(整理)钽质电容介绍

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钽电容介绍

钽电容介绍

一、钽电容介绍钽电容是由稀有金属钽加工而成,先把钽磨成微细粉,再与其它的介质一起经烧结而成。

目前的工艺有干粉成型法和湿粉成型法两种。

钽电容由于金属钽的固有本性,具有稳定好、不随环境的变化而改变、能做到容值很大等特点,在某些方面具有陶瓷电容不可比较的一些特性,因此在很多无法使用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛采用。

目前全球主要有以下几个品牌的钽电容:AVX、KEMET、VISHAY、NEC,其中AVX和VISHAY的产量最大,而且质量最好。

二、钽电容技术规格和选型(以VISHAY和AVX为例说明)(一)VISHAY1、型号表示方法293D 107 X9 010 D 2 W①②③④⑤⑥⑦①表示系列,VISHAY有293D和593D两个系列,293D表示普通钽电容,593D表示的是低阻抗钽电容,直流电阻小于1欧,一般在100毫欧到 500毫欧之间。

②表示电容的容量,范围从0.1UF----680UF③表示容量误差,钽电容的容量误差有两种:一是±10%(K)和±20%(M)④表示电容的耐压,指在85℃时额定直流电压,钽电容的耐压范围从4V---50V⑤表示钽电容的尺寸大小,有A、B、C、D、E、P五种尺寸⑥表示电容的焊点材料,一般是镍银,和钯银⑦表示包装方式,有两种包装方式,7寸盘和13寸盘2、外形尺寸字母代码尺寸代码具体尺寸mm长度L 宽度W 厚度HA 3216 3.2±0.2 1.6±0.2 1.6±0.2B 3528 3.5±0.2 2.8±0.2 1.9±0.2C 6032 6.0±0.3 3.2±0.3 2.5±0.3D 7343 7.3±0.3 4.3±0.3 2.8±0.3E 7343H 7.3±0.3 4.3±0.3 4.0±0.3P(不常用) 2012 2.0±0.008 1.25±0.2 1.2±0.1 3、容量与电压和尺寸的范围关系表293D普通系列电压UF容值 4V 6.3V 10V 16V 20V 25V 35V 50V常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊0.1 A A0.15 A B A0.22 A B A0.33 A B A0.47 A B A B/C A0.68 A A B A C B1.0 P A/P A B A B A C B1.5 A A A A B A C B C2.2 A A/P A/B B A B A C B D C/D3.3 A A/P A/P A/B B A C B C B D C4.7 A A/B A/B B A B/C A C B D C D6.8 A A/B B A B/C A C B C B D C D/E10 A/B B/C A B/C A C A/B C B D C D E15 B/P A B/C A C A/B C B D B/C D C D/E22 B/C A C A/B C A/B D B/C D C D D/E33 C A/B C A/B D B/C D B/C D C D/E E47 C A/B D B/C D B/C D C D/E E68 D B/C D B/C D B/C D C D/E100 D B/C D/E B/C C/D D/E E150 D B/C E C/D D/E D/E220 E C/D D/E D/E330 D/E D/E E470 D/E E680 E593D低阻系列(通用低阻钽电容为100UF----470UF)电压UF容值 4V 6.3V 10V 16V 20V 25V 35V 50V常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊常用特殊100 B/C D B/C C/D D/E E150 D B/C E C/D D/E D/E220 C/D D/E D/E330 D C/D E470 D/E E4、包装尺寸 A B C D E数量(只) 2000 2000 500 500 400(一)AVX1、型号表示方法TAJ C 100 K 010 R①②③④⑤⑥①表示系列,AVX有TAJ和TPS两个系列,TAJ表示普通钽电容,TPS表示的是低阻抗钽电容,直流电阻小于1欧,一般在100毫欧到500毫欧之间,特殊的可以低到40毫欧。

钽电容基础培训

钽电容基础培训

各电容ESR(等效串联电阻)比较
传统钽电容与新钽电容
传统钽电容:MnO2为阴极 新钽电容:聚合物为阴极
聚合物钽电容结构分解
聚合物电容与频率比较
MnO2钽电容自愈
聚合物钽电容自愈
MnO2钽电容失效
形成结晶体
谢 谢
钽电容优势在哪??
1、漏电流小:滤波更好,漏电流导致的脉冲会小; 漏电流小 2、失效率低: 失效率低: 铝电解电容易寿命低,1000-2000H; 陶瓷电容由于材质原因,使用过程中易断裂,且大多发生在产品应用后。 MLCC容值越大,层数越多,每层越薄,越容易断裂。层数多易变形产生裂纹,裂 纹易漏电、击穿、烧毁; 钽电容稳定性高,且具有自愈性。在美军的一次试验中AVX和KEMET的钽聚 合物电容在模拟运行了1000000小时中才出现一次失效,也就是说你想碰到一次钽 聚合物电容失效要等110多年。 3、温度特性稳定: 温度特性稳定: MLCC不能满足温度和两端电压变化幅度过大,滤波精度高的电路 钽电容在80℃内无温度降额,随电压增加,容值下降速度慢,稳定性高
钽电解电容
Байду номын сангаас
钽电容基础介绍
钽——略带蓝色的战略金属; 英文名TANTALUM 2900度以上的熔点 6.5的莫氏硬度 耐酸碱性强
优点:极高的介电常数 (27是铝的4倍以上) 极高稳定性 高可靠性 缺点:极昂贵 加工困难
钽电容品牌
业界钽电容主要是: KEMET、NEC、AVX(被日本KYOCERA收购) 三洋、Vishay
KEMET (始于1919,50年代发明了钽电容)
钽电容应用比较
•钽电容不适合高频使 用(低于1MHz); •高频状态时会变成电 阻、电感特性; •使用过程中,频率升 高,容值会降低;

钽电容知识总结(结构工艺参数选型)

钽电容知识总结(结构工艺参数选型)

一、钽电容简介和基本结构固体钽电容是将钽粉压制成型,在高温炉中烧结成阳极体,其电介质是将阳极体放入酸中赋能,形成多孔性非晶型Ta2O5介质膜,其工作电解质为硝酸锰溶液经高温分解形成MnO2 ,通过石墨层作为引出连接用。

钽电容性能优越,能够实现较大容量的同时可以使体积相对较小,易于加工成小型和片状元件,适宜目前电子器件装配自动化,小型化发展,得到了广泛的应用,钽电容的主要特点有寿命长,耐高温,准确度高,但耐电压和电流能力相对较弱,一般应用于电路大容量滤波部分。

2.1.基本结构下图为MnO2为负极的钽电容下图为聚合物(Polymer)为负极的钽电容二、生产工艺按照电解液的形态,钽电解电容有液体和固体钽电解电容之分,液体钽电解用量已经很少,本文仅介绍固体钽电解的生产工艺。

固体钽电解电容其介质材料是五氧化二钽;阳极是烧结形成的金属钽块,由,目前最新的是采用聚合物作为负极材料,性钽丝引出,传统的负极是固态MnO2。

能优于MnO2钽电解电容有引线式和贴片两种安装方式,其制造工艺大致相同,现在以片钽生产工艺为例介绍如下。

一、生产工艺流程图成型烧结试容检验组架赋能涂四氟被膜石墨银浆上片点胶固化点焊模压固化切筋喷砂电镀打标志切边漏电预测老化测试检验编带入库二、主要生产工序说明(一)成型工序:该工序目的是将钽粉与钽丝模压在一起并具有一定的形状,在成型过程中要给钽粉中加入一定比例的粘接剂。

1、什么要加粘接剂?为了改善钽粉的流动性和成型性,避免粉重误差太大,另外避免钽粉堵塞模腔。

低比容粉流动性好可适当多加点粘接剂,高比容粉流动性差可适当少加点粘接剂。

2、加了太多或太少有什么影响?如果太多:脱樟时,樟脑大量挥发,易导致钽坯开裂、断裂,瘦小的钽坯易导致弯曲。

如果太少:起不到改善钽粉流动性的作用。

拌好后的钽粉如果使用时间较长,因为樟脑是易挥发物品,可适量再加入一点粘和剂。

樟脑的加入会导致钽粉中杂质含量增加,影响漏电。

每天使用完毕,需将钽粉装入聚四氟乙烯瓶或真空袋内密封保存,以防樟脑挥发、钽粉中混入杂质、钽粉中吸附空气中的气体。

钽电解电容

钽电解电容

钽电解电容
钽电解电容,又称钽质电容器,是可以把外界定向AC电能转换为DC电能或专一化零气变数电容器,能够通常用于电视机、通讯、空调、便携式电子元件及计算机系统中作为电子补偿等方面。

钽电解电容主要是由负载,端子,电解电容器以及外壳等组成。

其中,外壳主要由有机环氧树脂,铝型材等构成,结构上为畴形状的薄壳,一般有十字形,方形,圆柱形及特殊形状。

而负载部件是由各种材料制成,有凸形,扁锥形等各种形状,电解电容器则是核心部件,可以阻断RFI/EMI干扰,降低直流断路器消耗,并吸收电饱和振荡电流。

钽电解电容的优点有:一是高功率耐久性好,在高温下运行的同等条件下,功率的耐久性可高达18ºC,而在低温下运行时,功率的耐久性可提高至25ºC。

二是体积小,重量轻,可以有效减小电路板的尺寸和重量。

三是安全性高,经过试验及时间的经过,保持安全可靠的测试。

四是低介损,使用上不受环境影响,泄漏电流低,保证系统效率高、输出质量可靠。

五则是精度高,在工作中较小的变化能够保持一定的精度,并有良好的项质性能。

使用起来,钽电解电容在设计中可根据电源电压,工频,消耗功率以及频率等多种参数来确定选用电容器的种类,最大容量及结构形状。

同时,钽电解电容也可以应用在低温条件下电源补偿,滤波,抑制干扰及升压调节等多种环境,都能得到较好的抑制作用,使得电路动态响应及可靠性得到提升。

100uf 钽电容

100uf 钽电容

100uf 钽电容摘要:1.钽电容的概述2.钽电容的优点3.钽电容的应用领域4.钽电容的选购与使用注意事项正文:【钽电容的概述】钽电容是一种常见的电容器,其主要特点是使用钽作为电极材料。

钽电容具有高稳定性、高可靠性、体积小、容量大等一系列优点,因此在电子设备中得到了广泛的应用。

【钽电容的优点】钽电容具有以下几个优点:1.高稳定性:钽电容在温度范围内的电容量变化很小,具有很好的稳定性。

2.高可靠性:钽电容具有很长的使用寿命,可以在较高的温度下工作,因此具有很高的可靠性。

3.体积小:钽电容的体积较小,可以节省电路板的空间。

4.容量大:钽电容的容量较大,可以满足一些需要大容量电容的场合。

【钽电容的应用领域】钽电容广泛应用于以下领域:1.通信设备:钽电容在通信设备中具有重要作用,如手机、无线电等。

2.计算机:钽电容在计算机中用于存储和处理数据,提高计算机性能。

3.消费电子:钽电容在电视、音响等消费电子产品中也有广泛应用。

4.工业控制:钽电容在工业控制设备中也发挥着重要作用,如自动化生产线等。

【钽电容的选购与使用注意事项】在选购钽电容时,需要注意以下几点:1.确定电容的容量:根据电路需求选择合适的电容容量。

2.确定电容的电压:根据电路的工作电压选择合适的电容电压。

3.注意电容的稳定性和可靠性:选择具有良好稳定性和可靠性的品牌和型号。

在使用钽电容时,需要注意以下几点:1.避免超过电容的最大电压:使用时需要注意不要超过电容的最大电压,以免损坏电容。

2.合理布局电路:在使用钽电容时,需要合理布局电路,以提高电容的使用寿命和性能。

钽电容 r型-概述说明以及解释

钽电容 r型-概述说明以及解释

钽电容r型-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:钽电容(r型)是一种电子元件,属于电容器的一种。

它的主要特点是采用钽金属作为电极材料,能够提供相对较高的电容量和低的等效串联电阻。

钽电容(r型)因其优异的性能和稳定性在电子行业中得到广泛应用。

钽电容(r型)作为一种重要的电子元件,主要用于储存和释放电荷,在电子电路中起着重要作用。

由于钽金属具有良好的化学稳定性和高的熔点,钽电容(r型)能够在广泛的温度范围内保持稳定的电容性能。

与其他电容器相比,钽电容(r型)具有许多优势。

首先,钽电容(r型)的电容量相对较高,能够提供较大的电荷存储能力。

其次,钽电容(r型)的等效串联电阻较低,能够减少电路中的能量损耗。

此外,钽电容(r型)还具有较高的工作稳定性和可靠性,能够在各种环境条件下长时间稳定工作。

钽电容(r型)在电子行业中有着广泛的应用。

它常被用于电源滤波、耦合和绕组连接等关键电路中,能够提供稳定的电流和电压输出。

此外,钽电容(r型)还常被应用于计算机、通信设备、医疗器械、汽车电子等领域,满足各种高性能电子产品的需求。

尽管钽电容(r型)具有众多优点,但也存在一些局限性。

钽电容(r型)的价格相对较高,由于钽金属的稀缺性,导致成本较高。

此外,钽电容(r 型)在工作过程中对电压的限制较为严格,需要确保电压不超过额定范围,以免对电容器造成损坏。

总而言之,钽电容(r型)作为一种重要的电子元件,在电子行业中发挥着重要作用。

它的高电容量、低等效串联电阻以及良好的稳定性使其成为许多高性能电子产品的理想选择。

然而,对于使用钽电容(r型)的电子设计师和制造商来说,也需要考虑其价格和电压限制等因素。

未来,随着科技的不断发展,钽电容(r型)有望实现更加高性能化和价格的降低。

文章结构是指文章的整体框架和组织方式,它有助于读者理解文章的脉络和逻辑关系。

本文的结构主要包含引言、正文和结论三个部分。

引言部分(1.1 概述、1.2 文章结构、1.3 目的)主要是对所要讨论的主题进行简要介绍和概述,明确文章的研究背景和意义,解释本文所追求的目标和写作意图。

钽质电容的原材料简介

钽质电容的原材料简介钽是由瑞典化学家爱克柏格(A.G.Ekeberg)于1802年发现的。

他是从芬基米托(Kimito)地方出产的一种矿石里分析出一种新金属,按希腊神话中的英雄人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名为tantalum(钽),因为这种新金属具有英雄的特征,AVX能够抵抗多种酸的侵蚀。

铌、钽具有耐腐蚀、冷加工性能好和氧化膜电性能好等优点,有许多重要用途。

铌具有细化钢中晶粒的能力,广泛用于钢铁工业、电子工业、航天航空、原子能、海洋开发等领域,主要用作合金钢的添加剂、超导材料、高温合金、氧化物单晶、陶瓷电容器等。

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占钽总用量2/3以上。

用钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。

金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料等。

钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。

钽易加工成型,在高温真空炉中TAJE158K002RNJ作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。

钽还可作骨科和外科手术材料。

碳化钽用于制造硬质合金。

钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。

氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。

Tantalite 分子式:(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6 性质:一种含钽铌矿物。

钽铁矿是铁、锰、钽的氧化物矿物,是钽的主要矿石矿物,是铌的次要矿石矿物。

铁黑色或褐黑色。

柱状或板系晶,斜方晶系。

密度6.2~8.2g/cm3,莫氏硬度~6.5。

性脆,有弱磁性。

不溶于盐酸、硝酸和硫酸,可溶于氟氢酸和磷酸中。

产于花岗岩中,常与绿柱石、铌钇矿、钠花石、锂辉石、磷铝石等共生。

矿物含五氧化二钽%~84%,五氧化二铌%~40%。

为提取钽铌的重要矿物。

纯的钽铁矿是少见的,常常有些铌,与铌铁矿是一个系列,铌铁矿是矿物系列另一端成员。

100uf的钽电容

100uf的钽电容
摘要:
一、钽电容的简介
二、100uf 钽电容的特点
三、100uf 钽电容的应用领域
四、100uf 钽电容的选购与使用注意事项
五、总结
正文:
一、钽电容的简介
钽电容是一种常见的电容器,具有体积小、容量大、稳定性高、寿命长等特点,广泛应用于各类电子设备中。

二、100uf 钽电容的特点
100uf 钽电容作为钽电容的一种,同样具有钽电容的一般特点,同时还有以下特点:
1.容量稳定:100uf 钽电容的容量稳定,可以在长时间内保持稳定的电容量。

2.工作电压宽:100uf 钽电容的工作电压范围宽,可以适应各种电压环境。

3.温度稳定性好:100uf 钽电容在高温环境下,依然可以保持良好的电性能。

三、100uf 钽电容的应用领域
100uf 钽电容广泛应用于各种电子设备中,如电源、滤波器、振荡器等,主要用于储能、滤波、耦合、旁路等电路。

四、100uf 钽电容的选购与使用注意事项
1.选购:在选购100uf 钽电容时,应根据电路的实际需要,选择合适的电容量、工作电压等参数。

同时,应选择信誉良好的品牌和供应商。

2.使用:在使用100uf 钽电容时,应注意以下几点:
a.不要超过电容器的最大工作电压;
b.不要超过电容器的最大工作温度;
c.不要在电路中施加过大的电流;
d.避免电容器受到机械振动和冲击;
e.合理安装和焊接电容器,避免电容器受到电弧损伤。

五、总结
100uf 钽电容是一种性能优良的电容器,具有体积小、容量大、稳定性高、寿命长等特点,广泛应用于各类电子设备中。

钽电容分类

钽电容分类钽电容是一种常用的电子元器件,广泛应用于各种电子产品中。

它具有体积小、容量大、频率响应好、温度稳定性高等优点,因此被广泛应用于各种领域。

根据不同的分类标准,钽电容可以分为多种类型。

下面将详细介绍钽电容的分类。

一、按结构分类1. 线性型钽电容线性型钽电容是最早出现的一种钽电容。

它由两个平行的金属箔之间夹着一层细长的铁箔构成。

这种结构使得线性型钽电容能够承受相对较高的工作电压和温度,并且具有较高的频率响应。

2. 薄膜型钽电容薄膜型钽电容是一种新型的结构,它采用了类似于晶体管制造工艺中使用的薄膜技术,将金属箔和铁箔替换为一个非常薄的金属膜。

这种结构使得薄膜型钽电容具有更高的频率响应和更小的尺寸。

3. 固体型钽电容固体型钽电容是一种新型的结构,它采用了固态电解质代替了传统的液态电解质。

这种结构使得固体型钽电容具有更高的可靠性和更长的寿命,并且可以承受更高的工作温度。

二、按用途分类1. 低ESR钽电容低ESR钽电容是一种专门为高频应用而设计的钽电容。

它具有非常低的ESR(等效串联电阻),可以在高频率下保持稳定性。

2. 高温度钽电容高温度钽电容是一种专门为高温环境下使用而设计的钽电容。

它具有较高的工作温度范围,可以在-55℃至+200℃之间正常工作。

3. 超低漏泄率钽电容超低漏泄率钽电容是一种专门为需要长期存储或需要极低漏泄率应用而设计的钽电容。

它具有非常小的漏泄率,可以在长时间内保持其稳定性。

三、按封装形式分类1. SMD封装型钽电容SMD封装型钽电容是一种表面贴装型号,适用于各种电子产品。

它具有体积小、重量轻、安装方便等优点。

2. 插件型钽电容插件型钽电容是一种通过引脚连接到电路板上的钽电容。

它适用于需要承受较高工作电压或工作温度的应用。

3. 螺旋型钽电容螺旋型钽电容是一种通过绕制金属箔和铁箔构成的螺旋状结构而形成的钽电容。

它适用于需要承受较高工作电压和频率响应的应用。

四、按额定容量分类1. 小型钽电容小型钽电容通常额定容量在几微法至几百微法之间,适用于各种小型设备中。

钽电容全参数介绍及使用技巧

钽电容(Tantalum Capacitors)钽电容全称是钽电解电容,也属于电解电容的一种,使用金属钽做介质,由于钽电容内部没有电解液,很适合在高温下工作。

钽电容由于采用颗粒很细的钽粉,且钽的介电常数很高,所以在单位体积内钽电容的容量可以做到比较大。

钽电容的特点是温度范围宽、耐高温、寿命长、误差小、高稳定性,最高的容量体积比。

当然,还有高成本和过于复杂的生产技术。

在优点突出的前提下,钽电容器也具有要命的弱点,耐纹波性能与其它电容器相比较差,不能承受过高的反向电压。

钽电容器仍然具有最高的可靠性.这是它一至在军用及仪器行业里使用成为首选的根本原因。

从成本及性价比的角度看,在实际使用中,钽电容主要应用于1UF-220UF情况下的中小电源滤波作用。

目前全球钽电容的生产厂家主要有AVX、KEMET、NEC、VISHAY、NICHICON、三星、三洋等等。

美国品牌的钽电容如AVX/KEMET外观都是黄色,其它一些品牌外观都是黑色。

钽电容内部结构图:钽电容内部等效电路:钽电容MARK标识:钽电容主要参数:1、容值范围:钽电容的容值参数范围一般在0.47UF-680UF,不同厂家根据工艺能力,稍微有区别。

一般情况下钽电容使用参数范围在1UF-220UF左右。

从下面图表可以看出,钽电容在超过100K以上频率时,电容参数急剧减小。

所以,钽电容一般情况下只适合低频情况下中大电流滤波。

2、额定电压:一般钽电容的额定电压范围在4V-50V,考虑到125度环境需要做降额使用,参考下表。

在常规-55°C to + 125°C环境下,额定电压需要降额到2/3左右使用。

具体降额可以用下列公式计算:Vmax=( 1-(T-85)/125)×VRVmax是最大工作电压T 是要求的工作温度VR是额定电压值得注意的是上述公式只适用于高阻抗的放电电路。

同时,上述公式并没有考虑交流分量和浪涌的影响,因此当使用温度较高时,必须使用更大的降额电压才能稳定可靠地工作。

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一、钽电容介绍钽电容是由稀有金属钽加工而成,先把钽磨成微细粉,再与其它的介质一起经烧结而成。

目前的工艺有干粉成型法和湿粉成型法两种。

钽电容由于金属钽的固有本性,具有稳定好、不随环境的变化而改变、能做到容值很大等特点,在某些方面具有陶瓷电容不可比较的一些特性,因此在很多无法使用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛采用。

目前全球主要有以下几个品牌的钽电容:A VX、KEMET、VISHAY、NEC,其中A VX 和VISHAY的产量最大,而且质量最好。

虽然是个简单的概念,不过一写成洋文,就变得不容易理解了。

ESR,是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写,翻译过来就是“等效串连电阻”。

理论上,一个完美的电容,自身不会产生任何能量损失,但是实际上,因为制造电容的材料有电阻,电容的绝缘介质有损耗,各种原因导致电容变得不“完美”。

这个损耗在外部,表现为就像一个电阻跟电容串连在一起,所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”。

ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。

比如,我们认为电容上面电压不能突变,当突然对电容施加一个电流,电容因为自身充电,电压会从0开始上升。

但是有了ESR,电阻自身会产生一个压降,这就导致了电容器两端的电压会产生突变。

无疑的,这会降低电容的滤波效果,所以很多高质量的电源啦一类的,都使用低ESR的电容器。

同样的,在振荡电路等场合,ESR也会引起电路在功能上发生变化,引起电路失效甚至损坏等严重后果。

所以在多数场合,低ESR的电容,往往比高ESR的有更好的表现。

不过事情也有例外,有些时候,这个ESR也被用来做一些有用的事情。

比如在稳压电路中,有一定ESR的电容,在负载发生瞬变的时候,会立即产生波动而引发反馈电路动作,这个快速的响应,以牺牲一定的瞬态性能为代价,获取了后续的快速调整能力,尤其是功率管的响应速度比较慢,并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。

这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。

这时候,太低的ESR反而会降低整体性能。

ESR是等效“串连”电阻,意味着,将两个电容串连,会增大这个数值,而并联则会减少之。

实际上,需要更低ESR的场合更多,而低ESR的大容量电容价格相对昂贵,所以很多开关电源采取的并联的策略,用多个ESR相对高的铝电解并联,形成一个低ESR的大容量电容。

牺牲一定的PCB空间,换来器件成本的减少,很多时候都是划算的。

ESL,也就是等效串联电感。

早期的卷制电容经常有很高的ESL,而且容量越大的电容,ESL一般也越大。

ESL经常会成为ESR的一部分,并且ESL也会引发一些电路故障,比如串连谐振等。

但是相对容量来说,ESL的比例太小,出现问题的几率很小,再加上电容制作工艺的进步,现在已经逐渐忽略ESL,而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。

顺便,电容也存在一个和电感类似的品质系数Q,这个系数反比于ESR,并且和频率相关,也比较少使用。

由ESR引发的电路故障通常很难检测,而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。

简单的做法是,在仿真的时候,如果无法选择电容的具体参数,可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响,通常的,钽电容的ESR通常都在100毫欧以下,而铝电解电容则高于这个数值,有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆。

教您如何来正确的选择滤波电容滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用,如何正确选择滤波电容,尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。

50Hz工频电路中使用的普通电解电容器,其脉动电压频率仅为100Hz,充放电时间是毫秒数量级。

为获得更小的脉动系数,所需的电容量高达数十万μF,因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。

而开关电源中的输出滤波电解电容器,其锯齿波电压频率高达数十kHz,甚至是数十MHz,这时电容量并不是其主要指标,衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性,要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗,同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。

普通的低频电解电容器在10kHz左右便开始呈现感性,无法满足开关电源的使用要求。

而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子,正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝片的两端也分别引出作为负极。

电流从四端电容的一个正端流入,经过电容内部,再从另一个正端流向负载;从负载返回的电流也从电容的一个负端流入,再从另一个负端流向电源负端。

由于四端电容具有良好的高频特性,为减小电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。

高频铝电解电容器还有多芯的形式,即将铝箔分成较短的若干段,用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。

并且采用低电阻率的材料作为引出端子,提高了电容器承受大电流的能力。

各种自动控制的电路中,微控制器被广泛的应用。

微控制器的时钟电路,采用方波而不是正弦波。

方波比正弦波含有更高的高频成分,引起的电磁干扰噪声频率,相当于时钟频率的3倍。

噪声中还含有更高的频率成分。

在频率很高时,对电容来说,它的寄生电感不容忽视;对电感来说,它的分布电容会起作用;对电阻来说,它存在着对高频信号的反射;对印刷板上的引线来说,它的分布电感不容忽视,而且长的引线还表现出天线的特征,将高频噪声信号发射出去。

焊接印刷线路板的元件时,如果电阻、电容、三极管的引脚过长,这些长的引脚恰好成了高频信号的天线。

特别是信号引出线,如果该信号引出线的长度达到高频信号波长的1/20,噪声信号就会发射出去了。

例如,对于100MHz的噪声信号,长度是3cm,15cm 的引线就是它的发射天线。

去除这些高频噪声干扰的办法是加退耦电容或高频旁路电容。

好的高频退耦电容可以去除高至1GHz的高频成分,陶瓷片电容或多层陶瓷电容高频特性比较好,如常用的25U系列。

设计印刷线路板时,每个集成电路的电源和地之间都要加一个退耦电容。

这个退耦电容有两个作用:一方面是充当本集成电路的储能电容,提供和吸收该电路开路、关断瞬间的充、放电能量;另一方面是旁路掉该器件的高频噪声。

数字电路中典型的退耦电容是0.1μF。

而这种电容由于本身结构的特点以及有一段引脚,免不了有分布电感。

这个分布电感的典型值是5nH。

5nH分布电感的退耦电容,并联共振频率大约在7MHz左右。

也就是说,它对10MHz以下的噪声有较好的退耦作用;但对40MHz以上的噪声几乎不起作用。

1nF、10nF的电容,并联共振频率在20MHz以上,用来去除高频噪声效果更好些。

在电源进入印刷板的地方加一个1nF或10nF的退耦电容往往是有利的。

即使是电池供电系统,也需要这种电容。

每10片左右集成电路加一支充放电电容,或称储能电容,其电容值可选10μF左右。

最好使用钽电容或聚碳酸酯电容,不要用电解电容,因为电解电容是用两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。

退耦电容值的选取并不严格,可按C×f=1选用,即10MHz取0.1μF;100MHz取0.01μF;对微控制器构成的系统,取0.1~0.01μF都可以。

特别应注意的是,在焊接时退耦电容的引脚要尽量的短。

长的引脚会使退耦电容本身发生自共振。

根据电容的静电容量和外形尺寸,大致可以将电容分成以下几类:大尺寸、大容量的铝电解电容,小尺寸、小容量的多层陶瓷电容(MLCC)和薄膜电容,以及尺寸和体积处于前两者之间的钽电容和导电性高分子电容。

由于MLCC正在继续缩小体积并增大电容量,因此其应用领域也在不断扩大。

MLCC取代的是静电容量为几u,F~几百uF的钽电容和导电性高分子电容。

他们大部分是用于去耦合(旁通)、平滑或起辅助性质的电容(见图1)。

比如,在去除电源线上负载中不需要的交流信号时,MLCC以前只是用于去除1MHz以上的高频信号。

现在,由于静电容量的增加,之前由钽电容和导电性高分子电容负责的去除频率更低的噪声(几百kHz左右)任务也改由MLCC完成(见图2)。

同时,为了和MLCC展开竞争,导电性高分子电容的性能也在不断加强。

通过对材料和内部结构等方面的改进,实现降低阻抗及增大单位体积静电容量的目的。

其目标是将静电容量提高到1000gF以上,这样就能够用一个导电性高分子电容图3低ESL 电容产品相继问世许多生产厂家一起采取措施降低ESL的原因之一,是开关电源正在提高频率向1MHz~4MHz发展。

于是,电源线上需要去除的纹波电流的频率也提高到1MHz左右,必须提高电容在高频频带中去除噪声的性能。

另外,随着电路驱动电压的下降,对于电源电压的稳定性要求更加严格也是原因之一。

用于减少ESL的方法有几种。

第一,除去引线框架将电容器元件直接连接到外部引脚上,以缩短电容器内部的连接路径,如图(a)所示。

第二,缩短外部引脚之间的距离,以缩短电流从阳极向阴极流动的途径,见图(b)。

第三,在电容器内部叠加电极时,改变所连接引脚的方向以抵消电流流动时发生的磁场,从而减少ESL,见图(c)。

关于(a)和(b)两种方法,在内部结构类似的钽电容或铌氧电容中也可以采来替代若干个MLCC 或其它电容。

另外,为了避免采用MLCC会引起的压电效应等问题,有的应用中改用了钽电容。

用小型化实现低价格一般认为,几llF的大容量MLCC产品存在价格昂贵的问题。

但有些MLCC生产厂商指出,由于单位体积的电容量在不断增大,外形尺寸为2.0mm X 1.25mm X1.25mm(2012尺寸)或1.6 mm X0.8mm X 0.8mm(1608尺寸)的MLCC的价格有可能可以同低成本的铝电解电容相当。

当切割多层的大陶瓷片制造MLCC时,每个MLCC的外形尺寸越小,其制造成本就越低。

另外,MLCC主要应用于便携式设备,所采用的都是2012尺寸以下的产品,这些产品很容易获得规模生产的成本优势。

京瓷公司解释说:“以10uF的产品作比较,虽然MLCC 的价格比铝电解电容高出几倍,但却低于其他的导电性高分子电容和钽电容等。

”使用2012尺寸可以覆盖到47uF,使用1608尺寸可以覆盖到10laf。

实际上,这两种尺寸的10uf产品,作为电源芯片输入/输出端的平滑电容得到了广泛应用,其价格也正在下降。

22uF以上容量产品的价格,因为电容的种类不同而差别很大。

按照钽电容、MLCC、导电性高分子电容的顺序,价格逐步升高。

京瓷公司推出了使用低成本材料铌(Nb)的铌氧(NbO)电容Ox汇叩,目标是取代其他电容。

47皿F和100,LF的铌氧电容,虽然外形尺寸大于MLCC,但价格仅相当于MLCC的1/2左右。

图4MLCC的瓶颈是DC偏置电压特性在MLCC中,存在看施加直流电压时电容量下降的问题。

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