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钽电容是电解电容吗 钽电容的效果是什么

本站为您提供的钽电容是电解电容吗 钽电容的作用是什么,Vishay MAP结构的另一个好处是减小ESL。MAP结构可通过消除环包的机械引线框架显著减小既有电流回路的尺寸。

钽电容在咱们的日常中运用越来越广泛,处处都可见到它的身影,关于它你知道多少呢?它归于电解电容吗?它的效果又是怎样的呢?本文将为你复原一个实在的钽电容。

钽电容

钽电容是 电容器中体积小而又能到达较大电容量的产品,是1956年由美国贝尔实验室首要研制成功的,它的功能优异。钽电容器外形多种多样,并制成适于外表贴装的小型和片型元件。钽电容器不仅在军事通讯,航天等范畴运用,并且钽电容的运用规模还在向工业操控,影视设备、通讯外表等产品中很多运用。

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钽电容的运用原理

钽极易在空气中氧化,人们利用它的氧化膜作为中介质,因为钽极易氧化,故钽电容有主动“愈合创伤”的修正效果,故经用,可靠性高。因为氧化膜很薄,故钽电容两极板间间隔很近,几无感抗,十分活络,故充放电速度快。这些特性决议了钽电容适用于高频、小电流、需求快速反应的电路,故钽电容也在导弹、卫星等需求快速响应和高可靠性的电路中有广泛运用。钽电容因为十分活络,充放电快速,故也常用于高档音响的音频电路,首要是高音频电路,因为减少了对高音频微小电流的损耗,故相对提升了高音,提升了音质。

钽电容是电解电容吗

钽电容全称是钽电解电容,也归于电解电容的一种,运用金属钽做介质,不像一般电解电容那样运用电解液,钽电容不需像一般电解电容那样运用镀了铝膜的电容纸绕制,自身几乎没有电感,但这也束缚了它的容量。此外,因为钽电容内部没有电解液,很适合在高温下作业。 这种共同自愈功能,确保了其长寿命和可靠性的优势。固体钽电容器电功能优秀,作业温度规模宽,并且形式多样,体积功率优异,具有其共同的特征:钽电容器的作业介质是在钽金属外表生成的一层极薄的五氧化二钽膜。此层氧化膜介质与组成电容器的一端极结组成一个全体,不能独自存在。因而单位体积内具有十分高的作业电场强度,所具有的电容量特别大,即比容量十分高,因而特别适宜于小型化。

钽电容的效果是什么

钽电容是由稀有金属钽加工而成,先把钽磨成微细粉,再与其它的介质一同经烧结而成。钽电容因为金属钽的固有特性,具有稳定性好、不随环境的改动而改动、能做到容值很大等特色,在某些方面具有陶瓷电容不行比较的一些特性,因而在许多无法运用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛选用。  

跟着钽电容在商场的运用越来越广泛,类型和供货量的添加,价格的跌落,现在许多职业都在用钽电容代替铝电解电容。当然钽电容也有自身的缺点,比方耐压不够高,大大束缚了钽电容的用处区域。就拿音响电路来说吧,音响电路中一般包含滤波、耦合、旁路、分频等电容,如安在电路中更有效地挑选运用电容器对音响音质的改进具有较大的影响。音响电路中的耦合电容绝大一部分便是用的钽电容。

钽电容主动化程度高,精度也高,在运送途中不像插件式那样简单受损,可是贴片工艺装置需求波峰焊工艺处理,电容经过高温之后可能会影响功能,尤其是阴极选用电解液的电容,经过高温后电解液可能会干燥,插件工艺的装置本钱低,因而在相同本钱下,电容自身的功能能够更好一些。

贴片钽电容效果首要是铲除由芯片自身发生的各种高频信号对其他芯片的串扰,然后让各个芯片模块能够不受搅扰的正常作业,在高频电子振动线路中,贴片式电容与晶体振动器等元件一同组成振动电路,给各种电路供给所需的时钟频率。

它被运用于小容量的低频滤波电路中,贴片钽电容与陶瓷电容比较,其外表均有电容容量和耐压标识,其外表色彩一般有黄色和黑色两种,比如100-16即表明容量100μF,耐压16V,贴片式铝电解电容具有比贴片式钽电容更大的容量,其多见于显卡上,容量在300μF~1500μF之间,贴片钽电容首要是满意电流低频的滤波和稳压效果,直立电容和贴片电容的差异 无论是插件仍是贴片式的装置工艺,电容自身都是直立于PCB的,底子的差异方法是贴片工艺装置的电容,有黑色的橡胶底座。

钽电容系列

制作商供给品种广泛的钽电容产品系列,它们针对各种详细特征进行优化,并瞄准不同的运用和细分商场。这些不同的产品系列供给的优化包含更低的ESR、更小的尺度、高可靠性(面向军用、轿车和医疗运用)、更小的直流漏电流、更低的ESL和更高的作业温度。本文偏重其间两个范畴:更低的ESR和更小的尺度。

更低的ESR – 为完成最低ESR而优化,这些器材在脉冲或沟通运用中供给更高的功率,在高噪声环境中供给更超卓的滤波功能。

更小的尺度 – 结合高CV钽粉的运用和高功率封装,这些器材以紧凑尺度供给高容值,适用空间严重的运用,如智能手机、平板电脑和其他手持式消费电子设备。

低ESR钽电容

减小ESR一直是钽电容规划的重要研讨范畴之一。钽粉的挑选和出产期间涂敷阴极资料时所用的工艺对ESR有显着影响。可是,关于给定的额定值(容值、电压、尺度),这些要素首要为规划束缚并在现在的最先进器材上得到基本解决。使ESR减小的两个最首要要素是:阴极资料用导电聚合物代替MnO2,引线结构资料从铁镍合金改为铜(Cu)。

传统钽电容的ESR首要源于阴极资料MnO2。如图1所示,MnO2的导电率约为0.1S/cm。比较之下,导电聚合物(如聚3,4-乙烯二氧噻吩)的导电率在100S/cm规模内。导电率的这一添加直接转换为ESR的显着减小。

在图2中,不同额定值下的ESR-频率曲线显现了钽电容器选用聚合物阴极体系的优势。经过直接比较MnO2和聚合物规划在A外壳 6.3 V / 47 μF额定值条件下的ESR-频率曲线,能够看出在100 kHz频率下聚合物规划使ESR的减小起伏多达一个数量级。

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不同资料的导电率

引线结构资料是改用导电率更高的资料后可改进ESR的另一个范畴。如图3中的电容横截面所示,引线结构供给从内部电容器元件到封装外部的电衔接。

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图3:电容横截面。

铁镍合金(如Alloy 42)一直是引线结构资料传统挑选。这些合金的长处包含低热膨胀系数(CTE)、低本钱和制作中的易用性。铜引线结构资料加工方面的改进使其能够用于钽电容规划。因为导电率是Alloy 42的100倍,铜的运用对ESR有重要影响。例如,选用A外壳(EIA 3216)和传统引线结构的Vishay 100μF/6.3V T55聚合物钽电容在100kHz和25°C条件下供给70mΩ的最大ESR。经过改为铜引线结构,最大ESR可减小到40mΩ。

紧凑钽电容

改进钽电容规划体积功率(容值密度)的两个首要要素是钽粉的演化和封装的改进。

电容规划中运用的钽粉的质量因数是:(容值◊电压)/质量,简写为CV/g。大规模出产中运用的钽粉的演化如图4所示。CV/g的这些添加与更小的颗粒尺度和粉末纯度改进有关。在电容规划中运用这些资料自身便是一个杂乱的研讨范畴,需求很多研制出资。

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图 4:大规模出产中运用的钽粉的演化。

使钽电容规划尺度减小的另一个重要要素是超高效封装技能的开展。业界运用的最常见封装技能是引线结构规划。这种结构具有十分高的制作功率,然后能够降低本钱和进步产能。关于不受制于空间的运用,这些器材仍然是可行的解决方案。

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图5:不同封装技能的体积功率。

可是,在首要规划规范是添加密度的许多电子体系中,能够减小元件尺度是一个重要优势。在此方面,制作商在封装技能上现已取得了若干发展。如图5所示,与规范引线结构结构比较,无引线结构规划可改进体积功率。经过减小供给外部衔接所需的机械结构的尺度,这些器材可利用该额定可用空间来添加电容元件的尺度,然后添加容值和/或电压。

在最新一代封装技能中,Vishay具有专利的多阵列封装(MAP)结构经过运用坐落封装结尾的金属化层来供给外部衔接使体积功率进一步改进。该结构经过彻底消除内部阳极衔接使电容元件尺度在可用体积规模内完成最大化。为进一步阐明体积功率的改进,请看图6。从图中能够显着看出电容元件的体积添加了60%以上。这一添加可用于优化器材,以添加容值和/或电压、减小DCL以及进步可靠性。

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图6:Vishay具有专利的多阵列封装结构。

Vishay MAP结构的另一个优点是减小ESL。MAP结构可经过消除环包的机械引线结构显着减小既有电流回路的尺度。经过使电流回路最小化,可显着减小ESL。如图7所示,与规范引线结构结构比较,这一减小可到达30%之多。ESL的减小对应于自谐振频率的添加,这可扩展电容的作业频率规模。

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图7:Vishay的MAP结构与规范引线结构结构功能比照。

结语

关于钽电容的介绍就到这了,期望本文能对你有所协助。

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