钽电容能耐受的最大浪涌电流
如果在钽电容器上有纹波电流,就会在电容器内部产生功率损耗,它会影响到钽电容器的可靠性,当电路上的纹波电流超过钽电容器允许的最大浪涌电流时,就会造成钽电容器的失效(短路、烧毁、爆炸)。明确的计算出毎个钽电容规格允许的纹波电流值,对前期产品设计的时候具有重要的参考意义,非常遗憾的是AVX和KEMET等品牌钽电容的规格书中并没有标准这一项重要参数,为此我们认为有必要跟大家探讨下这个问题。
功率损耗
电容器内实际的功率损耗可以利用下面的公式计算出来:
P=I2 ×ESR……公式1
其中:
P: 功率损耗(瓦特)
I: 波纹电流(安培)
ESR: 等效串联电阻(Ω)
表1 额定损耗
Case Code 壳号 | 最大功率损耗 瓦特100KHz, 25℃ |
P | 0.025 |
A | 0.075 |
B | 0.085 |
C | 0.110 |
D | 0.150 |
2. 波纹电流
利用表1中的最大P,可以通过下面的公式来确定最大的波纹电流(A)
I=√P/ESR ×K×F………………….公式2
其中:
K: 温度降额因素 表2
F: 频率降额因素 表3
ESR: 参考额定值
表2:温度降额因素
温度 | 温度降额因素K |
25℃ | 1 |
85℃ | 0.9 |
125℃ | 0.4 |
表3:频率降额因素
类型 | 10KHz | 100 KHz | 500 KHz | 1MHz |
MnO2 | 0.80 | 1.00 | 1.15 | 1.20 |
聚合物 | 0.75 | 1.00 | 1.10 | 1.30 |
常用规格纹波电流值计算举例
规格 | 尺寸 | 最大功率损耗(W)100KHz 25℃ | ESR Max.(Ω) @ 100kHz | 纹波电流Irms (A) @100kHz |
1UF 10V P | P | 0.025 | 25.00 | 0.032 |
10UF 10V A | A | 0.07 | 4.00 | 0.132 |
10UF 16V A | A | 0.07 | 3.00 | 0.153 |
47UF 6.3V A | A | 0.07 | 1.60 | 0.209 |
47UF 6.3V B | B | 0.08 | 2.00 | 0.200 |
100UF 6.3V B | B | 0.08 | 1.70 | 0.217 |
100UF 6.3V B | C | 0.11 | 0.90 | 0.350 |
100UF 10V C | C | 0.11 | 1.40 | 0.280 |
100UF 10V D | D | 0.15 | 0.90 | 0.408 |
100UF 16V D | D | 0.15 | 0.90 | 0.408 |