引用

的

 

 

                                             ----钽电容器，陶瓷电容器和氧化铌电容器性能比较

                                                                      祁怀荣

 

高纹波电路的电信号特点

 

?1.在开关的瞬间会产生猛烈的浪涌电压和浪涌电流冲击。其峰值一般会超过稳态电压和电流的两倍以上。

?2.存在较高的交流纹波电流和电压。其峰值高低取决于前级稳压电源的性能。

?3.存在较高的直流电压和较大的直流电流规律性波动。

?4.电路中无限流电阻保护。全部是低阻抗电路。

?5.有可能工作频率非常高。

 

 

钽电容器的优点

 

?1.体积容量比{zd0}。

?2.温度特性{zh0}；在-55-+125度内容量变化率{zd1}；-5-+10%。

?3.漏电流小；K≤0.001CV甚至更小,储能充放电能量体积比效率{zg}.

 

钽电容器缺点

 

?1.抗浪涌能力差,非常容易过压失效.使用在低阻抗电路时必须大幅度降额使用.

?2.只有非常有限的耐纹波能力,交流纹波稍高时会发热失效.

?3.漏电流偏大时会导致耐压大幅度下降.

?4.失效模式非常危险;一旦击穿,产品会燃烧甚至爆炸.会引起连续击穿.

?5.不能使用在工作频率过高的电路.

 

陶瓷电容器[MLCC]的优点

 

?1.由于使用多层介质叠加的结构,高频时电感非常低,具有非常低的等效串联电阻,因此可以使用在高频和甚高频电路滤波无对手.

?2.无极性,可以使用在存在非常高的纹波电路或交流电路.

?3.使用在低阻抗电路不需要大幅度降额.

?4.击穿时不燃烧爆炸,安全性高.

 

陶瓷电容器的缺点

 

?1.体积容量比{zd1},因此容量都较小.{zd0}100UF[6V].

?2.温度特性差;在温度较低和较高时容量变化达到30%-50%,不能使用在存在温度剧烈变化的精密滤波电路.

?3.容量稍高的产品体积大,价格高.

 

氧化铌电容器的优点

 

?1.体积容量比与钽电容器一样.具有{zg}的体积容量比.

?2.温度特性好,在-55-+125度范围内容量变化率与钽电容器一样.

?3.抗浪涌能力强,能够承受非常大的浪涌电压和电流冲击不失效.

?4.耐纹波能力强,在存在较高纹波电流和电压的电路里不会发热失效.

 

?5.在击穿时不燃烧爆炸,不会产生二次效应,具有出色的安全性.

?6.一旦出现意外击穿仍然会保持容量特性,同时呈现出电阻特性,阻抗可以达到20-40K欧姆,可保护电路不会出现连续击穿和突然失灵.

?7.具有比钽电容器高一倍的耐反向电压能力.

?8.铌在地壳中的蕴藏量是钽的十倍,价格低

 

氧化铌电容器的缺点

 

?1.{zg}额定电压只能达到10V,不能生产中高压产品.限制了此类产品在使用电压更高的电路的应用机会.

 

存在高浪涌和高纹波的电路需要什么样的电容器?

 

?1.体积容量比大;在安装面积和空间受限的条件下,如果电路存在较大的能量输入和输出,必须使用大容量小体积的电容器.

?2.在额定电压受限的条件下,电容器必须能够承受高浪涌电压和大浪涌电流的冲击而不失效.

?3.电容器必须能够承受比钽电容器高的交流纹波电压和电流不发热失效.

 

?4.在低阻抗电路使用时几乎不需要降额.在必须承受接近于额定电压的稳态工作电压时,即使是低阻抗的开关电源电路也不失效.

?5.在宽的温度范围内电容器容量变化不能超过±10%.

?7.如果出现意外击穿,产品不能燃烧或爆炸,不能引发连续击穿.

?8.在中高频内的滤波性能可以满足使用要求.

 

?9.能够承受偶然不超过额定值的反向电压性能不出现变化.

?10.产品制造成本不能超过钽电容器,具有进一步降低价格的巨大空间.

 

钽和氧化铌及陶瓷电容器的性能比较

 

 

名词注解

 

?1.U1/U2;在低阻抗开关电源电路电容器可以安全使用的电压和额定电压之比.

?2.温度特性;指电容器在-55-+125度区间容量变化百分比.

?3.额定电压:在使用温度低于85度,串联电阻≥3欧姆/伏特时可以使用的{zg}直流电压。

?4.浪涌电压：电容器在室温时可以承受的按一定比例升高和泄放的直流电压，有时候指开关电源电路开断时瞬间产生的冲击电压。

 

?5.纹波电流：直流电路中残存的交流电流。

?6.纹波电压：直流电路中存在的交流电压。

?7.浪涌电流：在低阻抗电路的开关瞬间产生的冲击直流电流。

?8.浪涌电压：在低阻抗电路的开关瞬间产生的冲击直流电压。

 

结论

 

?1.氧化铌电容器使用在低阻抗的开关电源电路只需要降额20%就xx可以满足抗浪涌要求.而钽电容器使用在此类电路必须降额70%,因此10V的氧化铌电容器可以代替20-25V的钽电容器安全使用在此类高危电路.

?2.氧化铌电容器即具有钽电容器的高体积容量比,又具有与钽电容器相同的温度特性.可满足较宽温度范围的低容量变化需要.

?3.由于氧化铌电容器的基材使用的是与陶瓷电容器类似的富氧化合物,因此,其具有类似于陶瓷电容器的不易燃烧特点.

 

?4.氧化铌电容器具有非凡的耐纹波电流和纹波电压性能而不失效.可满足高纹波电路的滤波特性要求.

?5.在意外击穿时呈现的高阻抗特征与可避免二次击穿.

?6.氧化铌电容器具有比钽高的可靠性.

?7.在中低压开关电源电路滤波,氧化铌产品具有{zg}的可靠性和安全性.是开关电源电路最合适的滤波和储能元件.