利用鉭電容和氧化鈮電容提高汽車(chē)系統性能

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：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。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)極的結構是最佳選擇。

　　以上應用規則的結合可以幫助設計師選定具有特定體積的合適電容，或將體積放在標準的第一要素，然后在設計過(guò)程中根據其它優(yōu)先級列表進(jìn)行適當調整。有可能出現只有一個(gè)電容不能滿(mǎn)足應用需求、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)電阻值應根據10倍的電容直流漏電流(類(lèi)別值)進(jìn)行計算。

汽車(chē)應用中的鉭電容

　　標準可靠性電容，比如AVX的TAJ/TPS(1%/1000小時(shí))，非常適合一般汽車(chē)系統使用。TAJ器件提供標準的ESR性能：需要更低ESR值的設計師應選用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用使用，以便電容支持負載處的電源。圖A顯示了用于設置座位位置的步進(jìn)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(chē)汽油發(fā)動(dòng)機單元。

　　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(yáng)極結構)電容有助于提高效率和降低(欠載時(shí)的)輸出紋波電壓，因為它們具有較低的ESR。

　　AVX公司開(kāi)發(fā)的TRJ專(zhuān)業(yè)鉭電容系列產(chǎn)品適合在電氣和機械壓力下要求有較高性能表現的嚴酷環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)一系列技術(shù)改造進(jìn)一步增強了電容結構，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(diǎn)主要區別，正是這些不同之處增強了可靠性(0.5%/1000小時(shí))：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(cháng)期可靠性。在設計和制造過(guò)程中遵循保守的設計規則。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格的75%，這在胎壓監視系統等電池應用中具有很大的優(yōu)勢。

　　TRJ系列電容的增強性能對汽車(chē)電子設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、氣囊控制系統或通信總線(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電容能加快數字響應速度。

圖3：噴射與燃油效率控制單元。