利用鉭電容和氧化鈮電容提高汽車(chē)系統(tǒng)性能

電容的最大紋波電流是流過(guò)電容的最大交流電流值，它有兩個(gè)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(jiàn)一般公式Pd=ESR×Ir×Ir。對(duì)有較高要求的紋波電流來(lái)說(shuō)，低ESR、大體積、可能多陽(yáng)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(jì)師選定具有特定體積的合適電容，或?qū)Ⅲw積放在標(biāo)準(zhǔn)的第一要素，然后在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)其它優(yōu)先級(jí)列表進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。有可能出現(xiàn)只有一個(gè)電容不能滿(mǎn)足應(yīng)用需求、因此需要同時(shí)使用多個(gè)器件的情況，此時(shí)基本上只推薦相同的電容進(jìn)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(huì)降低電容容量(除法)和增加ESR(乘法)。對(duì)于串行連接而言，推薦用分壓器并行連接電容，此時(shí)電阻值應(yīng)根據(jù)10倍的電容直流漏電流(類(lèi)別值)進(jìn)行計(jì)算。

汽車(chē)應(yīng)用中的鉭電容

　　標(biāo)準(zhǔn)可靠性電容，比如AVX的TAJ/TPS(1%/1000小時(shí))，非常適合一般汽車(chē)系統(tǒng)使用。TAJ器件提供標(biāo)準(zhǔn)的ESR性能：需要更低ESR值的設(shè)計(jì)師應(yīng)選用TPS器件。這些電容容量最高可達(dá)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(fù)載處的電源。圖A顯示了用于設(shè)置座位位置的步進(jìn)電機(jī)的橋接電路。電容放在電機(jī)旁邊，有助于向電機(jī)提供電流脈沖。

圖2：汽車(chē)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)單元。

　　開(kāi)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(chē)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?dú)w功于它們的高能效值。SMPS中使用的TPS或TPM(多陽(yáng)極結(jié)構(gòu))電容有助于提高效率和降低(欠載時(shí)的)輸出紋波電壓，因?yàn)樗鼈兙哂休^低的ESR。

　　AVX公司開(kāi)發(fā)的TRJ專(zhuān)業(yè)鉭電容系列產(chǎn)品適合在電氣和機(jī)械壓力下要求有較高性能表現(xiàn)的嚴(yán)酷環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)改造進(jìn)一步增強(qiáng)了電容結(jié)構(gòu)，使得這種電容在這些環(huán)境下具有更強(qiáng)的魯棒性能。

　　在標(biāo)準(zhǔn)可靠性的TAJ/TPS和TRJ產(chǎn)品之間存在幾點(diǎn)主要區(qū)別，正是這些不同之處增強(qiáng)了可靠性(0.5%/1000小時(shí))：使用了經(jīng)試驗(yàn)證明效果良好的鉭粉，能確保電氣性能的長(zhǎng)期可靠性。在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中遵循保守的設(shè)計(jì)規(guī)則。采取了非常嚴(yán)格的質(zhì)量控制和額外測(cè)試措施。100%嚴(yán)格的浪涌電流篩選以及擴(kuò)展電氣測(cè)試和加速燒入工藝的使用使得這些電容達(dá)到并驗(yàn)證了高魯棒性。漏電流減少到標(biāo)準(zhǔn)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(shì)。

　　TRJ系列電容的增強(qiáng)性能對(duì)汽車(chē)電子設(shè)備的高可靠性電路來(lái)說(shuō)極具價(jià)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(xiàn)等(圖C)。今天的汽車(chē)使用越來(lái)越多的電子裝置以便解決空間受限問(wèn)題，并消除互連電纜造成的重量。使用具有較少線(xiàn)纜并且在任何工作條件下都可靠的通信總線(xiàn)是一種顯而易見(jiàn)的方案。圖C給出了TRJ電容在總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)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。