貼片高壓電容有哪些種類？
貼片高壓電容在汽車(chē)照明以及通訊電源等領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛，針對(duì)不同行業(yè)的需求，這一高壓電容的新型產(chǎn)品也衍生出了不同的“家族成員”。今天就讓我們分別了解一下貼片高壓電容的不同種類和性能特質(zhì)。
溫度補(bǔ)償型NPO介質(zhì)
溫度補(bǔ)償型是貼片高壓電容中的常見(jiàn)類型。NP0又名COG，它的電氣性能是在所有的貼片式高壓電容器中最穩(wěn)定的，基本上不會(huì)隨著溫度、電壓或時(shí)間的改變而發(fā)生變化，屬于超穩(wěn)定型。同時(shí)，這種類型的高壓電容器也具有低損耗的優(yōu)秀性能，因此那些對(duì)穩(wěn)定性、可靠性要求比較高的高頻、特高頻電路中，溫度補(bǔ)償性貼片高壓電容器是最佳選擇。
高介電常數(shù)型X7R介質(zhì)
高介電常數(shù)型的高壓電容器在制造過(guò)程中利用的是X7R，這是一種強(qiáng)電介質(zhì)，因而能制造出容量比溫度補(bǔ)償型NPO更大的電容器。通常情況下，高介電常數(shù)型的高壓貼片電容性能較穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)伴隨著溫度或電壓時(shí)間的改變而發(fā)生變化，但是其特有的性能變化并不明顯，也同樣屬于穩(wěn)定電容材料類型。
基于高介電常數(shù)型高壓電容器的特性，因此在工業(yè)領(lǐng)域，這種電容器通常會(huì)被使用在隔直、耦合、傍路、濾波電路以及中高頻電路中。
半導(dǎo)體型X5R介質(zhì)
半導(dǎo)體型的貼片高壓電容器采用的電介質(zhì)是X5R，這種材料具有比較高的介電常數(shù)。在工業(yè)領(lǐng)域中，該材料常用于生產(chǎn)比容較大、標(biāo)稱容量較高的大容量電容器產(chǎn)品，質(zhì)量穩(wěn)定，絕緣性能比較好，而且耐高壓。通常情況下，半導(dǎo)體型的貼片高壓電容器主要用在電子整機(jī)中的振蕩、耦合、濾波及傍路電路中。
然而，相比較X7R介質(zhì)來(lái)說(shuō)，X5R的容量穩(wěn)定要差一些，除此之外，半導(dǎo)體型貼片高壓電容器對(duì)容量、損耗對(duì)溫度、電壓等測(cè)試條件也比較敏感，在工作中容易被脈沖電壓擊穿。
結(jié)語(yǔ)
作為高壓電容中的一員，貼片高壓電容器的類型眾多，各自擁有不同的性能優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)適用領(lǐng)域的方面也各不相同。通過(guò)對(duì)上述三個(gè)類型的對(duì)比，工程師可以依據(jù)適用方向選擇最佳的產(chǎn)品型號(hào)，進(jìn)行判斷和比較。
如何設(shè)計(jì)一個(gè)電容開(kāi)關(guān)的LED電路？
這是一款用電雙層型超級(jí)電容（以下稱超級(jí)電容）供電的便攜式LED照明燈，只需充電一分鐘，可照明半小時(shí)。
一、工作原理
全電路由超級(jí)電容端電壓監(jiān)測(cè)電路、LED驅(qū)動(dòng)電路、充電控制電路構(gòu)成。而充電電源選用了成品12V/10A直流電源。照明用LED選用8支高亮LED、每4支串聯(lián)為一組，再兩組并聯(lián)，構(gòu)成0.5W的照明燈。
超級(jí)電容選用100F/2.5V共6支、每3支并聯(lián)為一組，再兩組串聯(lián)，構(gòu)成150F/5V的電容器。為了保護(hù)超級(jí)電容，限定其端電壓為4V。
1.電容量及充電時(shí)間的估算
當(dāng)超級(jí)電容端電壓從4V下降到1V時(shí)，其釋放的能量△U=150F（42V-12V）/2=1125J=0.3125Wh，對(duì)于0.5W的LED，照明時(shí)間為0.3125Wh×60÷0.5W=37.5分。
在充電時(shí)，超級(jí)電容的端電壓從1V充至4V，所需時(shí)間t由式It=CV計(jì)算，t=150F（4V-1V）/10A=45秒=0.75分。
與鎳氫電池相比，充相同的電量，超級(jí)電容要快10倍。超級(jí)電容組裝后實(shí)測(cè)容量為180F，故充電時(shí)間t=180（4—1）/10=54秒。
2.光源驅(qū)動(dòng)電路
驅(qū)動(dòng)電路見(jiàn)圖1。選用LED驅(qū)動(dòng)集成電路LT1392，其使用說(shuō)明書(shū)顯示輸入1V～10V，可驅(qū)動(dòng)IF=20mA的LED8支。但在試驗(yàn)中，當(dāng)輸入電壓降至2.3V時(shí)燈光開(kāi)始變暗;約1.2V時(shí)亮度急降;至0.9V時(shí)全滅。因此為保證照明效果，電容端電壓不能低于1.2V。電容可提供的能量△U=180×（42—1.22）/2=1310.4Ws=0.364Wh。由于驅(qū)動(dòng)電路自身耗電0.25W，故加上LED耗電共0.75W?？烧彰鲿r(shí)間為0.364Wh×60/0.75W=29分
3.電容端電壓監(jiān)測(cè)電路
監(jiān)測(cè)電路見(jiàn)圖2。在多個(gè)超級(jí)電容串聯(lián)的場(chǎng)合，由于各電容內(nèi)阻等參數(shù)不一致，會(huì)導(dǎo)致各電容不能同時(shí)充滿電，若繼續(xù)充電，先充滿電的電容就會(huì)超壓而造成損壞，故需給各串聯(lián)電容分別并聯(lián)電壓監(jiān)測(cè)電路，Tr1、Tr3安裝在熱阻為1.5℃/W的散熱器上。
充電控制電路
電路見(jiàn)圖3。充電控制電路采用CVCC方式。當(dāng)負(fù)荷電流大于限制值時(shí)工作在恒流方式，小于限制值時(shí)工作在恒壓方式。這樣在利用普通直流電源給超級(jí)電容充電時(shí)，把最高電壓設(shè)定為CV電壓（4V）、最大電流設(shè)定為CC電流（10A），就可以直接充電了。
在圖3中，U1為DC/DC變換集成電路，具有輸出電壓調(diào)節(jié)端Trim，以便構(gòu)成CVCC控制。
CC控制電路電流取樣電阻R4和差動(dòng)放大器IC2b檢出輸出電流，與VR1設(shè)定的電流限制值比較，再經(jīng)IC2a放大后至U1的Trim端，形成CC控制;R11和C10為CC控制電路的相位補(bǔ)償，以防止反饋環(huán)產(chǎn)生振蕩;2.5V基準(zhǔn)電壓由集成穩(wěn)壓器TL431產(chǎn)生。