利用鉭電容和氧化鈮電容提高汽車系統(tǒng)性能

電容的最大紋波電流是流過電容的最大交流電流值，它有兩個主要的參數(shù)：有效值(rms, ACIrms, Ir)和頻率f。紋波電流受限于電容ESR上的電流產(chǎn)生的最大功耗Pd。電容體積越大，允許的功耗也越大，每種體積的功耗是常數(shù)。ESR越小，功耗就越小，允許的紋波電容也就越大。參見一般公式Pd=ESR×Ir×Ir。對有較高要求的紋波電流來說，低ESR、大體積、可能多陽極的結(jié)構(gòu)是最佳選擇。

　　以上應(yīng)用規(guī)則的結(jié)合可以幫助設(shè)計師選定具有特定體積的合適電容，或?qū)Ⅲw積放在標準的第一要素，然后在設(shè)計過程中根據(jù)其它優(yōu)先級列表進行適當調(diào)整。有可能出現(xiàn)只有一個電容不能滿足應(yīng)用需求、因此需要同時使用多個器件的情況，此時基本上只推薦相同的電容進行整合。并行連接可以增加電容值(乘法)和降低ESR(除法)，而串行連接可以增加總的允許直流電壓值(額定電壓相乘)，但會降低電容容量(除法)和增加ESR(乘法)。對于串行連接而言，推薦用分壓器并行連接電容，此時電阻值應(yīng)根據(jù)10倍的電容直流漏電流(類別值)進行計算。

汽車應(yīng)用中的鉭電容

　　標準可靠性電容，比如AVX的TAJ/TPS(1%/1000小時)，非常適合一般汽車系統(tǒng)使用。TAJ器件提供標準的ESR性能：需要更低ESR值的設(shè)計師應(yīng)選用TPS器件。這些電容容量最高可達2200μF，最高額定電壓為50V，工作溫度范圍為-55℃至125℃。低ESR的TPS系列電容非常適合要求能量脈沖的應(yīng)用使用，以便電容支持負載處的電源。圖A顯示了用于設(shè)置座位位置的步進電機的橋接電路。電容放在電機旁邊，有助于向電機提供電流脈沖。

圖2：汽車汽油發(fā)動機單元。

　　開關(guān)模式電源(SMPS)電路在主輸出電容位置也要求使用低ESR電容。汽車中使用的幾乎所有電子部件都適應(yīng)電源輸入端的DC/DC電源，而且大部分是SMPS，這要歸功于它們的高能效值。SMPS中使用的TPS或TPM(多陽極結(jié)構(gòu))電容有助于提高效率和降低(欠載時的)輸出紋波電壓，因為它們具有較低的ESR。

　　AVX公司開發(fā)的TRJ專業(yè)鉭電容系列產(chǎn)品適合在電氣和機械壓力下要求有較高性能表現(xiàn)的嚴酷環(huán)境下使用，經(jīng)過一系列技術(shù)改造進一步增強了電容結(jié)構(gòu)，使得這種電容在這些環(huán)境下具有更強的魯棒性能。

　　在標準可靠性的TAJ/TPS和TRJ產(chǎn)品之間存在幾點主要區(qū)別，正是這些不同之處增強了可靠性(0.5%/1000小時)：使用了經(jīng)試驗證明效果良好的鉭粉，能確保電氣性能的長期可靠性。在設(shè)計和制造過程中遵循保守的設(shè)計規(guī)則。采取了非常嚴格的質(zhì)量控制和額外測試措施。100%嚴格的浪涌電流篩選以及擴展電氣測試和加速燒入工藝的使用使得這些電容達到并驗證了高魯棒性。漏電流減少到標準鉭規(guī)格的75%，這在胎壓監(jiān)視系統(tǒng)等電池應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢。

　　TRJ系列電容的增強性能對汽車電子設(shè)備的高可靠性電路來說極具價值，這些電路包括ABS和ESP系統(tǒng)、氣囊控制系統(tǒng)或通信總線等(圖C)。今天的汽車使用越來越多的電子裝置以便解決空間受限問題，并消除互連電纜造成的重量。使用具有較少線纜并且在任何工作條件下都可靠的通信總線是一種顯而易見的方案。圖C給出了TRJ電容在總線驅(qū)動器中的使用情況，由于能夠很好地支持發(fā)送放大器，TRJ電容能加快數(shù)字響應(yīng)速度。

圖3：噴射與燃油效率控制單元。