高能复合钽电容器使用技术说明

CAK36型高能复合钽电容器性能特点和使用注意事项

CAK36型复合钽电容器是一种能量密度高，阻抗低，全密封的高性能新型全密封全钽电容器。由于其阴极采用固体和液体混合结构，因此，其温度特性与传统的液体钽电容器相比，变化率更低。在采用了创新型的多阳极并联结构后，电容器的自有阻抗大幅度降低，在进行高功率密度的充放电时，发热量更小，可靠性更高。另外，还可以用于存在一定交流分量的放电和滤波兼用的电路作为滤波和功率补偿使用。

为了在使用时具有高可靠性，请在使用时注意一下事项：

1.测试

1.1由于该电容器使极性元件，因此，在使用和测试时绝对不能把极性接反。如果偶然把极性接反的时间超过1秒，电压达到电容器额定值的1/4以上，电容器的可靠性将受到不可恢复的破坏，不能再继续使用。

1.2容量和损耗测试请使用

2.2V直流偏压，1V交流信号，100Hz下进行。

1.3等效串联电阻ESR的测试，请使用

2.2V直流偏压，1V交流信号，1000Hz下进行。

1.4漏电流测试：施加电压：额定电压；充电时间：5分钟。漏电流合格标准见厂家提供的规格书及相应规范。

1.5测试仪器及测试夹具必须使用专业仪器和设备。不能使用万用表对该电容器进行任何参数的测试。更不能使用万用表对该产品进行不分极性的测试。

1.6由于该电容器容量较大，可以储存很高的电能量，因此，在进行漏电流测试后，必须使用标准的漏电流测试仪进行彻底放电后才能使用。放电电阻为1000欧姆。放电时间不能短于5分钟。放电后残留电压不能大于1V。

1.7对电性能的测试必须按照如下顺序进行，不能违反。

容量和损耗测试—ESR测试—漏电流测试—放电

2.不同电路使用时的注意事项

2.1 延时保护电路：使用在此类电路中的电容器，主要作用是偶然出现的断电保护，要求在主电源突然断电后该电容器能够自动接入，在保证一定电压和功率密度要求下维持一定的供电时间。在此类电路的设计时，请注意电容器后续回来总阻抗与需要的电压和电容器容量及功率需要之间的数学关系。另外，设计时，在电容器容量选择上留有至少50%的余量，以防止由于其他不确定因素导致的供电时间和功率密度不够的现象。具体的计算如下所示：

设电路正常工作时的输入功率为P，储能电容的容量为C，其两端的电压为U1，则电容储存的能量为

W1=CU12/2

其中U1^2表示U1的平方

当输入电源掉电后，经过时间t。电容两端的电压为U2。此时电容剩余的能量为

W2=CU22/2

在这一过程中储能电容释放的能量

W=W1-W2=C(U12-U22)/2

它应该等于电路维持正常工作所需的能量

W=Pt，（即输入功率乘以时间）

所以有

C（U12-U22）/2=Pt，

由此就可以得到电路维持时间t 所需的最小电容量为

C=2Pt/（U12-U22）.

在实际应用中，U2 是电路能够正常工作的最低输入电压.

举例：

若电路正常工作时的输入电压为28V（U1），输入功率为30W（P），能够正常工作的最低输入电压为18V（U2），要求输入电源掉电50 毫秒（t）时电路仍然能够工作，则所需储能电容的最小的电容量为

C=2Pt/（U12-U22）

=2´30´50/（282-182）

=3000/（784-324）

=6.522mF=6522mF

一个使用在电源电路前端的储能电容器，输入电压是50V，当短电后，电容器开始为后续电路提供能量，在提供能量75W 时，必须保持电压不低于18V，请计算需要的电容量。

此电路还需要一个准确的回路电阻。回路电阻大小决定需要的电容器的容量大小。

此电路中各参数性能的换算公式如下；

C=R*PT*T/U1-U2

式中；

C：需要的电容量

R：回路总电阻

PT：回路需要保持的功率

T：回路功率保持时间

U1：输入电压

U2：能够保持一定功率和放电时间的电压

使用在此类电路中的该电容器必须降额到额定电压的70%以内。

2.2 充放电电路：由于该电容器具有高能量密度和低阻抗的特征，因此，该电容器也是大功率放电电路最佳选择。使用在此类电路中的高能复合钽电容器，在一定条件下可以进行高功率密度的无限次充放电仍然具有很高的可靠性。是最佳的瞬时电源。

使用在此类电路中的电容器的容量和输出功率密度及负载功率之间的关系可参考2.1条的计算方法。

使用在此类电路中的该电容器，电容器可以单独承受的最大放电电流I不能超过下式计算出的电流值的50%；

由于电容器在进行大功率放电时必然存在的热平衡问题，因此，在阻抗一定时，片式钽电容器使用在直流大功率放电电路中可以安全承受的最大直流电流冲击见下式：

I=UR/(1+ESR)

上式中：

Ｉ：最大的直流浪涌电流（A）

1：测试或放电电路的回路总阻抗[Ω]

UR：额定电压（V）

ESR：等效串联电阻（Ω）

从上式可以看出，如果一只产品的ESR较大，那么它可以安全承受的直流浪涌电流将降低，同时也证明；如果一只产品的ESR是另一只的一半，那么它的抗直流浪涌能力将高一倍。同时它的滤波特性也将较好。

使用在此类电路中的电容器，由于电容器一直工作在大功率状态，实际工作电压不能大于额定电压的70%。考虑到散热问题对可靠性的影响，最好能够降额到50%以下使用会具有更高的可靠性。

另外，使用在此类电路的该电容器由于工作电流较大，因此，电容器会存在一定的发热现象，在电容器安装位置设计时，必须考虑不要与其它对热量敏感的元件靠的太近.同时，