为汽车电子选电容器这些选型学问必弗成少!

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  的职能特质以及各异应用中的工作前提。与数据手册中的规格参数比拟,操作中的职责情况对实践电途机能构成的影响很大,因此其周旋最佳性价比办理方案的容许至闭主要。

  尽管容量和电压往常是器件挑撰的严重参数,但再有很多其我们参数有助于做出最佳遴选。如图2所示,可见四种根源电容器的模范介电常数 (K) 和介电强度值。低 K 值和低介电强度拼凑(如聚酯膜电容器)导致体积出力低。不过,由于浪掷非常低,电气特性非常安谧且资本低,这些体积较大的器件仍获取平素招认。

  使命样式下,电容器等效串联电阻 (ESR) 是阻抗的实部,代表等效电途中电容器的耗损。这些参数值随温度、频率和介质典范而变化。绝缘电阻 (IR) 判定电容器给所施加电压下电容资历的直流 (DC) 漏电流的大小,而静电 (薄膜和陶瓷) 电容器的走电流平淡要低得多。直流漏电流随温度和施加电压的大小而迁移,感抗与电极典型有关。

  图3浮现了电容器的要紧合系:容抗、耗散因数、感抗和阻抗。阻值非常高的电阻用来仿照绝缘电阻。轻松起见,推导总阻抗 (Z) 时恐怕粗心。

  阻抗是坚信电容器对输入标帜教化的紧要指标。充/放电循环中,低 ESR 对告竣高效、低热损和真实性至关严重。容抗 (XC) 和感抗 (XL) 露出储能容量和电容器爆发的感受磁场。十分厉谨的是,当 XC 和 XL 相称时,抵达器件谐振频率。这一点在抉择去耦电容扑灭直流暗号中的交流因素噪声时很重要。

  为了有效消灭直流链路中的相易标帜要素,应采选谐振频率贴近所要去除的相易噪声频率的电容器,以杀青电小阻抗和电大去耦接地。

  车载掌握范例往常分为动力控制 (ECU 和传动) 和清闲稳定驾驭 (如宁静气囊和温控),在考虑严重职能、的确性和无误性时,支配楷模很首要。另一个浸要星散是车内场地和由此发作的任务条目。带头机舱驾御可以征战或浸没在盐雾、水、燃油/机油中,任务温度来到 125 °C以至更高,波动力也许到达 15 g,频率最高可达 200 Hz。这些情状与座舱有很大破例。

  到底上,另一种高容量手腕 (双层电容器 EDLC) 由于受使命温度极限 (85 °C) 教化,仅限于座舱应用,如电子锁电源备份。

  凡是来道,电解电容器 (钽、铝和 EDLC) 容量高,但有极性,而静电电容器 (聚酯膜和陶瓷) 无极性,一般 ESR 和阻抗极端低。

  钽器件修议选取电压降额摆布,固钽电容电压降额 50 %,纠合物和液钽轴向电容电压降额 80 %,以保障确凿性。为抵达高容量器件不时须要齐全的极低 ESR,电容器需要进行浪涌考试/筛选。电压降额情状下,模范滞碍率为 5 FIT (每任务十亿小时透露一次妨碍) 到 15 FIT,它们的电气特点随光阴和温度的改观非常稳固。

  高容量是铝电解电容的严沉特点;然则,温度对器件性能有很大教化,不同产品系列任务温度差别有 85 °C、105 °C、125 °C 和 150 °C。通盘额定温度和纹波电流边境内,器件平常磨损左右寿命达 10,000 小时,以是不需要举办电流筛选。大概通过颓唐尽兴一个参数来延伸左右寿命。

  陶瓷电容器不必为保障实在性选取电压降额,但必要考虑容量的电压系数,来历在达到或亲热额定电压下任务时,电容器恐怕失去高达 40% 的容量。范例故障率低于 1 FIT,某些界限内可在 150 °C条款下简单工作。曲折模式为短路或参数漂移。

  末端,聚酯薄膜电容额定温度大凡为 105 °C,尽管 PPS 器件任务温度可达 125 °C (PET) 以致 150 °C (PEN)。不用选取电压降额,表率阻碍率约为 5 FIT,但外表贴装产品有限。

  这些特色的首要程度取决于掌握和所需体积大小、成本及创设工艺。然则,在商量现实电路功能时,这些特点确切恐怕用于平常才力挑选。

  电源滤波需求高容量、低 ESR、耐高温,适应选拔钽、铝和限度陶瓷电容。大容量储能哀求高容量和低 ESR,以顺心速速放电和脉冲左右必要,对此,钽、铝以及节制聚酯薄膜电容被大凡选拔。调协调时钟电道仰求容量在温度和频率界线内尽头不乱,而且一定在热循环下可几次。

  这方面,I 类 (C0G / NP0 和高 Q 值) 陶瓷和聚酯薄膜电容往常是最好的治理策动。去耦/旁途机能哀告 ESR 极端低,并具有良好阻抗 (Z) 职能。陶瓷、聚酯薄膜和少少专程打算的钽鸠合物器件是这种独霸的理想遴选。用于 EMI / RFI 过滤的 X / Y 级安规电容需求完满高电压和脉冲本能,这方面只能支配薄膜和陶瓷电容器。

  总之,抉择电容器是一个多维度考量历程。每种电容器都有各自的电气特征、性能弱点以及呆笨特色和经济方面的思考成分。个中每一项的首要性取决于利用、处境条目和实践电途功能。由于可供采选的电容器许多,以是参考每个创立商的才具规格选取实用电容器至合主要。

  Andrew Wilson现任Vishay钽电容器部产品营销高等经理。此前,全班人曾先后包袱TTI公司区域交易拓展经理、森萨塔科技 (Sensata Technologies) 市集部经理,以及欧司朗 (Osram) 北美OEM元件部主管营销经理。Andrew是一位资深滞板工程师,占有两项专利和富庶的电子封装集成经历,得回温特沃斯理工学院学士学位和东北大学MBA学位。

  Florian Weyland现任Vishay陶瓷电容器产品营销经理。我是德国陶瓷协会会员,曾荣获Hans-Walter-Hennicke奖,并得到2017年美国冬季探讨会协助金。Weyland教员据有德国达姆施塔特工业大学博士学位。