- 固態(tài)電解電容器的主要特點
- 固態(tài)電解電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形
- 固態(tài)電解電容器的基本參數(shù)與特性
- 固態(tài)電解電容器的應用及指南
鋁電解電容器及鉭電解電容器是大家較熱悉的,但對新開發(fā)的鋁聚合物固態(tài)電解電容器可能就較生疏了。本文介紹CDE公司生產(chǎn)的ESRD及ESRE兩個系列貼片式鋁聚合物電解電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)與特性曲線及應用。
主要特點
ESRD及ESRE兩個系列的電解電容具有極好的高頻特性,允許大的紋波電流,電容量允差±20%(精度為M級),等效串聯(lián)電阻ESR小,ESRD電容在100kHz時為10~45mΩ,ESRE電容在100kHz時低于10mΩ,400kHz、20℃時的阻抗為13mΩ到81mΩ,在使用溫度范圍內(nèi)阻抗幾乎不變,工作壽命長,小尺寸貼片式封裝,ESRD的尺寸為7.3mm(長)×4.3mm(寬)×1.8mm(高),而ESER系列的尺寸僅高度尺寸不同,高度為4.2mm,工作溫度為-55℃~+105℃。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形
這兩個系列電容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,用鋁極做陽極,在下表面用電解工藝制成一層氧化鋁絕緣層。采用高分子聚合物薄膜作為固態(tài)電解質(zhì),由碳襯底及鍍銀層作為陰極,外部用塑料封裝。這種多層結(jié)構(gòu)與鋁電解電容器及固態(tài)鉭電解電容器是不同的,在0.1MHz~10MHz頻段有很好的特性。
該電容器的外形如圖2所示,其外形及底面尺寸與某些鉭電解電容器相同。頂面有橫道的一端為陽極,頂面上有電容容量代碼及耐壓代碼。容量代碼的第一位、第二位表示電容量的基數(shù),第三位表示幾個零,例如220表示22μF,101表示100μF。有的在第二位用R,則R表示小數(shù)點,如4R7表示4.7μF。耐壓代碼為,D=2V,G=4V,J=6.3V,K=8V、B=12.5V、C=16V。
基本參數(shù)與特性
ESRD系列的基本參數(shù)如表1所示,ESER系列如表2所示。
這兩個系列電容器的典型特性曲線如圖3、圖4及圖5所示。圖3是56μF(ESRD系列)及270μF(ESRE系列)在不同頻率時的阻抗值及ESR值。在100kHz~1MHz時,其阻抗及ESR值都很小,并且可以看出即使是56μF的電容量,在1MHz時,其ESR值與270μF的值相差并不多。
圖4是三種不同的10μF電容器在溫度變化時的阻抗變化情況,可以從圖4中看出鋁電解電容器在負溫時阻抗變化較大,鉭電容性能較好,而ESRD電容在-55℃~+105℃的溫度范圍內(nèi)阻抗幾乎不變,而且三種電容中ESRD型電容器的阻抗最小。
圖5是在不同頻率下100μF的鉭電容、10μF及47μF的ESRD電容的ESR值的變化情況。由圖可以看出,在1MHz時,10μF的ESRD電容的ESR值約為0.012Ω,而100μF的鉭電容在1MHz時約為0.016Ω,二者的容量差10倍,這說明ESRD電容具有良好的高頻性能。
表1ESRD系列電容的基本參數(shù)
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在DC/DC變換器電路或電荷泵電路中,低ESR值意味著更高的轉(zhuǎn)換效率,在輸出濾波電路中有更小的紋波電壓。另外,小尺寸的電容器能減小電源體積,便于應用到便攜式產(chǎn)品中。應用及指南
這兩個系列的電容器主要應用于主板旁路電容、DC/DC變換器、電源去耦、高頻噪聲抑制電路及便攜式電子設備等。
在使用中可以在額定電壓下連續(xù)工作,但不能超過額定電壓使用,因此在選擇時要留有余地。電容器在作平滑濾波時,由于它有ESR,因此在充電、放電過程中會產(chǎn)生熱量而使溫度上升,因此紋波電流也應小于表1及表2值。另外抑制紋波電流大小與頻率有關,不同的頻率其ESR值不同,不同頻率時要乘一個倍數(shù),如表3所示。另外,可以看出低頻使用時的效果稍差。
這兩個系列電容器有極性,有橫道端為正極,不可接反。最大承受反壓僅為10%額定電壓,反向電壓脈沖可達20%額定電壓,超過該值會損壞電容器??刹捎没亓骱?,其焊接特性如圖6所示。也可用手工焊,但烙鐵溫度不能超過350℃,時間不超過10秒。