貼士：行業(yè)人士詳解開關(guān)電源設(shè)計如何選擇電容

開關(guān)電源用于對這些電源進行控制，由于具有顯著優(yōu)點，開關(guān)電源已成為大部分電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)電源。電容可用來減少紋波并吸收開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的噪聲，它還可以用于后級穩(wěn)壓，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)能力。電源輸出中不應(yīng)出現(xiàn)任何紋波噪聲或殘留抖動。這些電路常采用鉭電容來降低紋波，但鉭電容有可能受到開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲影響而產(chǎn)生不安全的瞬變現(xiàn)象。

為保證可靠工作，必須降低鉭電容的額定電壓。例如，額定值為10uF/35V的D型鉭電容，工作電壓應(yīng)降低到17V，如果用在電源輸入端過濾紋波，額定35V鉭電容可在高達17V的電壓導(dǎo)軌上可靠地工作。

高壓電源總線系統(tǒng)一般很難達到額定電壓降低50%的指標(biāo)。這種情況限制了鉭電容用于電壓導(dǎo)軌大于28V的應(yīng)用。目前，由于鉭電容需要被降額使用，高壓濾波應(yīng)用唯一可行的辦法是采用體積較大且?guī)б€的電解電容，而不是鉭電容。

新型鉭電容

為解決降低額定電壓的問題，Vishay研發(fā)部門開發(fā)出了具有更高額定電壓等級的新系列SMD固體鉭電容器，額定電壓高達75WVDC.50V額定電壓電容在28V以及更高電壓導(dǎo)軌中的應(yīng)用引起了設(shè)計人員的擔(dān)心，而采用Vishay新型的63V和75V鉭電容，可達到額定電壓降低50%的行業(yè)認可安全指標(biāo)。電介質(zhì)成形更薄、更一致，使SMD固體鉭電容的額定電壓能夠達到75V，從而實現(xiàn)了提高額定電壓的技術(shù)突破。成形工藝中對多道工序進行了改進：降低了成形加工過程中產(chǎn)生的機械應(yīng)力集中，降低了電容成形過程中電解液的局部過熱，提高了電介質(zhì)成形過程中電解液濃度和純度的一致性。新型電容T97系列的額定電壓達75V，83系列達63V。

無線感應(yīng)耦合充電

大量的感應(yīng)充電器采用返馳式轉(zhuǎn)換器。感應(yīng)充電為醫(yī)療設(shè)備電池提供充電電能，同時，感應(yīng)充電器也被用于大量的便攜式設(shè)備(如牙刷)中。

縮小充電電池尺寸有助于減小采用無線感應(yīng)充電電路的植入式醫(yī)療設(shè)備的體積。無線感應(yīng)充電器可為設(shè)備上安裝的微小薄膜(如 CymbetEnerChip)充電式儲能器件安全地充電。感應(yīng)充電器采用了并聯(lián)LC(電感、電容)諧振儲能電路的工作原理。

Vishay595D系列1000uF鉭電容被用作Cymbet接收電路板的C5電容，為無線電發(fā)射等負載提供脈沖電流。此款感應(yīng)充電器的輸入與輸出之間具有良好的隔離，這是醫(yī)用設(shè)備的重要要求。

在一些電壓較高的感應(yīng)充電器應(yīng)用中，需要采用高壓穩(wěn)定的電容作為諧振電容。由于感應(yīng)充電器的初級線圈需要采用交流電壓驅(qū)動，因此必須對電容進行相應(yīng)的調(diào)整。感應(yīng)充電器需要具備高擊穿電壓(VBD)性能，同時，某些應(yīng)用中還需要防護高壓電弧放電。為避免電弧放電，電路板一般敷有保護涂層，或者通過合理安排元器件布局達到高壓側(cè)與電路板其他部分隔離的效果等。但這種方法往往需要很大的電路板空間，因為高壓電路通常采用體積較大的引線型通孔插裝電容。高壓電弧防護電容解決方案

為解決這一問題，Vishay推出了一系列的HVArc(高壓電弧)防護MLCC(多層貼片陶瓷電容)，可防止電弧放電，同時節(jié)省空間。這些新器件在較高的電壓定額內(nèi)具有最大容量，并且提高了電壓擊穿的耐受能力。高壓電弧放電會造成斷路，并有可能損壞其他元器件。標(biāo)準(zhǔn)的高壓SMD電容最終將會失效短路，這取決于電弧放電的次數(shù)和存在問題的部分。VishayHVArc防護電容可以吸收所有的能量，因此，此電容能夠在高壓下進行正常工作，至少在達到高壓擊穿極限之前，不會產(chǎn)生破壞性電弧放電。

HVArc防護電容的VBD分布由器件采用的獨特設(shè)計來控制，VBD可達3kV或以上。本產(chǎn)品采用了NPO和X7R電介質(zhì)。

用于MRI的新型無磁電容

磁共振成像(MRI)設(shè)備內(nèi)部或周邊電路中所使用的電容及其他電子元器件需要屏蔽或封裝在MRI室外。電容的電介質(zhì)、電極材料或端接材料中可能含有鐵質(zhì)或磁性材料。為提高圖像分辨率，MRI系統(tǒng)的磁場水平不斷提高，而MRI室內(nèi)使用的電容會造成磁場畸變。因此，需要減少或完全消除大部分電容中的磁性材料。

最新推出的系列MLCC在電極和端接結(jié)構(gòu)中采用非鐵材料，來滿足消除磁化的要求。無磁結(jié)構(gòu)可以采用X7R和NPO電介質(zhì)。外形尺寸為0402至1812，符合EIA規(guī)格。Vishay還在最終測試時采用了專用電容分選設(shè)備，以確保所有無磁電容均能符合技術(shù)要求。