低ESR铝电解电容器及其应用Word格式文档下载.docx
- 文档编号:20330208
- 上传时间:2023-01-22
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:267.71KB
低ESR铝电解电容器及其应用Word格式文档下载.docx
《低ESR铝电解电容器及其应用Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《低ESR铝电解电容器及其应用Word格式文档下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
经加热、熔解
、冷却固化后形成的多结晶组成的高导体。
它的成份是TCNQ复合盐半导体。
它主
要的特点是:
它是固体电解质,不会因电解液干涸而造成容量减少、tan 增加的问
题,另外,因为电解液是用离子传导,TCNQ复合盐是用电子传导,电子传导要比离子
传导快得多,所以导电性比电解液的电容约高100倍(即电阻值低)。
高导电性有利
于温度的稳定。
OS-CON的电气特性
OS-CON虽然是电解电容器但却有与薄膜电容器相同的高频特性,这是由于高导电性
电解质的ESR低,从而大幅度提高高频特性。
其谐振点在100kHz~10MHz之间,820μ
F的OS-CON在100kHz时,其ESR约为10mΩ,在10MHz时其ESR约为20mΩ。
OS-CON的温度特性(随温度变化而引起ESR变化)极好,并且随温度变化而引起的电
容量变化也较小。
OS-CON的ESR温度特性如图2所示,OS-CON的电容量的温度特性如
图3所示。
由图可以明显看出:
一般铝电解电容器在低温时ESR值更大,电容量变得
更小,不适于低温使用,而OS-CON较适合用于要求低温特性好的场合,如室外使用的
电子设备或车载电子设备等。
滤波电容的主要指标之一是允许纹波电流的大小,ESR大的电容引起发热大则允许
纹波电流小,三种不同电容器[铝低阻抗电解电容器、钽低阻抗电解电容器、OS-C
ON(SA系列)]的比较如图4所示。
可以看出OS-CON允许纹波电流最大,即同样的纹波
电流时,可以用容量更小的OS-CON来代替。
OS-CON有极好的消除纹波电压(或干扰)的能力。
例如,三洋公司做的实验:
在5V直
流电压上叠加一个正弦波交流1Vp-p(频率100kHz~20MHz)的纹波电压,用四种不同
的电容器来滤波消除纹波电压,另用一种22μH及47μF铝电解电容并联0.022μF陶
瓷电容组成LC滤波器,其滤波后剩余的纹波电压如图5所示。
由图5可看出:
一般铝电解电容从10μF提高到100μF,除干扰的能力也仅仅提高1.
3倍。
钽电容的滤波效果比铝电解电容好,在1MHz时剩余纹波电压为铝电解电容(1
0μF)的1/2,但在10MHz以上也不理想。
LC滤波器在1MHz以下有较好效果,但在10M
Hz以上时也并不理想,而10μF的OS-CON在100kHz 20MHz频率变化时,剩余纹波电
压最小,在1MHz时约为1mV。
若要达到10μF的OS-CON同样的效果,铝电解电容要470~1000μF以上;
钽电解电容
要47μF以上。
即使在-20℃,OS-CON的性能也稳定,毫无下降,而铝电解电容的性能在0℃附近开始
变坏,如图6所示。
LC滤波器的性能也因电容性能变坏而降低其滤波效果。
这一特性在开关电源中采用OS-CON来作LC滤波器时效果极好。
在开关电源工作频
率为200kHz及500kHz时,三种不同输出电容的结果如表1、表2所示。
由表1~2可以看出,在200kHz及500kHz时OS-CON电容在剩余纹波电压基本相同的条
件下,它的电容量最小,并且尺寸也最小。
OS-CON在开关电源上的应用
图7为正激式开关电源的部分电路图。
Q1为开关管,T1为高频变压器,D1、D2为整流
二极管,整流后经L2、C2滤波输出直流电压Vo。
该电源输出电压Vo=5V,输出最大电流Io=2A,要求纹波电压50mVp-p。
该开关电源工
作频率100kHz,工作温度-20~+85℃。
通过电感L2的电流波形如图8所示。
一般情况下,△IL约是输出电流Io的20~30%,
若按20%计算,纹波电流△IL为
△IL=Io×
20%=2×
0.2=0.4A
输出纹波电压△Vr与纹波电流及滤波电容C2的ESR有关,△Vr为
△Vr=△IL×
ESR
根据要求的输出的纹波电压50mVp-p及△IL=0.4A,可以计算出要求的ESR为125mΩ
。
另外,通过电容C2的纹波电流Icrms为
按此公式可计算出Icrms=115.6mA
可根据要求的ESR值及要求通过的纹波电流来选择OS-CON。
可查资料选用SA系列的
33μF10V电容。
其规格是,100kHz时ESR=80mΩ以下,最大允许纹波电流(100kHz,8
5℃)为1120mA。
若采用高频用铝电解电容,一般需要1500~2000μF/10V。
OS-CON在电压变换电路中的应用
电荷泵电压变换电路中要用两个电容器,如图9所示。
其输出电阻Rout与输出纹波
电压VRIPPLE与C1、C2的ESR有关。
输出电阻ROUT与C1、C2的ESR关系为:
式中ESRC2为C2的ESR。
可根据要求VRIPPLE来选择C2。
采用OS-CON不仅输出电阻小
而且纹波电压也小,即电压变换器有较好的输出特性。
音响系统的音质受电源的影响很大,在音响的电源上并联一个OS-CON,对音质有一
定的改善,如图10所示。
图10-a为DAC的模拟电路电源及数字电路电源部分都并联
了OS-CON,它能改善微小信号的再现能力;
图10-b、图10-c为运放IC及功放IC并联
OS-CON的情况。
它能提高中音域的信息量,1 F开始见效(容量越大效果越明显),
在中音域表现得尤为突出。
在OS-CON与铝电解电容器并联使用时,由于OS-CON的ESR低,因此流入的纹波电流较
大,在选择OS-CON时要特别注意。
例如,在1000μF的铝电解电容上并联一个100μ
F的OS-CON,如图11-a所示。
若纹波电流Ir=1000mA,若忽略电容的容抗,如图11-b所
示。
则流过OS-CON的纹波电流Ir1为:
按图中的ESR值代入,Ir1=727mA
由此可见OS-CON的容量仅为铝电解电容的十分之一,但它通过73%左右的纹波电流
并且,由于两个电容的ESR也是关联的,其总的ESR更小。
OS-CON系列
OS-CON电容从1μF到2000μF;
额定电压从6.3V~25V;
ESR(100~300kHz)从600m
到Ω十几mΩ;
工作温度范围-55~+105℃;
tanδ从0.03~0.1;
漏电流从0.5μA到几百
A(与电容量大小及工作电压大小有关;
电容量越大,工作电压越高,则漏电流越大
)。
在结构上有双引线型及贴装型,如图12所示。
各系列具体参数不一一列举。
使用中注意事项
1.注意极性
在使用时勿错置极性,错置会造成漏电流增加及影响寿命。
2.禁止过电压使用
即使是瞬间超过额定电压,也会引起短路。
纹波电压较大时,要考虑纹波电压影响
3.不适合用作耦合电容使用
4.限制快速充放电
快速充放电引起的强冲击电流(超过10A)会造成短路及增加漏电流。
可在电路中串
一电阻,使电流不大于10A即可。
5.在额定电压为16V以上的电容,工作电压可采用额定电压的80%以下;
2~10V的电
容可100%额定电压使用。
另外,25V的电容在85℃以上使用时,要降低使用电压,10
5℃时工作电压为额定电压的80%;
95℃时工作电压为额定电压的90%。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- ESR 铝电解电容器 及其 应用