低ESR铝电解电容器及其应用Word格式文档下载.docx

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经加热、熔解

、冷却固化后形成的多结晶组成的高导体。

它的成份是TCNQ复合盐半导体。

它主

要的特点是:

它是固体电解质,不会因电解液干涸而造成容量减少、tan　增加的问

题,另外,因为电解液是用离子传导,TCNQ复合盐是用电子传导,电子传导要比离子

传导快得多,所以导电性比电解液的电容约高100倍（即电阻值低）。

高导电性有利

于温度的稳定。

OS-CON的电气特性

OS-CON虽然是电解电容器但却有与薄膜电容器相同的高频特性,这是由于高导电性

电解质的ESR低,从而大幅度提高高频特性。

其谐振点在100kHz~10MHz之间,820μ　

F的OS-CON在100kHz时,其ESR约为10mΩ,在10MHz时其ESR约为20mΩ。

OS-CON的温度特性（随温度变化而引起ESR变化）极好,并且随温度变化而引起的电

容量变化也较小。

OS-CON的ESR温度特性如图2所示,OS-CON的电容量的温度特性如

图3所示。

由图可以明显看出:

一般铝电解电容器在低温时ESR值更大,电容量变得

更小,不适于低温使用,而OS-CON较适合用于要求低温特性好的场合,如室外使用的

电子设备或车载电子设备等。

滤波电容的主要指标之一是允许纹波电流的大小,ESR大的电容引起发热大则允许

纹波电流小,三种不同电容器[铝低阻抗电解电容器、钽低阻抗电解电容器、OS-C

ON（SA系列）]的比较如图4所示。

可以看出OS-CON允许纹波电流最大,即同样的纹波

电流时,可以用容量更小的OS-CON来代替。

OS-CON有极好的消除纹波电压（或干扰）的能力。

例如,三洋公司做的实验:

在5V直

流电压上叠加一个正弦波交流1Vp-p（频率100kHz~20MHz）的纹波电压,用四种不同

的电容器来滤波消除纹波电压,另用一种22μH及47μF铝电解电容并联0.022μF陶

瓷电容组成LC滤波器,其滤波后剩余的纹波电压如图5所示。

由图5可看出:

一般铝电解电容从10μF提高到100μF,除干扰的能力也仅仅提高1.

3倍。

钽电容的滤波效果比铝电解电容好,在1MHz时剩余纹波电压为铝电解电容（1

0μF）的1/2,但在10MHz以上也不理想。

LC滤波器在1MHz以下有较好效果,但在10M

Hz以上时也并不理想,而10μF的OS-CON在100kHz　20MHz频率变化时,剩余纹波电

压最小,在1MHz时约为1mV。

若要达到10μF的OS-CON同样的效果,铝电解电容要470~1000μF以上;

钽电解电容

要47μF以上。

即使在-20℃,OS-CON的性能也稳定,毫无下降,而铝电解电容的性能在0℃附近开始

变坏,如图6所示。

LC滤波器的性能也因电容性能变坏而降低其滤波效果。

这一特性在开关电源中采用OS-CON来作LC滤波器时效果极好。

在开关电源工作频

率为200kHz及500kHz时,三种不同输出电容的结果如表1、表2所示。

由表1~2可以看出,在200kHz及500kHz时OS-CON电容在剩余纹波电压基本相同的条

件下,它的电容量最小,并且尺寸也最小。

OS-CON在开关电源上的应用

图7为正激式开关电源的部分电路图。

Q1为开关管,T1为高频变压器,D1、D2为整流

二极管,整流后经L2、C2滤波输出直流电压Vo。

该电源输出电压Vo=5V,输出最大电流Io=2A,要求纹波电压50mVp-p。

该开关电源工

作频率100kHz,工作温度-20~+85℃。

通过电感L2的电流波形如图8所示。

一般情况下,△IL约是输出电流Io的20~30%,

若按20%计算,纹波电流△IL为

△IL=Io×

20%=2×

0.2=0.4A

输出纹波电压△Vr与纹波电流及滤波电容C2的ESR有关,△Vr为

△Vr=△IL×

ESR

根据要求的输出的纹波电压50mVp-p及△IL=0.4A,可以计算出要求的ESR为125mΩ　

。

另外,通过电容C2的纹波电流Icrms为

按此公式可计算出Icrms=115.6mA

可根据要求的ESR值及要求通过的纹波电流来选择OS-CON。

可查资料选用SA系列的

33μF10V电容。

其规格是,100kHz时ESR=80mΩ以下,最大允许纹波电流（100kHz,8

5℃）为1120mA。

若采用高频用铝电解电容,一般需要1500~2000μF/10V。

OS-CON在电压变换电路中的应用

电荷泵电压变换电路中要用两个电容器,如图9所示。

其输出电阻Rout与输出纹波

电压VRIPPLE与C1、C2的ESR有关。

输出电阻ROUT与C1、C2的ESR关系为:

式中ESRC2为C2的ESR。

可根据要求VRIPPLE来选择C2。

采用OS-CON不仅输出电阻小

而且纹波电压也小,即电压变换器有较好的输出特性。

音响系统的音质受电源的影响很大,在音响的电源上并联一个OS-CON,对音质有一

定的改善,如图10所示。

图10-a为DAC的模拟电路电源及数字电路电源部分都并联

了OS-CON,它能改善微小信号的再现能力;

图10-b、图10-c为运放IC及功放IC并联

OS-CON的情况。

它能提高中音域的信息量,1　F开始见效（容量越大效果越明显）,

在中音域表现得尤为突出。

在OS-CON与铝电解电容器并联使用时,由于OS-CON的ESR低,因此流入的纹波电流较

大,在选择OS-CON时要特别注意。

例如,在1000μF的铝电解电容上并联一个100μ　

F的OS-CON,如图11-a所示。

若纹波电流Ir=1000mA,若忽略电容的容抗,如图11-b所

示。

则流过OS-CON的纹波电流Ir1为:

按图中的ESR值代入,Ir1=727mA

由此可见OS-CON的容量仅为铝电解电容的十分之一,但它通过73%左右的纹波电流

并且,由于两个电容的ESR也是关联的,其总的ESR更小。

OS-CON系列

OS-CON电容从1μF到2000μF;

额定电压从6.3V~25V;

ESR（100~300kHz）从600m　

到Ω十几mΩ;

工作温度范围-55~+105℃;

tanδ从0.03~0.1;

漏电流从0.5μA到几百

　A（与电容量大小及工作电压大小有关;

电容量越大,工作电压越高,则漏电流越大

）。

在结构上有双引线型及贴装型,如图12所示。

各系列具体参数不一一列举。

使用中注意事项

1.注意极性

在使用时勿错置极性,错置会造成漏电流增加及影响寿命。

2.禁止过电压使用

即使是瞬间超过额定电压,也会引起短路。

纹波电压较大时,要考虑纹波电压影响

3.不适合用作耦合电容使用

4.限制快速充放电

快速充放电引起的强冲击电流（超过10A）会造成短路及增加漏电流。

可在电路中串

一电阻,使电流不大于10A即可。

5.在额定电压为16V以上的电容,工作电压可采用额定电压的80%以下;

2~10V的电

容可100%额定电压使用。

另外,25V的电容在85℃以上使用时,要降低使用电压,10

5℃时工作电压为额定电压的80%;

95℃时工作电压为额定电压的90%。