電容選型與應用知識係列大講台—電容設計技巧與問答集錦
發布時間:2010-12-28 來源:電子元件技術網
上期回顧:電容選型與應用知識係列大講台—電源設計中的電容應用實例
本講是《電容選型與應用知識係列大講台》的最後一講,在之前跟大家一起討論過電容基礎知識大搜羅、電解電容應用選型篇(一) 、電解電容應用選型篇(二) 、超級電容選型應用篇、電源設計中的電容應用實例,這一講我們以Q/Adexingshi,yiqitantaogongchengshizaishejizhongshiyongdianrongdechangjianwentijijiqiao,bangzhugongchengshilejiedianrongtexing,zaidianlushejizhongzhengquexuanzeheyunyongdianrong,genghaodefahuidianrongchunenghelvbodejishutexing,tigaoshejishuipinghechanpinkekaoxing....
Q:鋁電解電容長期存儲後,怎樣進行重新賦能?
A:鋁電解電容長期擱置後(2年以上),要對其進行額定電壓充電處理(賦能)後使用。因為鋁電解電容器長(chang)期(qi)存(cun)放(fang)後(hou),漏(lou)電(dian)流(liu)有(you)增(zeng)加(jia)的(de)趨(qu)勢(shi),當(dang)周(zhou)圍(wei)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)時(shi),這(zhe)種(zhong)增(zeng)加(jia)的(de)趨(qu)勢(shi)更(geng)為(wei)顯(xian)著(zhu)。主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)氧(yang)化(hua)鋁(lv)介(jie)質(zhi)膜(mo)受(shou)到(dao)了(le)電(dian)解(jie)液(ye)中(zhong)氯(lv)離(li)子(zi)的(de)損(sun)傷(shang)。通(tong)過(guo)賦(fu)能(neng),可(ke)以(yi)修(xiu)複(fu)氧(yang)化(hua)膜(mo)。關(guan)於(yu)賦(fu)能(neng)的(de)方(fang)法(fa),CDE公司推薦的方法是,經過1000Ω的電阻加上額定電壓30分鍾來修複氧化膜,使其漏電流減低到正常值。
Q:鋁電解電容的漏電流測試的時間怎樣決定?
A:鋁電解電容的漏電流與其CU(C和U的乘積)有關,CU越大,漏電流也越大。漏電流隨測試時間而減小,一般認為5分(fen)鍾(zhong)後(hou)漏(lou)電(dian)流(liu)已(yi)經(jing)減(jian)少(shao)到(dao)了(le)接(jie)近(jin)穩(wen)定(ding)值(zhi)。利(li)用(yong)隨(sui)時(shi)間(jian)而(er)減(jian)小(xiao)的(de)特(te)性(xing),實(shi)際(ji)測(ce)試(shi)漏(lou)電(dian)流(liu)時(shi),為(wei)了(le)節(jie)省(sheng)測(ce)試(shi)時(shi)間(jian),當(dang)漏(lou)電(dian)流(liu)提(ti)前(qian)達(da)到(dao)小(xiao)於(yu)限(xian)定(ding)值(zhi)時(shi),即(ji)可(ke)認(ren)為(wei)其(qi)已(yi)經(jing)合(he)格(ge),不(bu)用(yong)等(deng)測(ce)完(wan)5分鍾。
Q:相同容量的鉭電容是否比鋁電解電容的內阻更小,濾波效果更好?
A:是的,相同容量的鉭電容是比鋁電解電容的內阻更小。
Q:有的廠家建議為保證鉭電容的可靠性,使用時串聯R>3Ω/V的電阻,以限製電流在300mA以下,建議合理嗎?
A:shishishangzhezhongjianyishihebuhelide,shijishangwufaanzheyangdeyaoqiuqushejidianlu。shijishiyongshang,weilebaozhengkekaoxing,tandianjiedianrongdegongzuodianyayinggaizhishaojiange50%才能保證可靠性。對於電源主回路中的鉭電解電容,建議至少降額至其額定電壓的1/3。根據鉭電解電容在電子行業的使用經驗來看,從可靠性的角度來考慮的話,選用的鉭電解電容時不要選用極限參數的CU值,需要用到較大容量時,可以用2個或幾個小容量的鉭電解電容並聯來替代一個大容量的鉭電解電容以提高可靠性。
Q:大容量鉭電容在熱插拔領域能否有效抑製瞬態電壓的幹擾?
A:dianrongdedianyaqishishigelianxumoshide,dianliukeshunjiandebianhua,dandianliudedianyazhishunjianshibuyunxubianhuade,tashiyigelianxumoshi,suoyirangtayizhishuntaidianyadehua,youdianqianqiang,ruguoshuoshilaiyizhishuntaidianliudehua,keyongtandianrongzuoweiyigelixiangdeqijian。
Q:請問鉭電容的主要失效模式是什麼?新型鉭電容對此有無改進和突破?
A:目(mu)前(qian)鉭(tan)電(dian)容(rong)的(de)失(shi)效(xiao)模(mo)式(shi)就(jiu)是(shi)短(duan)路(lu),這(zhe)種(zhong)模(mo)式(shi)對(dui)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)講(jiang),有(you)一(yi)種(zhong)危(wei)害(hai),所(suo)以(yi)有(you)些(xie)廠(chang)商(shang)研(yan)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)帶(dai)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong),做(zuo)成(cheng)這(zhe)種(zhong)開(kai)路(lu)模(mo)式(shi),從(cong)廠(chang)商(shang)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)講(jiang),做(zuo)的(de)新(xin)的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu)。
Q:鉭電容的最大應用優勢是什麼?
A:鉭電容最大的優勢是沒有壽命限製,另外是高CU值,就是高容量和電壓的比,電壓容量比是非常高的,還有就是封裝上的優勢,它最小可以做到0402 的小封裝。
Q:如何解釋“鉭電容沒有壽命限製”?
A:所(suo)有(you)的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong)有(you)沒(mei)有(you)壽(shou)命(ming)限(xian)製(zhi)是(shi)取(qu)決(jue)於(yu)它(ta)的(de)內(nei)部(bu)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)材(cai)料(liao),就(jiu)是(shi)介(jie)質(zhi)材(cai)料(liao)和(he)布(bu)局(ju)的(de)材(cai)料(liao),有(you)壽(shou)命(ming)限(xian)製(zhi),是(shi)因(yin)為(wei)它(ta)采(cai)用(yong)了(le)電(dian)解(jie)液(ye),電(dian)解(jie)液(ye)會(hui)隨(sui)著(zhe)使(shi)用(yong)的(de)時(shi)間(jian)的(de)長(chang)短(duan)蒸(zheng)發(fa)引(yin)起(qi)的(de),如(ru)果(guo)電(dian)解(jie)蒸(zheng)發(fa)完(wan)了(le),它(ta)就(jiu)失(shi)效(xiao),所(suo)以(yi)它(ta)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)壽(shou)命(ming),因(yin)為(wei)鉭(tan)電(dian)是(shi)固(gu)體(ti)電(dian)容(rong),它(ta)所(suo)有(you)的(de)材(cai)質(zhi),正(zheng)極(ji)負(fu)極(ji)以(yi)及(ji)材(cai)質(zhi)都(dou)是(shi)固(gu)體(ti)材(cai)料(liao),所(suo)以(yi)就(jiu)相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)的(de)穩(wen)定(ding),隻(zhi)要(yao)在(zai)正(zheng)常(chang)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)使(shi)用(yong),理(li)論(lun)上(shang)來(lai)講(jiang)是(shi)沒(mei)有(you)壽(shou)命(ming)限(xian)製(zhi)的(de)。
Q:鉭電容器的溫度和高頻範圍是多少?
A:如果是固體鉭電容,它的溫度是從負的55 度到正的125 度,隨著溫度的升高,電壓會有一定的衰減,溫度如果是100 度,電壓是6.3 伏的話,那可能就要增加0.9,如果到125 度du的de話hua,會hui有you更geng低di的de壓ya降jiang,在zai規gui格ge書shu裏li麵mian都dou有you詳xiang細xi的de介jie紹shao,至zhi於yu說shuo高gao頻pin特te性xing,這zhe個ge要yao看kan是shi多duo大da,這zhe些xie頻pin率lv是shi有you一yi定ding的de變bian化hua的de。鉭tan電dian容rong在zai一yi般ban的de頻pin率lv下xia,隨sui著zhe頻pin率lv的de升sheng高gao,容rong量liang不bu會hui特te別bie的de大da,像xiang其qi它ta的deESR 值會有一些變化的。
Q:鉭電容和MLCC 在應用上有何不同?
A:鉭電容和MLCC 是兩種完全不同的電容,介質材料也是完全不一樣的,MLCC 是(shi)采(cai)用(yong)疊(die)成(cheng)的(de)方(fang)式(shi),而(er)鉭(tan)電(dian)容(rong)是(shi)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)方(fang)式(shi),疊(die)成(cheng)的(de)方(fang)式(shi)在(zai)電(dian)壓(ya)或(huo)者(zhe)是(shi)電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)的(de)時(shi)候(hou),會(hui)有(you)雜(za)音(yin)存(cun)在(zai),就(jiu)是(shi)機(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)物(wu)理(li)現(xian)象(xiang)存(cun)在(zai),比(bi)說(shuo)說(shuo)MLCC 的等效串聯電阻值要遠遠低於鉭電容,但是現在MLCC 的技術是不能夠完全替代鉭電容,在大溶質上麵還不能做到,所以鉭電容在大電容方麵有很大的優勢。
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Q:請問濕式鉭電容與同規格的幹式相比,哪種類型價格低?
A:濕(shi)式(shi)鉭(tan)電(dian)容(rong)和(he)鉭(tan)電(dian)容(rong)是(shi)完(wan)全(quan)應(ying)用(yong)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)地(di)方(fang)的(de),濕(shi)式(shi)鉭(tan)電(dian)容(rong)應(ying)用(yong)在(zai)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)特(te)殊(shu)的(de)場(chang)合(he),像(xiang)石(shi)油(you)勘(kan)探(tan)和(he)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)特(te)殊(shu)的(de)軍(jun)工(gong)領(ling)域(yu),鉭(tan)電(dian)容(rong)主(zhu)要(yao)是(shi)應(ying)用(yong)在(zai)一(yi)些(xie)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)方(fang)麵(mian),像(xiang)消(xiao)費(fei)類(lei)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)方(fang)麵(mian),它(ta)們(men)的(de)價(jia)格(ge)是(shi)完(wan)全(quan)不(bu)能(neng)對(dui)比(bi)的(de),濕(shi)式(shi)鉭(tan)電(dian)容(rong)的(de)價(jia)格(ge)幅(fu)度(du)比(bi)較(jiao)大(da),但(dan)是(shi)相(xiang)對(dui)的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong)的(de)價(jia)格(ge)就(jiu)比(bi)較(jiao)便(bian)宜(yi)的(de),濕(shi)式(shi)電(dian)容(rong)每(mei)批(pi)采(cai)購(gou)的(de)數(shu)量(liang)會(hui)很(hen)少(shao),有(you)時(shi)候(hou)甚(shen)至(zhi)是(shi)幾(ji)個(ge)幾(ji)個(ge)都(dou)可(ke)以(yi)買(mai),但(dan)是(shi)鉭(tan)電(dian)容(rong)卻(que)是(shi)論(lun)批(pi)次(ci)買(mai)的(de),所(suo)以(yi)它(ta)們(men)的(de)價(jia)格(ge)是(shi)沒(mei)有(you)辦(ban)法(fa)對(dui)等(deng)的(de)。
Q:超級電容器是否比電池更好?
A:超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)不(bu)同(tong)於(yu)電(dian)池(chi),在(zai)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu),它(ta)可(ke)能(neng)優(you)於(yu)電(dian)池(chi)。有(you)時(shi)將(jiang)兩(liang)者(zhe)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),將(jiang)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)特(te)性(xing)和(he)電(dian)池(chi)的(de)高(gao)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),不(bu)失(shi)為(wei)一(yi)種(zhong)更(geng)好(hao)的(de)途(tu)徑(jing)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)在(zai)其(qi)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei)可(ke)以(yi)被(bei)充(chong)電(dian)至(zhi)任(ren)意(yi)電(dian)位(wei),且(qie)可(ke)以(yi)完(wan)全(quan)放(fang)出(chu)。而(er)電(dian)池(chi)則(ze)受(shou)自(zi)身(shen)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)限(xian)製(zhi)工(gong)作(zuo)在(zai)較(jiao)窄(zhai)的(de)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei),如(ru)果(guo)過(guo)放(fang)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)永(yong)久(jiu)性(xing)破(po)壞(huai)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)與(yu)其(qi)體(ti)積(ji)相(xiang)當(dang)的(de)傳(chuan)統(tong)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)更(geng)多(duo)的(de)能(neng)量(liang),電(dian)池(chi)與(yu)其(qi)體(ti)積(ji)相(xiang)當(dang)的(de)超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)相(xiang)比(bi)可(ke)以(yi)存(cun)儲(chu)更(geng)多(duo)的(de)能(neng)量(liang)。在(zai)一(yi)些(xie)功(gong)率(lv)決(jue)定(ding)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)器(qi)件(jian)尺(chi)寸(cun)的(de)應(ying)用(yong)中(zhong),超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)更(geng)好(hao)的(de)途(tu)徑(jing)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)以(yi)反(fan)複(fu)傳(chuan)輸(shu)能(neng)量(liang)脈(mai)衝(chong)而(er)無(wu)任(ren)何(he)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang),相(xiang)反(fan)如(ru)果(guo)電(dian)池(chi)反(fan)複(fu)傳(chuan)輸(shu)高(gao)功(gong)率(lv)脈(mai)衝(chong)其(qi)壽(shou)命(ming)大(da)打(da)折(zhe)扣(kou)。超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)而(er)電(dian)池(chi)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)則(ze)會(hui)受(shou)到(dao)損(sun)害(hai)。
Q:如何選擇我所需的超級電容器?
A:首先,功率要求、放電時間及係統電壓變化起決定作用。
其次,超級電容器的輸出電壓降由兩部分組成,一部分是超級電容器釋放能量;lingyibufenshiyouyuchaojidianrongqineizuyinqi。liangbufenshuizhanzhuyaoqujueyushijian,zaifeichangkuaidemaichongzhong,neizubufenzhanzhuyaode,xiangfanzaichangshijianfangdianzhong,rongxingbufenzhanzhuyao。
根據最高工作電壓、工作截止電壓、平均放電電流、放電時間多長這四個基本參數決定您選擇電容器的大小。
Q:積分電容用什麼類型的效果好
A:基本原則是:漏電流要小。積分電容理論上說采用雲母電容最好。精度、穩定度、溫度影響等不比 CBB 差,而且沒有吸收效應,應該試最為理想的器件。但是,雲母電容容量不容易做得太大(一般 10P-10000P),而且價格非常高。目前市場上常用的電容器損耗比較低的也就是 CBB 和雲母。CBB 的成品容量比較大,所以選 CBB 電容 。
Q:同樣容量的電容,並聯越多的小電容越好嗎?
A:耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數,對於 ESR 自然是越低越好。ESR 與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關係。當電壓固定時候,容量越大,ESR 越低。在板卡設計中采用多個小電容並連多是出與 PCB 空間的限製,這樣有的人就認為,越多的並聯小電阻,ESR 越低,效果越好。理論上是如此,但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗,采用多個小電容並聯,效果並不一定突出。
Q:ESR 越低,效果越好嗎?
A:結合我們上麵的提高的供電電路來說,對於輸入電容來說,輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求,對 ESR 的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓,其次是吸收MOSFET 的開關脈衝。對於輸出電容來說,耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。ESR 的要求則高一點,因為這裏要保證的是足夠的電流通過量。但這裏要注意的是 ESR 並不是越低越好,低 ESR dianronghuiyinqikaiguandianluzhendang。erxiaozhendianlufuzatongshihuidaozhichengbendezengjia。bankashejizhong,zheliyibanyouyigecankaozhi,cizuoweiyuanjianxuanyongcanshu,bimianxiaozhendianluerdaozhichengbendezengjia。
Q:濾波電容、旁路電容、退耦電容的區別?
A:濾波電容、旁路電容、退(tui)藕(ou)電(dian)容(rong)主(zhu)要(yao)是(shi)從(cong)不(bu)同(tong)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)命(ming)名(ming)。事(shi)實(shi)上(shang),它(ta)們(men)的(de)原(yuan)理(li)和(he)功(gong)能(neng)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de)。都(dou)是(shi)利(li)用(yong)了(le)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)儲(chu)能(neng)功(gong)能(neng)和(he)阻(zu)抗(kang)頻(pin)率(lv)性(xing)能(neng)。有(you)時(shi)不(bu)同(tong)的(de)人(ren)的(de)叫(jiao)法(fa)之(zhi)間(jian)會(hui)互(hu)相(xiang)混(hun)淆(xiao)。事(shi)實(shi)上(shang)可(ke)以(yi)不(bu)必(bi)區(qu)分(fen)得(de)那(na)麼(me)清(qing)楚(chu),隻(zhi)要(yao)記(ji)住(zhu)“大電容濾除低頻,小電容濾除高頻”這個業界總結出來的經驗即可。
Q:耦合電容器的選用?
A:dajiadouzhidaoouhedianrongqizaifangdadianluzhongzhuyaoqitongjiaoliuzuzhiliudezuoyong。dianrongqibenshenshiyouzukangde,erqieyeyouloudianliu。suoyiyaogenjubutongdexuyaoxuanzeheshidedianrongqi。duiyudipindianlu,biruyinpindianlu,dianrongqiderongliangbixuzugouda,dianrongqidezukangcaigouxiao,suoyiyibanshiyongdianjiedianrongzuodipindianludeouhedianrong。youyudianjiedianrongqideloudianliujiaoda,suoyibixuxuanyongdiloudianxiliededianjiedianrongqi。duiyuyaoqiujiaogaodechanghe,keyixuanyongyoujibomodianrongqizuodipinouhedianrong,buguoyoujibomodianrongdetijijiaoda、jiagejiaogao。gaopinfangdadianluzhong,cishijishirongliangbudazukangyejiaoxiao,pianshitaocidianrongchengweigaopinouhedianrongdezuijiaxuanze,yinweitaocidianrongyoujiaohaodegaopinxingneng。
Q:在mp3、手機的音頻電路裏,最常用的容量是多少?
A:在MP3、手機的音頻電路裏,最常用的容量是從10UF 到220UF 的,其實山寨機手機裏麵,采用的是33UF,如果想要手機有更好的音效效果,建議使用100UF 或者220UF 的鉭電容。
延伸閱讀:愛因迪生常用電子元器件實戰知識講座——電容器篇
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