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。

铝电解电容的故障原因分析

当ESR较小时，当电流较大时，电容器输出电压下降很小。随着电流的增加，降低电渣重熔的要求可能是促进电容器更换过程的主要原因。与铝电解电容器的ESR接近1Ω相比，多层陶瓷电容器的ESR很小，小于10mΩ。铝电解电容器也在开发电渣相对较小的产品，其ESR约为一般产品的1/2～1/3。铝电解电容器作为输入滤波和平滑功能，其质量和可靠性直接影响开关电源的可靠性。铝电解电容器一旦发生故障，将导致开关电源的故障。 当ESR较小时，当电流较大时，电容器输出电压下降很小。随着电流的增加，降低电渣重熔的要求可能是促进电容器更换过程的主要原因。与铝电解电容器的ESR接近1Ω相比，多层陶瓷电容器的ESR很小，小于10mΩ。导电聚合物电容器的ESR一般为几十兆欧，小电容器的ESR小于10mΩ。铝电解电容器也在开发电渣相对较小的产品，其ESR约为一般产品的1/2～1/3。 开关电源是开关控制的直流稳压电源。它具有体积小、重量轻、效率高等特点，广泛应用于各种通信设备、家用电器、计算机和终端设备中。铝电解电容器作为输入滤波和平滑功能，其质量和可靠性直接影响开关电源的可靠性。铝电解电容器一旦发生故障，将导致开关电源的故障。 开关电源用铝电解电容器的失效形式有击穿故障、开路故障、漏液故障和电气参数超差故障。击穿失效可分为介质击穿和热击穿。对于大功率、大电流输出的电解电容器，热击穿故障往往占一定比例；开关电源用铝电解电容器开路故障的主要失效形式是电腐蚀，漏电是开关电源用铝电解电容器的常见故障形式，开关稳压电源用铝电解电容器常见的故障形式是电容器容量减小、泄漏电流增大和电容器芯部干燥损耗角正切值增大。 在电子电路中，电解电容是必不可少的，随着电子设备的小型化，要求越来越多的电解电容器具有更好的频率特性、更低的ESR、更低的阻抗、更低的ESL、更高的耐压性能和无铅化，这也是今后电解电容器的发展方向。采用铌、钛等新型介质材料，改进结构，可以实现电容器的小型化、大容量化。但是，通过开发新的电解液，优化工艺和结构，可以实现低ESR和低ESL，使产品向更高电压方向发展。在信息技术飞速发展的今天，电容器始终是关键部件之一。我们将继续应用新技术和新材料，开发满足信息时代需要的高性能电容器。