《聚合物钽片式电容器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚合物钽片式电容器（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、聚合物钽片式电容器一、简介KEMET目前开发一种新型钽电容器，此种电容器用固体导电聚合物替代固体二氧化锰电极。命名这 种电容器为KO-CAP （KO-CAP是KEMET Organic Capacitor的缩写）。这种电容器包含两个系列：T520和 T530。由于聚合物钽电容器与MnO2钽电容器之间有一些不同，因此在这里对其性能特性进行单独表述。与 所有KEMET钽片式电容器一样，这些系列产品要经过100%的电性参数筛选：容量 120 Hz、损耗（DF） 120 Hz、ESR 100 kHZ和漏电流。同时在额定电压下通过低阻抗电路进行100%浪涌电流检测。聚合物钽 电容器的优点包括非常低的ES
2、R和潜在灾难性失效模式的消除，这种失效模式通常会出现在高浪涌电流应用 中的常规钽电容器上。尽管KO-CAP系列失效机制是短路，但它不会出现爆炸性失效模式。二、电性能1. 使用温度范围-55C +105C超过85C,电压等级从1.0倍额定电压呈线性降低到105C下0.8倍额定电压。Fnc 甲JSTKy (HtiFIGURE 12. 非使用温度范围 -55C +105C3. 容量和偏差 33pF 1500pF 20%偏差容量测试条件：120 Hz、最大交流电压有效值1.0V 以及最大直流电压2.5V。当施加额定电压时直流偏置电压 仅能引起容量的小幅减小，相当于大约2%。直流偏置电压 一般不使用在室
3、温测量，而是较多的使用在温度极限值条 件下。容量随频率增加而降低，但是不会象常规钽电容器那 样降得同样多或降得那样快。图1比较了KO-CAP钽电容器 和常规Mn 02钽电容器之间容量随频率的衰减。容量也随温度增加而增加。见12部分温度系数。4. 电压等级2V-16V DC额定电压这是电容器从-55C到+85C连续工作的最大波峰DC使用电压。超过85C，在105C使用电压要呈线性 减至0.8倍额定电压。浪涌电压等级浪涌电压是产品能忍受瞬间状态的最大电压，瞬间状态包括峰值AC纹波、DC偏置和任何瞬变的总和。 浪涌电压性能可通过25C、85C或105C下适宜电压1000次循环的应用来证明。产品每次循
4、环均通过33 ohm电阻充电30秒，然后通过33 ohm电阻放电30秒。表1电压等级额定电压（v）浪涌电压（v）降额电压（v）降额浪涌电压（v）-55C 到+85C+105C22.61.62.12.53.32.02.833.92.43.145.23.34.36.3856.5810.46.48.71013810.41620.812.816.65.反向电压等级和极性聚合物钽电容器是有极性的，如果连接错误电极，将出现永久性的损伤或毁坏。阳极端可通过激光标识 条识别，也可以用倾斜边来识别。表2表示出短时间聚合物钽电容器所能忍受的少量瞬间反向电压。请注意 聚合物钽电容器不要持续反向使用，即使在限定值以内
5、。温度（C）允许瞬间反向电压25额定电压的15%55额定电压的10%85额定电压的5%105额定电压的3%6. DC漏电流由于聚合物的高传导性，KO-CAP系列比常规MnO2钽电容器有更高漏电流。在25C下漏电流极限值用 0.1 x C xV计算出来，这里C是容量（pF）, V是额定电压（V olts）。所有产品的极限值列在等级表中。DC漏电流是在额定电压下五分钟充电之后流过电容器的电流。漏电流是在25C下通过与电容器串联的 1000 ohm电阻施加额定电压测量出来的。DC漏电流随温度而增加。85C 额定电压和105C 0.8倍额定电压的极限值都是25C下极限值的 10倍。7. 浪涌电流性能当
6、电路阻抗非常低时（0.1ohm per volt ） 一些应用可能会招致大浪涌电流。激励电磁感应可能也会引 起电压激励。设备开关期间浪涌电流或许表现出瞬变。KO-CAP对于浪涌电流有非常高的容忍性。而且尽管失效机制是短路，在一些应用中聚合物钽电容器 不会象常规电容器那样发生爆炸。在KEMET生产过程中KO-CAP系列产品经过100%浪涌电流的筛选。聚合物钽电容器在通过0.5ohms 的总电路电阻情况下施加额定电压进行4次浪涌。失效产品在后续电性检测过程中被剔除。8. 损耗因子（DF）参考产品数值表中的最大DF限定值损耗因子测量条件：120 Hz，+25C,最大交流电压有效值1.0V,最大直流电
7、压2.5V。DC偏置应用会 引起DF少量减小，施加电压时大约0.2%。DF随频率增加而增大。损耗因子是等效串联电阻（ESR）与电容性阻抗（XC）的比值，通常表示成百分比。它与容量和频率成 正比。损耗因子在高频下会失去它的重要性（频率超过大约1 kHz），这里阻抗（Z）和等效串联电阻（ESR）都 是需要关注的常规参数。DF = R/X =2nfCRDF=损耗因子R=等效串联电阻（Ohms）X =电容性阻抗（Ohms）f=频率（Hertz） C=串联容量（Farads）DF也可表示成是tan 6或“loss tangent”。品质因子“Q,”是DF的倒数。9等效串联电阻（ESR）和阻抗（Z）KO-
8、CAP的等效串联电阻比常规钽电容器低的多，因为聚合物阴极有较高的导电性。ESR不是纯电阻, 会随频率的增加而减小。电容器的总阻抗是电容性阻抗（XC）和ESR的矢量和，向下谐振：向上谐振，总阻抗是感应电抗（XJ和ESR CL 的矢量和。XC= 1 ohm/ （2nfC）C这里：f =频率（Hertz）C =容量（Farad）图2a电容器向下谐振的总阻抗XL= 2 n fL这里：f =频率（Hertz）L =电感（Henries）图2b电容器向上谐振的总阻抗电容器是包含有许多串联和并联的元器件的复杂阻抗，每一个元器件都会增加测量系统的复杂性。L一代表引线和结构的电感。在许多情况下（特别在固体钽电容
9、器和单片陶瓷电容器中）电感在120到 1000 Hz频率的测量下是可忽略的。RS 代表实际与电容串联的以欧姆测定的串联电阻。引线和电容器电极起着串联电阻的作用。Rl 电容器泄漏电阻。一般在钽电容器中此电阻能达到50,000兆欧。它能超过单片陶瓷和薄膜电容器 10i2ohms。Rd 电介质吸收和分子极化所导致的电介质损失。在高频测量和应用中会变得非常明显。其值会随频 d率而变化。C 固体钽电容器的固有电介质吸收，一般此值等同施加电压的1-2%。d当频率增加，XC依据以上等式不断减小。在所有电容器中和电阻一样会出现不可避免的自感应，并且 在频率的某些段中，电抗终止成电容性的，继而变成电感。称此频率
10、为自谐振段。在固体钽电容器中，共振 因ESR而衰减，并且平滑，不那么陡峭，会由从容量性转变到下面电抗感应。图4比较KO-CAP和常规钽片式电容器的频率响应。可以看出T520部分中表示出频率曲线图，P39页产 品系列数值表中列出100 kHz下ESR的最大极限值。T530的容量、阻抗和ESR与频率的比较列在P43页。100 kHz下的最大极限值列在P42页产品数值表中。ESR and ImpedanceT495D150liF （MnO；） vs. T520D 150 uF （Palmer）FnsqLK-ncy iHTi FIGURE i10. AC功率损耗功率损耗是随电容器壳号和原材料而变。为了
11、预防过热情况对所有壳号产品已建立起最大功率等级。在 实际使用中，在任何电力供应下电容器都具有耗损而产生的热量的能力，而这种能力会因电路因素的变化而 受到影响。这包括电路板的密度、焊盘尺寸、散热片和空气循环。表3钽片式电容器功率耗散等级壳号标识最大功率耗散mWatts +25C w/+20C RiseKEMETEIAT520/T3528-1270T520/B3528-2185T520/V7343-20125T520/D7343-31150T520/Y7343-40156T520/X7343-43165T530/D7343-31255T530/X7343-43270T530/E7260-38285
12、11. AC操作允许AC纹波电压和电流与等效串联电阻(ESR)和功率耗散性能有关。 施加的允许AC纹波电压受三条准则限定：a. 加有DC偏置电压的阳极波峰AC电压不许超过电容器的DC电压等级。b. 结合偏置电压的阴极波峰AC电压不许超过第5部分中提出的允许反向电压等级。c. 电容器ESR的功率耗散不许超过第10部分中规定的近似值。实际功率耗散可以通过以下公式计算出来：P =bR替代公式：I = E/乙P = E2R/ Z2这里：I =有效纹波电流(amperes)E =有效纹波电压(volts)P =功率(watts)Z =规定频率下的阻抗(ohms)R =规定频率下的等效串联电阻(ohms)
13、使用表3的功率耗散最大值，最大允许有效纹波电流或电压可通过以下公式确定出来:日幻=v P nnax/R E(mtix)= Z maXP在提高温度的情况下这些值将降低，如下所示：温度降额因子85C0.9105C0.4二、环境试验12. 温度稳定性在+25C, -55C, +25C, +85C, +105C, +25C温度次序下模塑电容器忍受极端温度试验。在测量电容 器之前每个温度下要先进行稳定。在每个温度下测量容量、DF和DCL，-55C下DCL不进行测量。表4可接受极限值步骤温度(C)CapDCLDF1+25规定容差目录极限值目录极限值2-55初始值的20%N/A目录极限值3+25初始值的10
14、%目录极限值目录极限值4+85初始值的20%目录极限值的10倍目录极限值的1.2倍5+105初始值的30%目录极限值的10倍目录极限值的1.5倍6+25初始值的10%目录极限值目录极限值13.寿命试验85C,额定电压,2000 Hours试验后检测电性能：a. 容量：初始值的-20%/+10%以内b. DF：初始极限值以内c. DCL：初始极限值以内d. ESR：初始极限值以内14.高温寿命试验 105C, 0.8 倍额定电压,2000 hours试验后检测电性能：a. 容量：初始值的-20%/+10%以内b. DF：初始极限值以内c. DCL： 1.25倍初始极限值以内d. ESR： 2倍初始极限值以内15. 贮存寿命试验 105C, 0V DC, 2000 Hours试验后检测电性能：a. 容量：初始值的-20%/+10%以内b. DF: 初始极限值以内c. DCL： 1.25倍初始极限值以内d. ESR： 2倍初始极限值以内16. 热冲击 Mil-Std-202, 方法 107, 条件 B最小温度：-55C最大温度+105C500次循环试验后检测电性能：a. 容量：初始值的+1 0%/-20%以内b. DF:
