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,這個值可以根據電源線濾波比、最大壓降等計算出來。正確選擇電容需要考慮的另一個重要參數是直流工作電壓。推薦電壓降額使用這個一般規則很重要,對所有鉭電容來說降低幅度為50%,氧化鈮電容是20%,這意味著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壓的傷害,而這種情況在汽車電路中很可能發生。然而,用于主輸出電路的鉭電容降額電壓與汽車電池線有很好的隔離,在過壓時具有保護作用,并具有緩慢加電模式(軟啟動電路),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主要考慮最大溫度值,但也要認識到,當高溫超過85℃時我們必須使用額外的電壓溫度降額值。在實際溫度下電容允許的最大直流電壓被稱為類別電壓(額定電壓只是在室溫25℃情況時的其中一種類別電壓值)。
如果正常工作溫度超過85℃,那么工作降額與溫度降額應結合起來考慮。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(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)。
電容的最大紋波電流是流過電容的最大交流電流值,它有兩個主要的參數: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。參見一般公式Pd=ESR×Ir×Ir。對有較高要求的紋波電流來說,低ESR、大體積、可能多陽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,然后在設計過程中根據其它優先級列表進行適當調整。有可能出現只有一個電容不能滿足應用需求、因此需要同時使用多個器件的情況,此時基本上只推薦相同的電容進行整合。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,此時電阻值應根據10倍的電容直流漏電流(類別值)進行計算。