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选择支持可靠汽车应用的电容器

作者:老哥俱乐部    更新时间:2020-06-12 18:58

  ,设计师需要仔细分析大量的器件参数和性能特点。接下来是考虑这些器件的工作环境以及特定目标应用。本文探讨了四种主要电介质

  对于各种电容器电介质,需要注意到的第一点是,每一种电容器电介质都有典型的电容和电压范围(见图1)。但是,对于需要电容值约在0.1 F到10 F之间并且电压小于50V的应用,我们有若干选择。为了搞清楚不同类型电容器的性能特点,需要运用电容器的一些基础知识。

  每种电容器的电容值都可以运用同一个方程式来确定:C=(K x A)/t。每种电容器电介质类型的电介质常数(K)是固定的。因此,对于给定的电容器电介质类型,电容量直接与电容器通电板表面面积(A)相关,并且与电介质厚度(t)成反比。电介质厚度还决定着电容器的耐压能力(额定电压)。

  图2展示了这四种基本电容器的电介质常数和电介质强度(耐受电压)值。正如我们所看到的那样,当K值与电介质击穿强度都较低时(如聚脂膜电容器),结果将是较低的容积效率。但是,尺寸只是给定电容器类型的一个特征。例如,膜电容器的体积相当大,但却有极高的效率和稳定的电介质特点,从而弥补了体积较大的劣势。

  图3是电容器的工作原理图。等效串联电阻(ESR)是阻抗的主要部分,代表了电容器中的损耗。ESR值因温度、频率和电介质类型而异。绝缘电阻(IR)决定着在给定施加电压下电容器的直流漏电压。漏电流因温度和施加电压的大小而异。膜/陶瓷(静电)电容器的漏电电流通常比钽、铝(电解)电容器要低得多。

  根据最常用的分类标准,电容器可分为两种基本构造类型。它们是静电(膜/陶瓷)以及电解(钽、铝)电容器。通常,静电电容器呈现非常低的ESR和阻抗,属于非极性器件。这意味着它们可以大批量组装并高速插入印刷电路板。电解电容器通常提供更高的电容值,但不是极性产品,因此必须以正确方向安装到板上。表1概括了这些电容器的基本特征。

  但是,每一种电容器都有其独特的特征,即使在某一种电容器中,是否适合于给定应用还将取决于特定的电介质。例如,钽电容器没有磨损机构,特别适用于需要长寿命和高稳度的应用。运行温度每降低10℃,铝电容器的工作寿命将增加一倍,但是重要的是使它们远离洗涤剂。陶瓷电容器不需要浪涌电流抑制,但是需要针对高额定电压的器件实施高温点屏蔽。膜/箔电容器特别适用于高电流应用。金属化电容器拥有自我恢复功能,可以改善可靠性。

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