松下高分子电容器介绍

¾阻抗特性
容抗 (1/2pfC) C: Capacitance
Z
Impedance
感抗
Z
(2pfL) L: ESL
等效串联电阻
f
ESR
f
低ESR会拉低共振点附近的阻抗
Ripple
Ripple Z Large ： Z Small ：
Z Large ： Z Small ：
低阻抗意味着交流纹波更容易通过，从而有效率除纹波
7
频率特性
Z, ESR [OHM]
100
10
Low ESR TaUnlttarlaumlow ESR
Polymer Tantalum
1
0.1
0.01
Polymer Aluminum
0.001 0.1
1
10Stable capa1c0i0tance at 1000
10000
Freqhuiegnhcyte[mkpHezr]ature
陶瓷电容
晶振噪音
Video Recorder
松下聚合物 电容
无噪音
15
Catalogue Distributers
16
Thank you !! 謝謝 !!
17
纹波降低至 1/5
V=50mVp-p
10
松下聚合物电容的稳定性
松下聚合物电容 vs. 陶瓷电容
MLCC：6.3V47uF/3216/X5R POSCAP/SP-Cap/OS-CON：6.3V47uF
dC / C (%)
⊿C/C (%)
10 0
-10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80 -90
High Voltage, Large Capacitance, (F5,25V33uF to F10,50V100uF, etc)
部资料
4
松下聚合物电容发展方向
商品
特点
片式聚合物铝电容
･超低 ESR ･超薄 ･低 ESL
发展，开发方向
･“D case”的开发 ･低成本，廉价
片式聚合物钽电容
･低 ESR ･小型 ･低 ESL
･ “B case” 和“更小型化”
Hybrid
聚合物 & 电解质铝电容
･低 ESR ･大容量 ･高耐压
柱状聚合物铝电容
･高耐压, 长寿命
(针对车载和通讯行业)
･大纹波, 长寿命
(针对IT，工业设备和 PS)
松下聚合物电容详解
6
什么是聚合物电容?
使用导电性聚合物作为电解质的电容
Conductivity
TPE series 2.5V220uFx1 (2R5TPE220MDGB) B2 size (3.5x2.8x1.9)
SX series 2V220uFx1pcs(EEFSX0D221ER) D size(7.3x4.3x1.9)
Low ESR Tantalum cap
V=250mVp-p
小型化 薄型化
0
直流偏压特性
Panasonic Polymer
MLCC
1
2
3
4
5
6
7
DC Bias (V)
温度特性
20
10 Panasonic Polymer
-55
-35
-15
0
5
25
-10
-20
45
65
85
105
Temp. (℃)
MLCC
-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0
POSCAP/SP-Cap/OS-CON 在额定电压和温度下，特性稳定
松下聚合物电容介绍
February 2015
Panasonic Devices Company Capacitor Business Unit
1
电容的种类
固定电容
无极性
陶瓷电容
薄膜电容
有极性
铝电解电容
松P下an电as容on产ic品's Pro
导电性高分子 （聚合物）
钽电容
导电性高分子 （聚合物）
可变・半固定
柱状铝
大容量, 高耐压, 低ESR
大容量,高耐压 (F10x12.7L => 35V120uF，16V1000uF, etc) (F6.3x6L => 35V39uF，16V120uF, etc) *正在开发中 50V-100V
聚合物混合型电容 (聚合物铝 (聚合物 + 电解质) )
低ESR, 高耐压, 大容量, 低 LC（漏电）
3
松下聚合物电容
2. 特点
贴片铝
ESR range: 3mΩ to 40mΩ Cap. range: 8.2uF to 560uF Rated V range: 2V to 25V
超低 ESR – 业界最高水平
超低 ESR (3mW~) 超薄/大容量 (1.1mm height 220uF2V／ESR 6mW~)
FCB
PGND
ITH
BG
Cc2 100pF
SGND Ron 510k
INTVCC
ION
VIN
R1 20k
VFB EXTVCC
R2 C2 10k 2200pF
Cvcc 4 .7 uF
RF 1
CF 0 .1 uF
M1 L1
1 .8 uH
Cout 220uF
Vout 1 .2 V
M2
低ESR钽电容 4V220uFx 1 D size (7.3x4.3x2.8)
ESR range: 8mΩ to 40mΩ Cap. range: 3.3uF to 2700uF Rated V range: 2V to 100V
ESR range: 20mΩ to 120mΩ Cap. range: 10uF to 330uF Rated V range: 25V to 80V
(Low ESR)
1000
聚合物
100
聚吡咯
聚噻吩
10
＋
阳极(Anode) 电介质 (氧化膜)
电解质
阴极（Cathode）
－
钽
Ta2O5 聚合物
银
铝
Al2O3 聚合物
银/铝
Conductivity (S / cm)
1
一般钽电容
0.1
MnO2
0.01
电解液
一般铝电解电容
特征 1. 低ESR (高频下拥有优秀的阻抗特性) 2. 拥有良好的温度特性和偏压特性 3. 安全性远超一般钽电容(MnO2)
12
过压测试
过压测试: 我们对测试电容加过压使其短路.
过压测试 【测试条件】
电压: 30V.DC 电流上限: 6A Max.
Tantalum-Cap.
PanasonicP olymer
松下聚合物电容安全性远高于一般钽电容. (MnO2 type)
13
陶瓷电容的蜂鸣问题
当变化的电压加在陶瓷电容上时，会产生蜂鸣噪音问题(晶 振效果). 松下聚合物电容不存在这种问题（使用材质非晶振材料）
氧化膜 铝箔 (Al2O3) Aluminum Foil
饱和聚合物充当电解质 Electrolyte impregnated in Spacer
聚合物(Polymer）
隔离物 隔离物
阴极：钽 电介质 ：聚合物
聚合物钽电容器 (烧结)
外装树脂
Mold resin
电极
剖面图 Sectional view
11
为什么聚合物电容安全性高?
初始状态 聚合物层
缺口产生
温度升高
绝缘化
阳极材料 氧化物层
微小缺陷，缺口
漏电流增大
绝缘化后的聚合物局部
外应力（热应力，压应力）可能会对氧化膜造成损伤而产生缺口，缺口扩大到一定程度后就 可能会发生短路.对于聚合物电容来说，在这种损伤发生的初始阶段，较大的电流会产生焦耳热， 温度的升高让聚合物膜局部发生化学变化生成绝缘物覆盖于产生的缺口表面，从而抑制了漏电流 的增大。我们称这种现象为自愈。
Voltage
Big Problem
Frequency is 20Hz~20kHz (20Hz~20kHz: audio frequency)
MLCC
“”“♪ ♪
“♪ ”
震动噪音 ” “♪
”
Panasonic Polymer
无噪音
晶振效应
14
陶瓷电容晶振效应的实例
Acoustic MIC noise PC Mode
双电层电容器 （超级电容）
2
松下聚合物电容
1. 构造
阴极: 铝 电介质： 聚合物
聚合物铝电解电容 (贴片)
外装树脂
Mold resin
铝／叠层构造
Aluminum multilayer structure
内部单元剖面构造（一层）
Enlarged sectional view
铅电极 (Sn)
Terminal of Lead free
银
碳
Silver paste Carbon
铝箔
Aluminum foil
导电性聚合物
Specialty Polymer
阴极: 铝 电解质：聚合物
聚合物铝电解电容 (卷型)
铝壳 Aluminum Case
放大图
底座 Back Plate
铝箔 Aluminum Foil
封口胶塞 Rubber Seal
电极 Terminal
9
低ESR电容效果评测
Vin 5 V TO 2 5 V
使用于 DC/DC 转换 LTC1778 (1.2V/6A at 300KHz)进行评测
Cin 1 0 uF
Css 0 .1 uF
RUN/ SS BOOST
Rpg 100k
PGOOD
TG
VRNG
SW
DB CB 0 .2 2 uF
Cc1 Rc 470pF 20k
Polymer Ta Sinter Element
(single)
30 ESR =
Polymer Al Multi layer Element
Combined ESR (Image)
50
30
50
50
50
50
10 ESR = 50 / 5 =
松下聚合物电容ESR远低于一般钽电容.
优势！
8
低ESR电容的优势
电极
银胶
(Ta2O5)
(Silver paste)
烧结钽
碳 (Carbon) (Sintered Tantalum)
聚合物(Polymer)
阴极: 铝 电解质: 聚合物 + 电解液
聚合物混合型电容 (铝聚合物 (聚合物 + 电介质) )
铝壳 Aluminum Case
放大图
底座 Back Plate
铝箔 Aluminum Foil
封口胶塞 Rubber Seal
电极 Terminal
饱和混合型电解质
氧化膜
Hybrid Electrolyte
(Al2O3)
impregnated in Spacer
铝 Al箔uminum（聚合物+电解质溶液 Foil (Polymer+Electrolyte Liquid)
贴片钽
ESR range: 5mΩ to 50mΩ Cap. range: 2.7uF to 1500uF Rated V range: 2V to 35V
小型, 大容量, 低ESR
具备各种小尺寸case (2012/ 3216/ 3528/ 7343) 小型,大容量 (2012 100uF /3528 470uF /7343 1500uF)