POSCAP電容器及其應用

POSCAP電容器是三洋公司繼OS-CON電容器后開發(fā)的新產(chǎn)品，是一種貼片式鉭高分子有機半導體固態(tài)電解電容器，以下簡稱POSCAP鉭電容器。該系列電容器主要特點：剖面高度低；高頻時阻抗及等效串聯(lián)電阻(ESR)低，容許的紋波電流大；壽命長，在105℃時可達2000小時；有極好的噪聲吸收能力；良好的溫度特性，低溫可達-55℃；可耐20A的沖擊電流；允許采用240℃、10s的再流焊；在安全性方面比普通鉭電解電容器有更優(yōu)越的性能。

　　由于以上特點，POSCAP電容器特別適用于電源電路中的濾波電容器，如個人計算機、便攜式計算機及基站、錄像機、數(shù)碼相機、導航系統(tǒng)(GPS)、PDA、移動電話及DVD等中的DC/DC變換器。
　　本文將介紹其結(jié)構(gòu)、性能、應用實例及使用注意事項。
表1 POSCAP電容器的頻率特性

POSCAP鉭電容的性能與規(guī)格
　　POSCAP鉭電容器分TPA、TPB及TPC三個系列，其額定電壓、容量、大小不同，性能如表1所示。
　　POSCAP鉭電容器的頻率特性非常好，特別是在100～5000kHz范圍內(nèi)，其ESR及阻抗都相當?shù)?小于0.1Ω)。例如16TPB47的頻率特性曲線如圖1所示。這對于目前工作頻率在1～3MHz的DC/DC變換器來說是極為有利的，可減小損耗，并且能很好地減小紋波電壓。
　　與一般的鉭電解電容器相比較，如圖2所示。圖2是POSCAP電容與標準鉭電解電容在ESR及阻抗方面的比較，而圖3是POSCAP電容與標準鉭電解電容容量的頻率特性，從圖3可看出,一般鉭電容器只適用于1kHz頻率以下，在10～100kHz時，電容量降低很多，而POSCAP鉭電容在10～100kHz范圍內(nèi)變化較小。
　　POSCAP鉭電容器的溫度特性非常好。例如10TPA100M在100kHz時，在溫度從-55℃到105℃變化范圍內(nèi)，其ESR值及阻抗值基本不變。

應用實例
　　POSCAP鉭電容器主要應用于高效率工作的DC/DC變換器電路，用作輸出濾波電容器COUT。圖4是一種低電壓、高效率降壓式DC/DC變換器。采用6TPC100M作COUT時，紋波電壓為18.1mVp-p；若采用一般低ESR鉭電解電容100μF/6.3V，則紋波電壓為7.5mVp-p。
　　下面介紹NS公司在DC/DC變換器的評估扳上采用POSCAP鉭電容器的實例。NS公司的LM3352評估扳電路如圖5所示，其輸入、輸出電容都采用了10TPA33M。這是一種升/降壓式電荷泵DC/DC變換器。輸出電壓3.3V、3.0V及2.5V，輸出電流200mA，工作頻率1MHz。

應用注意事項
　　1．POSCAP鉭電容器是有極性的電解電容器(有“+”符號端為正極)，使用時不可反極性。反極性使用時會增加漏電或可能引起短路。
　　2．不能應用的電路如下：高阻抗電壓保持電路；耦合電路；時間常數(shù)電路；漏電流有影響的電路；用串聯(lián)方式增加耐壓的電路。
　　3. 不能超過額定電壓使用，否則有可能引起短路。
　　4．要限制急速地充電或放電。建議在充、放電電路中加一個限流電阻，使沖擊電流小于20A。
　　5．在設計時，電容的容量、耐壓、阻抗等要留一定的裕度，使更為安全、可靠。
　　6．要確認使用的溫度范圍在電容器的工作溫度范圍內(nèi)。電源電流不超過容許的紋波電流，當超過容許的紋波電流時，電容器內(nèi)部會增加熱量，降低使用壽命。
　　7．建議電容器施加的電壓為額定電壓的90%，若額定電壓大于10V時，取額定電壓的80%為好；若直流電壓加上交變電壓，則其峰值電壓不能超過額定電壓；若總的直流電壓加上負峰值交變電壓，不允許出現(xiàn)負壓。