Tụ Điện Polymer Công Nghiệp

Tụ tantali nguyên chất – là linh kiện trong thiết kế điện tử hiện đại, nhưng nó cũng bộc lộ những rủi ro khiến các kỹ sư phải nghiên cứu các giải pháp thay thế phù hợp. Tụ điện Polymer có thể là một vật thay thế thích hợp. 

Thông thường, các tụ điện tantali tinh khiết bao gồm một cực dương bằng tantali và một chất điện phân lỏng hoặc rắn làm cực âm. Điều này đã bộc lộ ra những đặc trưng vượt trội hơn của các nắp làm từ Polymer, sử dụng các polymer dẫn điện để tạo thành toàn bộ chất điện phân – hoặc kết hợp với chất điện phân lỏng, được gọi là tụ điện lai.

 

Đánh giá dòng gợn sóng hiện nay và ESR

Mặc dù tụ điện tantali nguyên chất đang cung cấp cho người dùng với nhiều kích cỡ khác nhau, nhưng chúng không cho phép hoạt động ở dòng điện quá cao, điều này khiến chúng không đủ tiêu chuẩn để được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu các mức dòng điện khác nhau.

ESR tương đối cao khiến các nhà thiết kế khó sử dụng những loại đó làm tụ điện mịn. Ngược lại, các nắp Polymer đạt được ESR rất thấp (ví dụ: 3mΩ cho SP-CAP) với dòng gợn sóng lên đến 10,2A.

Trong những năm gần đây, đã có sự gia tăng trong việc sử dụng các tụ điện ESR thấp bao gồm cả POSCAP. Khả năng giảm điện áp gợn sóng trở thành một lợi thế của tụ điện ESR thấp.

Hình dưới đây minh họa một mạch ví dụ của bộ chuyển đổi step-down DC-DC.

Khi một tụ điện được sử dụng cho tụ điện làm mịn đầu ra “Cout”, sẽ có một số điện áp gợn sóng dư. Các biểu đồ trên so sánh điện áp gợn dư của các tụ ESR POSCAP khác nhau (Hình 1-2 và Hình 1-3) với điện áp của tụ tantali thông thường (Hình 1-4 và Hình 1-5).

Điều đó có nghĩa là ESR của tụ điện càng nhỏ thì điện áp gợn sóng càng nhỏ.

Thu nhỏ

Điều này sẽ giúp các nhà thiết kế giảm số lượng bộ phận trên PCB, nơi nhiều tụ tantali được kết nối song song để cung cấp một gợn sóng đầu ra cụ thể. Do đó, điều này tiết kiệm không gian PCB quý giá.

Sự an toàn

Một điều lưu ý hết sức quan trọng là tụ tantali không thể chống lại điện áp quá mức – và một sự đột biến rất nhỏ có thể phá hủy chúng, thậm chí gây ra hiện tượng đánh lửa có thể ảnh hưởng đến khu vực xung quanh trên PCB.

Đó là lý do tại sao những loại đó không được khuyến khích cho các ứng dụng mà điện áp có khả năng tăng đột biến.

Hơn nữa, vì polymer dẫn điện , một vật liệu hữu cơ được sử dụng làm chất điện phân trong POSCAP, nó hoạt động không dẫn điện và như một chất cách điện chống lại dòng điện rò rỉ ở nhiệt độ khoảng 300 ℃.

Polymer dẫn điện được sử dụng cho chất điện phân của POSCAP không chứa phân tử oxy. Trong trường hợp không chắc có vết nứt hình thành trên lớp oxit dẫn điện, phản ứng oxit đáng kể sẽ không xảy ra giữa tantali nung kết và chất điện phân vì không có phân tử oxy. Điều đó có nghĩa là POSCAP sẽ không bị bắt lửa trong trường hợp quá áp.

Tần số

Tụ điện polymer lý tưởng làm tụ điện tách để loại bỏ tiếng ồn vì trở kháng của chúng cho thấy đặc tính tần số lý tưởng. Sử dụng polymer dẫn điện cao cho chất điện phân giúp cải thiện đáng kể các đặc tính của ESR và cho phép POSCAP hoạt động tốt hơn rõ ràng so với các tụ điện tantali nguyên chất ở các mức tần số cao hơn.

Kết luận

Tóm lại ngắn gọn, có nhiều lý do cho việc thay thế các loại tantali nguyên chất bằng polymer trong một số trường hợp: thông số kỹ thuật về các đặc tính dòng điện ESR, dòng gợn và đặc điểm tần số phải có độ tin cậy tốt hơn trong khi mức độ an toàn của mạch cũng phải tốt.

Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng: Nắp polymer là sự lựa chọn hàng đầu khi tiết kiệm không gian trên bảng mạch- một con át chủ bài thực sự của việc giữ mọi thứ an toàn trong các thiết kế ngày càng nhỏ hơn.

B2bmart.vn vừa giới thiệu đến bạn đọc một số thông tin về tụ điện polymer. Hi vọng qua bài đọc trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn và có thể áp dụng chúng vào công việc của mình.