利用鉭電容和氧化鈮電容提高汽車(chē)系統性能

　　在更舒適、更安全和更多功能等用戶(hù)需求的推動(dòng)下，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)快速發(fā)展的市場(chǎng)領(lǐng)域。各種各樣的電子系統被裝備到現代汽車(chē)中，其中有許多系統直接影響到汽車(chē)的可靠性和乘客的安全性。反之，這也意味著(zhù)關(guān)鍵電子系統中使用的電子元件必須非?？煽?。電容被廣泛應用于許多汽車(chē)電子系統，其質(zhì)量、穩定性和可靠性必須經(jīng)過(guò)汽車(chē)制造商的嚴格把關(guān)。

如果將鉭電容和氧化鈮電容與其它電容技術(shù)相比，我們可以發(fā)現許多顯著(zhù)優(yōu)勢

　　與鋁電解電容相比

　　與鋁電解電容不同的是，鉭電容和氧化鈮電容不存在干涸效應，因此具有更穩定的電氣參數(電容、ESR、漏電流等)，這意味著(zhù)它們的性能和功能可以在長(cháng)時(shí)間內保持一致和可靠。

　　與多層陶瓷芯片電容相比

　　鉭電容和氧化鈮電容不存在任何壓電效應，壓電效應會(huì )在多層陶瓷電容(MLCC)中產(chǎn)生討厭的額外噪聲。鉭和氧化鈮器件的另一個(gè)優(yōu)勢是在一定溫度和直流偏置范圍內具有更好的參數穩定性。寬頻耦合要求高端電容在一定溫度和直流電壓范圍內保持穩定。由于沒(méi)有壓電效應，電容值隨溫度變化較小，且與電壓無(wú)關(guān)，鉭或氧化鈮電容比MLCC更適合用于耦合電路。

　　此外，AVX公司的鉭電容和氧化鈮(OxiCap)電容是根據汽車(chē)質(zhì)量標準TS16949生產(chǎn)的，各系列電容完全滿(mǎn)足AEC-Q200技術(shù)要求，是汽車(chē)應用的理想之選。

AVX鉭電容和氧化鈮電容應用指南

　　為了在設計中能正確使用鉭電容和氧化鈮電容，我們必須充分考慮目標電路和設備的所有重要的電氣和物理條件。輸入參數通常需要提供電容值，這個(gè)值可以根據電源線(xiàn)濾波比、最大壓降等計算出來(lái)。正確選擇電容需要考慮的另一個(gè)重要參數是直流工作電壓。推薦電壓降額使用這個(gè)一般規則很重要，對所有鉭電容來(lái)說(shuō)降低幅度為50%，氧化鈮電容是20%，這意味著(zhù)鉭電容的工作電壓最高為額定電壓Vr的一半，氧化鈮電容的工作電壓為其額定電壓的80%。遵守這個(gè)規則很重要，因為這樣做可以保護器件免受意外電流浪涌和過(guò)壓的傷害，而這種情況在汽車(chē)電路中很可能發(fā)生。然而，用于主輸出電路的鉭電容降額電壓與汽車(chē)電池線(xiàn)有很好的隔離，在過(guò)壓時(shí)具有保護作用，并具有緩慢加電模式(軟啟動(dòng)電路)，比如低功率DC/DC轉換器的輸出。在這種情況下，允許使用低至20%的降額幅度。工作溫度范圍告訴我們選擇電容時(shí)主要考慮最大溫度值，但也要認識到，當高溫超過(guò)85℃時(shí)我們必須使用額外的電壓溫度降額值。在實(shí)際溫度下電容允許的最大直流電壓被稱(chēng)為類(lèi)別電壓(額定電壓只是在室溫25℃情況時(shí)的其中一種類(lèi)別電壓值)。

　　如果正常工作溫度超過(guò)85℃，那么工作降額與溫度降額應結合起來(lái)考慮。例如，在可能出現浪涌和電壓尖峰的電路中最高工作溫度達125℃的鉭電容：工作降額為50%，即電壓最高為額定電壓Vr的50%，125℃時(shí)(最壞情況下)的溫度降額為33%，即電壓最大值是Vr的66%。兩者結合后為0.5×0.66=0.33，這意味著(zhù)鉭電容可以在最大為額定電壓Vr的33%的電壓下使用(針對最差工作條件)。

圖1：胎壓監控系統模塊圖。

　　要想避免電容出現上電或啟動(dòng)電流過(guò)載，了解經(jīng)過(guò)電容的最大工作浪涌電流(單峰)很重要。這個(gè)電流可以根據電源內部電壓以及與待測電容串連的所有器件的內部電阻(包括有效串聯(lián)電阻ESR)計算出來(lái)。工作最大浪涌電流應小于電容的最大允許浪涌電流Ipmax=(1.1×Vr)/(0.45+ESR)。在工作電流太高的情況下可以采取更大的降額幅度，因此選擇的額定電壓越高，電容的最大浪涌電流Ipmax也越大(見(jiàn)上圖)。