Керамические конденсаторы отличаются небольшой емкостью – от одного пФ до нескольких десятков мкФ.
Керамика имеет пьезоэлектрический эффект (способность диэлектрика поляризоваться под воздействием механических усилий), поэтому некоторые виды этих конденсаторов обладают микрофонным эффектом. Это нежелательное явление, при котором часть электроцепи воспринимает вибрации, как микрофон, что становится причиной помех.
Бумажные и металлобумажные конденсаторы
В качестве диэлектрика в этих конденсаторах используется бумага, часто промасленная. Устройства с промасленной бумагой отличаются большими размерами. Модели с непромасленной бумагой более компактны, но они имеют существенный недостаток – увеличивают энергопотери под воздействием влаги даже в герметичной упаковке. В последнее время эти детали используются редко.
Основные параметры конденсаторов
Емкость
Этот показатель характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость тем больше, чем больше площадь проводниковых обкладок и чем меньше толщина диэлектрического слоя. Также эта характеристика зависит от материала диэлектрика. На приборе указывается номинальная емкость. Реальная емкость, в зависимости от эксплуатационных условий, может отличаться от номинальной в значительных пределах. Стандартные варианты номинальной емкости – от единиц пикофарад до нескольких тысяч микрофарад. Некоторые модели могут иметь емкость в несколько десятков фарад.
Классические конденсаторы имеют положительную емкость, то есть чем больше приложенное напряжение, тем больше накопленный заряд. Но сегодня в стадии разработки находятся устройства с уникальными свойствами, которые ученые называют «антиконденсаторами». Они обладают отрицательной емкостью, то есть с ростом напряжения их заряд уменьшается, и наоборот. Внедрение таких антиконденсаторов в электронную промышленность позволит ускорить работу компьютеров и снизить риск их перегрева.
Что будет, если поставить накопитель большей/меньшей емкости, по сравнению с требуемой? Если речь идет о сглаживании пульсаций напряжения в блоках питания, то установка конденсатора с емкостью, превышающей нужную величину (в разумных пределах – до 90% от номинала), в большинстве случаев улучшает ситуацию. Монтаж конденсатора с меньшей емкостью может ухудшить работу схемы. В других случаях возможность установки детали с параметрами, отличающимися от заданных, определяют конкретно для каждого случая.
Удельная емкость
Отношение номинальной емкости к объему (или массе) диэлектрика. Чем тоньше диэлектрический слой, тем выше удельная емкость, но тем меньше его напряжение пробоя.
Плотность энергии
Это понятие относится к электролитическим конденсаторам. Максимальная плотность характерна для больших конденсаторов, в которых масса корпуса значительно ниже, чем масса обкладок и электролита.
Номинальное напряжение
Его значение отражается на корпусе и характеризует напряжение, при котором конденсатор работает в течение срока службы с колебанием параметров в заданных пределах. Эксплуатационное напряжение не должно превышать номинальное значение. Для многих конденсаторов с повышением температуры номинальное напряжение снижается.
Полярность
К полярным относятся электролитические конденсаторы, имеющие положительный и отрицательный заряды. На устройствах отечественного производства обычно ставился знак «+» у положительного электрода. На импортных приборах обозначается отрицательный электрод, возле которого стоит знак «-». Такие конденсаторы могут выполнять свои функции только при корректном подключении полярности напряжения. Этот факт объясняется химическими особенностями реакции электролита с диэлектриком.
К группе неполярных конденсаторов относится большинство накопителей заряда. Эти детали обеспечивают корректную работу при любом порядке подключения выводов в цепь.
Паразитные параметры конденсаторов
Конденсаторы, помимо основных характеристик, имеют так называемые «паразитные параметры», которые искажают рабочие свойства колебательного контура. Их необходимо учитывать при проектировании схемы.
К таким параметрам относятся собственное сопротивление и индуктивность, которые разделяются на следующие составляющие:
К паразитным параметрам также относится Vloss – незначительная величина, выражаемая в процентах, которая показывает, насколько падает напряжение сразу после прекращения зарядки конденсатора.
Обозначение конденсаторов на схеме
В конденсаторах переменной емкости параллельные черточки перечеркиваются диагональной чертой со стрелкой. Подстроечные модели обозначаются двумя параллельными линиями, перечеркнутыми диагональной чертой с черточкой на конце. На обозначении полярных конденсаторов указывается положительно заряженная обкладка.
| Обозначение по ГОСТ 2.728-74 | Описание |
 | Конденсатор постоянной ёмкости |
 | Поляризованный (полярный) конденсатор |
 | Подстроечный конденсатор переменной ёмкости |
 | Варикап |
Особенности соединения нескольких конденсаторов в цепи
Соединение нескольких конденсаторов между собой может быть последовательным или параллельным.
Последовательное
Последовательное соединение позволяет подавать на обкладки большее напряжение, чем на отдельно стоящую деталь. Напряжение распределяется в зависимости от емкости каждого накопителя. Если емкости деталей равны, то напряжение распределяется поровну.
Получаемая емкость в такой цепи находится по формуле:
Если провести вычисления, то станет понятно, что увеличение напряжения в цепи достигается существенным падением емкости. Например, если в цепь подсоединить последовательно два конденсатора емкостью 10 мкФ, то общая емкость будет равна всего 5 мкФ.
Параллельное
Это наиболее распространенный на практике способ, позволяющий увеличить общую емкость в схеме. Параллельное соединение позволяет создать один большой конденсатор с суммарной площадью проводящих пластин. Общая емкость системы представляет собой сумму емкостей соединенных деталей.
Напряжение на всех элементах будет одинаковым.
Маркировка конденсаторов
В маркировке конденсатора, независимо от его типа, присутствуют два обязательных параметра – емкость и номинальное напряжение. Наиболее распространена цифровая маркировка, указывающая величину сопротивления. В ней используется три или четыре цифры.
Кратко суть трехфциферной маркировки: первые две цифры, находящиеся слева, указывают значение емкости в пикофарадах. Самая правая цифра показывает, сколько нулей надо прибавить к стоящим слева цифрам. Результат получается в пикофарадах. Пример: 154 = 15х104 пФ. На конденсаторах зарубежного производства пФ обозначаются как mmf.
В кодовом обозначении с четырьмя цифрами емкость в пикофарадах обозначают первые три цифры, а четвертая указывает на количество нулей, которые требуется добавить. Например: 2353=235х103 пФ.
Для обозначения емкости также может применяться буквенно-цифровая маркировка, содержащая букву R, которая указывает место установки десятичной запятой. Например, 0R8=0,8 пФ.
На корпусе значение напряжения указывается числом, после которого ставятся буквы: V, WV (что означает «рабочее напряжение»). Если указание на допустимое напряжение отсутствует, то конденсатор может использоваться только в низковольтных цепях.
Помимо емкости и напряжения, на корпусе могут указываться и другие характеристики детали:
Как проверить работоспособность конденсатора
Для проверки конденсатора на работоспособность используют мультиметр. Прежде чем проверить накопитель, необходимо определить, какой именно прибор находится в схеме – полярный (электролитический) или неполярный.
Проверка полярного конденсатора
При проверке полярного конденсатора необходимо соблюдать правильную полярность подключения щупов: плюсовой должен быть прижат к плюсовой ножке, минусовой – к минусу. Если вы перепутаете полярность, конденсатор выйдет из строя.
После выпайки детали ее кладут на свободное пространство. Мультиметр включают в режим измерения сопротивления («прозвонки»).
Щупами дотрагиваются до выводов прибора с соблюдением полярности. Правильная ситуация, когда на дисплее появляется первое значение, которое начинает постепенно расти. Максимальное значение, которое должно быть достигнуто для исправного устройства, – 1. Если вы только прикоснулись щупами к выводам, а на экране появилась сразу цифра 1, значит, прибор неисправен. Появление на экране «0» означает, что внутри детали произошло короткое замыкание.
Проверка неполярного конденсатора
В этом случае проверка предельно простая. Диапазон измерений выставляют на отметку 2 МОм. Щупы присоединяют к выводам конденсатора в любом порядке. Полученное значение должно превышать двойку. Если на дисплее высвечивается значение менее 2 МОм, то деталь неисправна.
Как зарядить и разрядить конденсатор
Для зарядки накопителя его подсоединяют к источнику постоянного тока. Зарядка прекращается, когда напряжение источника питания сравнивается по величине с напряжением на обкладках.
Разрядка конденсатора может понадобиться для безопасной разборки бытовых приборов и электронных устройств. Накопители электронных устройств разряжают с помощью обычной диэлектрической отвертки. Для разрядки крупных накопителей, которые устанавливаются в бытовых приборах, необходимо собрать специальное разрядное устройство.
Компоненты достоверного звука: разбираемся в сериях конденсаторов Mundorf
Сохранить и прочитать потом —
Выбор подходящего конденсатора
Перед любым инженером-разработчиком на этапе завершения принципиальной схемы встаёт задача выбора оптимальных радиоэлектронных комплектующих. При анализе компонентной базы для аудиоустройств особенно сложно определиться с наиболее подходящими конденсаторами, так как они могут оказывать значительное влияние на звук, при этом элементы данного типа с практически идентичными техническими характеристиками могут по-разному влиять на конечный результат.
Продукция Mundorf уже более 20 лет пользуется почётом у производителей аудиоаппаратуры самого высокого класса. За годы своего существования компания выпустила в широком ассортименте компоненты для применения в кроссоверах и аудиотрактах звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры. Цель данной статьи – внести некоторую ясность в отношении используемых технологий и материалов, применяемых для производства плёночных полипропиленовых и электролитических конденсаторов.
Структура конденсатора и используемый диэлектрик в дополнение к примененному материалу обкладок (см. раздел «Материал проводников») оказывают критическое влияние на его физические свойства и, следовательно, на звук. С тем чтобы предложить для каждого конкретного применения оптимальный конденсатор, Mundorf использует наилучшие диэлектрические материалы и собственную изобретённую и запатентованную технологию намотки.
1.0 Электролитические конденсаторы
Оксид алюминия (Al2O3) применяется в качестве диэлектрика во всех электролитических конденсаторах, в компании его называет клеем или электрокорундом. Это соединение также может образовывать с различными примесями драгоценные камни: с хромом – рубин или сапфир – с железом и титаном. Оксид алюминия – чрезвычайно твёрдый материал с высоким электрическим сопротивлением, а также отличной теплопроводностью. В частности, он характеризуется очень высокой диэлектрической прочностью и покрывает алюминиевую плёнку обкладок ультратонким слоем, что позволяет производить максимально компактные конденсаторы с великолепным соотношением ёмкость Х напряжение/цена.
1.1 Полярные электролитические конденсаторы характеризуются наиболее компактными среди всех типов размерами, и поэтому они производятся с самыми высокими показателями ёмкости, которая требуется, например, в схемах питания усилителей. Однако из-за того, что они являются полярными, их невозможно применять в цепях переменного тока или использовать в качестве разделительных.
1.1.1 MLytic Power Capacitors – силовые конденсаторы широкого спектра ёмкостей и напряжений, каждый из которых имеет только одно главное предназначение: применение в электрических цепях, где недопустимы искажения звукового сигнала. Основным фактором достижения этой цели является минимизация нежелательных потерь, обусловленных эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) и эквивалентной последовательной индуктивностью (ESL), которые негативно влияют на аудиосигналы. Использование для производства сырья высочайшей степени очистки и прецизионного технологического оборудования позволяет изготавливать алюминиевую фольгу, покрытую плёнкой оксида алюминия Al2O3 с гомогенной кристаллической структурой. Это позволяет добиться максимальной детализации и тональной сбалансированности на всём слышимом частотном диапазоне. Также для катодной обкладки используется специальное дополнительное покрытие из титана, благодаря которому конденсаторы имеют более низкое эквивалентное сопротивление (ESR), которое делает музыкальные образы на сцене более сфокусированными и объёмными. Между электродами из тонкой алюминиевой фольги Mundorf использует высокотекучий долговечный электролит с очень мягкой специальной бумагой, состоящей в основном из волокон дерева абака, которые характеризуются очень высокими механической стабильностью и абсорбцией электролита, а также великолепными демпфирующими свойствами. Кроме того, Mundorf не применяет намагничивающиеся, негибкие, плохо проводящие стальные выводы (которые почти повсеместно используются в конденсаторах с типом выводов snap-in), вместо них в ход идут пластичные медные, покрытые оловом с отличной проводимостью, необходимой для больших токов. Выводы конденсаторов круглого сечения выполнены также из чистой, покрытой оловом меди. Для конденсаторов с винтовыми выводами используется твёрдый дюралюминий.
1.1.2 MLytic+® 4-pole Filter Capacitors – в четырехвыводных конденсаторах также используются вышеперечисленные передовые технологии. Данная серия не наделена способностью работать с большими импульсными токами, поскольку она специально предназначена для фильтрации сетевых помех. Конденсаторы MLytic+ оптимально подойдут для применения в схемах питания предусилителей, усилителей для наушников, цифроаналоговых преобразователей и прочих аудиоустройств относительно небольшой мощности.
1.2 Bipolar Electrolytic Capacitors – серия биполярных электролитических конденсаторов, часто называемых неполярными или NP-конденсаторами, анодная фольга которых имеет покрытие, устойчивое к переменному току, что делает их пригодными для пропускания звуковых сигналов. Обкладки биполярных конденсаторов ECap Raw изготавливаются из специальной фольги, поверхности которой с помощью особого процесса травления придана шероховатость. Это увеличивает эффективную площадь поверхности обкладок конденсатора, и тем самым позволяет увеличить их ёмкость при том же размере корпуса. Биполярные конденсаторы ECap Plain имеют электроды без травления, и поэтому при той же ёмкости и номинальном напряжении, что и у ECap Raw, имеют больший размер. Однако тангенс угла диэлектрических потерь σ у ECap выше и составляет 0,05 против σ = 0,025 у ECap Plain на частоте 1 кГц.
2.0 Плёночные конденсаторы Mundorf
Полипропиленовые конденсаторы по совокупности характеристик являются номером один в мире аудио. Полипропилен (PP) используется абсолютно во всех плёночных конденсаторах Mundorf. Это полимер углеводорода (85,7% углерод и 14,3% водород), сформировавшийся путём полимеризации пропилена. Данный диэлектрик по сравнению другими материалами, применяемыми в плёночных конденсаторах с диэлектриками (PET – полиэтилентерефталатными, полистирольными, лавсановыми (майларовыми)), выделяется большей долговечностью, самой лучшей термостабильностью, диэлектрической прочностью и пр. Частотная и температурная стабильность полипропиленовых конденсаторов сочетается с ультранизким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), высокой удельной ёмкостью, возможностью изготавливать очень тонкую плёнку диэлектрика со стабильными механическими параметрами и отсутствием микрофонного эффекта. Всё это делает их практически идеальными «музыкальными» конденсаторами.
В течение последних десятилетий специалисты Mundorf регулярно проводили сравнительные тесты и прослушивания аппаратуры с конденсаторами различных типов (полифенилентерефталатными, полиэтиленнафталатными, полифиниленсульфидными, политетрафторэтиленовыми, бумажными и пр.). Хотя эти материалы порой были по некоторым техническим параметрам предпочтительнее и даже иногда лучше «звучали» в некоторых музыкальных аспектах, итогом накопленного опыта стало убеждение, что самым приятным и увлекательным исполнение любимой музыки было с полипропиленовыми плёночными конденсаторами.
2.1 Фольговые конденсаторы (KP) изготавливаются из плотной металлической фольги. Её высочайшая проводимость обеспечивает великолепные импульсные характеристики, а механическая инертность гарантирует полное отсутствие микрофонного эффекта и предотвращает резонансы. Это способствует живому воспроизведению музыкального материала. Недостатками таких конденсаторов является высокая стоимость используемых для производства материалов, повышенный процент брака на производстве вследствие механической напряжённости диэлектрической плёнки и отсутствие возможности самовосстановления (в случаях пробоя изоляции между обкладками они замыкаются накоротко). Поэтому Mundorf реализовала технологию фольговых конденсаторов только в серии ZN Classic. Комплектующие этого типа, изготовленные из других материалов, она не рекомендует использовать в аудиоэлектронике или где-либо ещё.
2.2 Металлизированные конденсаторы (MKP) изготавливаются из плёнки со слоем металлизации, полученным методом вакуумного напыления. Такая высокотехнологичная структура более компактна, более надёжна, чем у фольговых конденсаторов. Также MKP имеют свойство самовосстановления после пробоев диэлектрика практически без изменения рабочих свойств.
2.2.1 MCap® EVO – линейка металлизированных полипропиленовых плёночных конденсаторов, изготовленных по инновационной технологии намотки обкладок, которая впервые появилась в RXF-серии (Radial eXtra Flat) в 2005 году. Ее преимущество заключается в том, что обкладки наматываются более узкой лентой, из-за этого конденсатор увеличивается в поперечной плоскости. Такая геометрия приводит к акустически чётко различимым преимуществам по сравнению с традиционной, более простой с точки зрения технологического процесса структуре MKP. Первое из них заключается в том, что сигнал проходит более короткое расстояние, и затухание минимально в силу предельно малого нежелательного эквивалентного последовательного сопротивления (ESR). Второе – в том, что значительно большее количество параллельно соединённых слоёв намотки обкладок минимизирует эквивалентную последовательную индуктивность (ESL) конденсатора. В дополнение к этому нужно отметить, что они корпусируются и заливаются компаундом вручную после прецизионного процесса намотки в специально разработанные для этой серии компактные корпуса. Это позволяет полностью предотвратить появление микрофонного эффекта, исключая вибрации намотанных обкладок конденсатора. Все вышеперечисленные технические особенности отражаются на качестве прорисовки музыкальных образов, чёткой и прозрачной стереофонии, живой динамике и первозданности музыкального материала.
2.2.2 MCap® SUPREME – металлизированные полипропиленовые плёночные конденсаторы, изготовленные по аудиофильской технологии намотки обкладок. Специальный слой плёнки делает возможным чередовать соединение противоположно намотанных обкладок таким образом, что их суммарная индуктивность становится нулевой. Две намотки обкладок соединены последовательно, с ними – ещё две противоположно намотанные. Например, ёмкость каждой намотки обкладок 2 мкФ, если бы они были подсоединены, как в обычных конденсаторах параллельно, то суммарная ёмкость была бы 4 мкФ, но в Supreme получается всего 1 мкФ. Таким образом, материалов используется в четыре раза больше, чем для производства плёночных конденсаторов традиционной структуры той же ёмкости. Этот новаторский процесс производства в 1992 году стал настоящим технологическим вызовом. В заботе о высочайшем качестве многие этапы производства осуществлялись вручную. Чтобы исключить окрашивание музыкального сигнала из-за микрофонного эффекта, конденсаторы корпусировались и заливались компаундом вручную в специальные корпуса. Все эти огромные усилия абсолютно оправдывались очаровательным реалистичным музыкальным звучанием, представляя виртуальную голографическую сцену всего, что воспроизводится акустической системой, наделенным кристально чёткими контурами и выдающейся глубиной.
2.2.3 MCap® SUPREME EVO – великолепное сочетание двух вышеописанных технологий, применяемых в производстве плёночных полипропиленовых конденсаторов Mundorf MKP, призванное удовлетворить ужесточившиеся требования любителей достоверного звука и возросшие возможности колонок последнего поколения. В дополнение к возросшей эффективности, богатству деталей и передаваемому диапазону, эта структура характеризуется недостижимыми ранее взрывной динамикой, линейностью и шелковистостью.
2.2.4 Oil impregnation – технология вакуумной пропитки маслом полипропиленовых конденсаторов впервые была испытана Mundorf в 2002 году при выпуске MCap Supreme Silver. Oil. Во время этого процесса даже самые маленькие пузырьки воздуха удаляются из наиболее узких и закрытых микропустот обкладок, которые заполняются маслом. Как известно, газы легко сжимаются (а воздух – это смесь газов). При вибрации корпуса конденсатора расстояние между отдельными участками слоёв обкладок конденсаторов, где есть воздух, меняется. Так как ёмкость конденсатора находится в обратно пропорциональной зависимости от расстояния между обкладками, то это приводит к колебаниям ёмкости, а, следовательно, и к искажениям звукового сигнала. Это явление используется в микрофонах, и поэтому его часто называют микрофонным эффектом. Пропитка позволяет уменьшить диэлектрические потери и свести на нет вибрацию обкладок. Конденсаторы Mundorf, пропитанные маслом, обеспечивают чрезвычайно утончённый и отлично детализированный динамичный звук, с большими скоростью и точностью по сравнению с полученным посредством их сухих аналогов. Стоит отметить, что для вакуумной пропитки конденсатора требуется совсем мало масла. Среди аудиоэнтузиастов появился слух о том, что в моделях Oil impregnated его нет совсем. Чтобы развеять его, в Mundorf провели наглядную демонстрацию и распотрошили новенький Mundorf MCAP EVO Aluminium. Oil 33 мкФ на 450 В (Рис. 1).
Рис. 1
В маркировке конденсаторов с вакуумной пропиткой маслом обязательно присутствует слово «Oil».
Для того чтобы добраться до внутренностей конденсатора, его пришлось зажать в тисках и распилить толстую поверхностную структуру, состоящую из алюминиевой внешней оболочки, пластикового корпуса и слоя эпоксидного компаунда, Рис. 2.
Рис. 2
Как видно из фотографий, масло не стекает с намотанных обкладок конденсатора. Однако если отслоить обкладку от распиленного мотка (Рис. 3), то можно тактильно ощутить тонкую масляную плёнку, которая присутствует на её поверхности.
Рис. 3
Для того чтобы можно было явственно показать на фотографии наличие масляной плёнки, была использована ткань (Рис. 4).
Рис. 4
Рис. 5
RIP MCap EVO Aluminium. Oil
Токопроводящий материал электрода в дополнение к его конструктивным особенностям и веществу диэлектрика имеет огромное значение для характеристик конденсатора и его влияния на звук. В зависимости от того, какой именно будет для вас оптимален, Mundorf предлагает четыре различных материала электродов, которые кардинально влияют на тональную насыщенность, акустическую окраску, обертоны и ширину сцены.
3.1 Олово ZN (Zinn – по-немецки олово) как металл для электрода обладает мягкостью и эластичностью и поэтому отлично подходит для изготовления фольги в KP-конденсаторах. Механические напряжения в диэлектрической плёнке и выход из строя при максимальном внутреннем демпфировании минимальны для конденсаторов с оловянными обкладками. Mundorf выпускает серию MCap ZN Classic, которая позволяет достичь в аудиотракте великолепной динамики и детальности.
3.2 Медь*– отличный металл для обкладок конденсатора, но в нарушение общего правила намного лучше работает не с полипропиленовым диэлектриком, а с вощёной бумагой. Великолепная проводимость меди обеспечивает динамичный и детализированный звуковой почерк с правильной тональностью и натуральностью в некоторых частотных поддиапазонах. Однако она, по мнению Mundorf, проигрывает в прозрачности и воздушности высоких частот, общем балансе и в точности в целом другим металлам.
*Вследствие этого Mundorf не производит конденсаторов с медными обкладками.
3.3 Алюминий – самый распространённый материал для изготовления обкладок конденсаторов, ставший де-факто стандартом в силу своей высокой проводимости, низкой плотности и отличному соотношению цена/качество. Алюминиевые плёночные конденсаторы MKP характеризуются богатой детализацией, живым и гармоничным музыкальным звуковоспроизведением. Также этот металл просто незаменим при производстве алюминиевых электролитических конденсаторов.
3.4 Серебро самой высокой степени очистки (обычно 99,99%) является наиболее ценным и предпочтительным металлом для аудиоэнтузиастов как материал для электрода в силу его непревзойдённой способности репродуцировать голос и инструменты с живой динамикой, богатейшей детализацией и широкой палитрой музыкальных красок.
3.5 SilverGold – сплав серебра и золота, самый совершенный металл, по мнению компании Mundorf. Он состоит из 99% серебра и 1% золота. Добавление золота самой высокой степени очистки (99,99%) изменяет кристаллическую структуру серебра и увеличивает его проводимость. Специалисты компании Mundorf во время аудиальных тестов конденсаторов, изготовленных с применением данного сплава, заметили значительные изменения в звуке: инструменты и голоса приобретали очень живой характер, сцена расширялась, а сфокусированные источники звука приобретали чёткую локализацию. Компания Mundorf считает, что ею был получен самый лучший сплав для использования в конденсаторах.