借助M.A.P.工藝，鉭電容的外殼尺寸一路從A下降到0805(目前的技術(shù))到0603或者0402。鉭粉的改良可以把10µF~10V容量的0805外殼尺寸減少到0603的外殼尺寸，如圖 4 所示。

　　電容直流漏電/絕緣電阻比較

　　在用電池作為電源的時(shí)候，電容直流漏電流 (DCL) 應(yīng)被視為損耗，因?yàn)殡娙輹?huì)影響電池的使用狀況和壽命。除了電池，大容量電容也用作便攜式設(shè)備中的補(bǔ)充電源，以應(yīng)對(duì)電路負(fù)載的變動(dòng)。

　　許多便攜式設(shè)備應(yīng)用要求低DCL，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、高效率的電池壽命。為應(yīng)對(duì)負(fù)載變化，與電池并聯(lián)一個(gè)大容量輸出電容可以保持儲(chǔ)電能力。在某些應(yīng)用中，設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間是時(shí)斷時(shí)續(xù)的短周期，在大多數(shù)時(shí)間里電池處于閑置狀態(tài)。因此，該電容需要極低的DCL來(lái)滿(mǎn)足便攜式設(shè)備的應(yīng)用需求，盡量延長(zhǎng)電池的使用壽命。

　　直流漏電數(shù)值很小，所有電容都有這個(gè)問(wèn)題。鉭電容的漏電流為數(shù)微安，而MLCC的漏電流為數(shù)微微安。直流漏電流的測(cè)量方法是采用等效的電阻-電容串聯(lián)電路，加上直流電壓，在室溫下測(cè)量電流。電容應(yīng)串聯(lián)一個(gè)1000Ω的電阻，以限制充電電流。

　　圖7 鉭電容的 DCL 曲線(xiàn)

　　描述DCL的術(shù)語(yǔ)和測(cè)量單位隨電容技術(shù)不同而不同。DCL是用于鉭電容的測(cè)量單位，而絕緣電阻 (IR) 則是用于MLCC的測(cè)量單位。根據(jù)電介質(zhì)類(lèi)型，MLCC有一個(gè)IR限值。對(duì)采用X5R電介質(zhì)的大電容MLCC，IR限值為>10,000MΩ或 (R x C) ≥ 500ΩF，以低者為準(zhǔn)。MLCC均采用符合軍用產(chǎn)品規(guī)范55681的自動(dòng)IR測(cè)試儀進(jìn)行過(guò)IR最小值篩選。

　　DCL可根據(jù)歐姆定律，用電容的IR和額定電壓計(jì)算得出。舉例來(lái)說(shuō)，MLCC的IR限值為100MΩ-µF，相當(dāng)于鉭電容標(biāo)準(zhǔn)DCL限值則為0.01，即(電容x電壓)=0.01µA/µF V。

　　鉭電容均根據(jù)規(guī)定的DCL最小值進(jìn)行過(guò)篩選，或者不超過(guò)規(guī)定的最大值。鉭電容DCL的測(cè)試系根據(jù)軍用產(chǎn)品規(guī)范55365F。各種規(guī)格的鉭電容之間的DCL差異比較明顯，所以每種規(guī)格的鉭電容的限值都是單獨(dú)規(guī)定的。

　　在便攜應(yīng)用中，較長(zhǎng)保壓時(shí)間(soak TIme)下的DCL是電容重要的指標(biāo)。對(duì)于有具體規(guī)格和鉭芯設(shè)計(jì)的鉭電容，某個(gè)生產(chǎn)批次中的DCL分布是可以量化的。如果應(yīng)用要求極低DCL，可以方便地從某個(gè)批次中自動(dòng)篩選出某個(gè)額定電壓下具有特定DCL符合便攜式設(shè)備使用條件的鉭電容。

　　圖8是一種47µF-10V的鉭電容，雖然其最大DCL為4.7µA，根據(jù)特定的保壓時(shí)間篩選后，可為應(yīng)用提供超低DCL。以圖8的元件為例，該批量可以按照10秒鐘DCL 600nA的標(biāo)準(zhǔn)篩選，從而把總體 DCL 從 4.7µA 降至 600nA 限值。

　　圖8

　　DCL限值應(yīng)根據(jù)電池供電設(shè)備的工作時(shí)間和非工作時(shí)間來(lái)決定。舉例來(lái)說(shuō)，如果某便攜式設(shè)備的工作時(shí)間很短，只有幾秒鐘，而隨后長(zhǎng)期處于閑置狀態(tài)，那么大容量電容應(yīng)具備低DCL，以保證較長(zhǎng)的電池使用壽命。另外，應(yīng)該對(duì)電路的總體靜態(tài)電流和工作電流進(jìn)行評(píng)估，以確定是否需要低DCL電容。

　　電池運(yùn)行時(shí)間和DCL

　　對(duì)可充電二次電池來(lái)說(shuō)，DCL也很重要，這樣可以延長(zhǎng)充電間隔時(shí)間，不過(guò)總體工作電流中可以允許輸出電容一定程度的漏電流存在。評(píng)估電路在各種使用狀況下的電流要求，了解電容的DCL，可以顯著延長(zhǎng)電池使用壽命。

　　通過(guò)測(cè)量DCL或者IR可以了解電容電介質(zhì)的性能以及電介質(zhì)層的質(zhì)量。DCL電流在加電的情況下，會(huì)流經(jīng)或者跨越電容電介質(zhì)隔離層。對(duì)鉭電容這樣采用氧化膜制造的電容來(lái)說(shuō)，DCL電流的主體構(gòu)成部分是多種電流混合而成，有流經(jīng)電介質(zhì)的表面漏電流、因電介質(zhì)材料極化而出現(xiàn)的電介質(zhì)吸收 (DA) 電流、流經(jīng)電介質(zhì)材料的原生漏電流。類(lèi)似的，采用基于鈦酸鋇的陶瓷電介質(zhì)的MLCC的漏電流主要是流經(jīng)電介質(zhì)的漏電流，以及DA損耗和原生漏電流。

　　MLCC具有良好的低DCL特性，但在某些情況下，鉭電容能夠以更小的體積提供同樣低的DCL。表5 比較說(shuō)明了根據(jù)DCL要求正確評(píng)估和選擇合適的電容的計(jì)算方法。如表5所示，鉭電容一般按照DCL最大值來(lái)確定規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)二氧化錳 (MnO2)構(gòu)造的鉭電容在生產(chǎn)廠家處是按照 (.01xCV) 進(jìn)行分級(jí)的。某些電容生產(chǎn)廠家還會(huì)隨DCL信息提供具體的保壓時(shí)間，并且根據(jù)比同級(jí)別的DCL最大值低得多的具體DCL限值進(jìn)行電容器的預(yù)篩選。

　　選擇適用的低DCL電容

　　舉例來(lái)說(shuō)，某種短工作占空比的便攜式電池供電醫(yī)療設(shè)備需要線(xiàn)路每天啟動(dòng)電機(jī)幾秒鐘，然后關(guān)閉。這樣的應(yīng)用可以使用低DCL的大容量電容。

　　具體使用：

　　DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)

　　輸入電壓：1.5V

　　固定輸出電壓：3.3V

　　輸出電流：200mA@2V

　　大容量輸出電容：47µF

　　保壓時(shí)間60秒時(shí)的DCL = 200nA

　　如果該47µF大容量電容是鉭電容，則應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妷航殿~。降額應(yīng)根據(jù)鉭電容生產(chǎn)廠家的降額規(guī)范，具體示例見(jiàn)表4。本示例選擇了10V的額定電壓。

　　表4 鉭電容的降額規(guī)范

　　MLCC的額定電壓可以與工作電壓相同或者略高，因此6V的額定電壓已經(jīng)足夠。對(duì) MLCC 而言，如果已知 IR (見(jiàn)表5)和工作電壓 (4V)，可以計(jì)算出 DCL。適用于低DCL應(yīng)用的MLCC有X5R和X7R兩種電介質(zhì)。根據(jù)額定工作電壓，可以根據(jù)歐姆定律，用元件的IR值計(jì)算出 DCL。

　　表5 低DCL電容器選擇

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