钽电容器的改进

传统钽电容器的ESR主要来源于正极材料MnO2。相反，聚等导电聚合物的电导率在100S/cm范围内，电导率的增加直接转化为ESR的显著下降。不同额定值下的ESR-频率曲线显示了钽电容器用聚合物阴极系统的优点，通过直接比较MnO2的ESR-频率曲线和A壳6.3V/47μF额定值条件下的聚合物设计，可以看出，在100kHz频率下，聚合物设计可使ESR降低一个数量级。引线框架材料是另一个可以通过切换到更高电导率的材料来改善ESR的领域。 传统钽电容器的ESR主要来源于正极材料MnO2。MnO2的电导率约为0.1s/cm。相反，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)等导电聚合物的电导率在100S/cm范围内，电导率的增加直接转化为ESR的显著下降。 不同额定值下的ESR-频率曲线显示了钽电容器用聚合物阴极系统的优点，通过直接比较MnO2的ESR-频率曲线和A壳6.3V/47μF额定值条件下的聚合物设计，可以看出，在100kHz频率下，聚合物设计可使ESR降低一个数量级。 8不同材料的电导率 引线框架材料是另一个可以通过切换到更高电导率的材料来改善ESR的领域。如图3中的电容横截面所示，引线框架提供了从内部电容器元件到封装外部的电气连接。 Fe-Ni合金(如Alloy42)一直是引线框架材料的传统选择。这些合金的优点包括：热膨胀系数(CTE)低，成本低，易于制造。铜引线框架材料加工工艺的改进，使其可用于钽电容设计。由于ESR的电导率是Alloy42的100倍，所以铜的使用对ESR有重要的影响。例如，使用A壳(EIA3216)和传统引线框架的Vishay100μF/6.3VT55聚合物钽电容器在100kHz和25°C下提供了70mΩ的大ESR，通过更换铜引线框架，大ESR可降至40mΩ。 钽电容紧凑型和提高钽电容设计体积效率(电容密度)的两个主要因素是钽粉的演变和包装的改进。

纹波电流对铝电解电容器的影响

实验发现，用于开关电源输出滤波的普通cdii4700μF、16V电解电容器纹波和峰值不低于cd03hf4700μF、16V高频电解电容器，普通电解电容器温升相对较高。当负载突变时，普通电解电容器的暂态响应要比高频电解电容器差得多。纹波电流对铝电解电容器的主要影响是在电渣重熔过程中产生电耗，使铝电解电容器发热，从而缩短其使用寿命。为了减小纹波电流，可以采用容量较大的铝电解电容器。对于平板电视，为了承受大电流，有必要进一步降低电容的ESR。 实验发现，用于开关电源输出滤波的普通cdii4700μF、16V电解电容器纹波和峰值不低于cd03hf4700μF、16V高频电解电容器，普通电解电容器温升相对较高。当负载突变时，普通电解电容器的暂态响应要比高频电解电容器差得多。 为了达到高效率，开关电源提高了工作频率的高频度，特别是在小型高输出开关电源中，输入滤波电容要求高纹波和低输出阻抗。为了使输出滤波电容器高频低阻抗，必须减小等效串联电阻。 纹波电流是影响电解电容器性能的重要参数之一。纹波电流对铝电解电容器的主要影响是在电渣重熔过程中产生电耗，使铝电解电容器发热，从而缩短其使用寿命。从特性曲线可以看出（图中所示为电渣重熔时纹波电流产生的损耗与纹波电流有效值的平方成正比。因此，随着纹波电流的增大，每小时寿命曲线近似于抛物线函数曲线。为了减小纹波电流，可以采用容量较大的铝电解电容器。毕竟，大容量铝电解电容器所能承受的纹波电流要大于小容量铝电解电容器；也可以并联多个小容量铝电解电容器，并可选择低纹波电流电路拓扑。一般来说，反激式变换器产生的开关电流相对大。 对于平板电视，为了承受大电流，有必要进一步降低电容的ESR。究其原因，是在数字设备中，随着功能的增加，电路的电流有增大的趋势。对于液晶电视MPEG编解码的图像处理电路，2006年芯片中电源电路的电流约为3a。据相关人士预测，在增加电路规模以满足全高清（FullHD）的要求后，芯片中的电流将增加到 左右，2008年左右将达到8A~9A。