介紹

這T550（105°C） 和T551（125°C） 軸向引線聚合物密封 （PHS） 器件是具有鉭陽極和鉭電容器2O5電介質。導電有機聚合物取代了傳統(tǒng)上使用的MnO2或濕電解液作為電容器的陰極板。導電有機聚合物具有非常低的ESR，并在高頻和低溫下具有改進的電容保持性。PHS器件還表現(xiàn)出良性故障模式，該模式消除了濕鉭電容器外殼破裂期間酸性電解質的災難性溢出。此外，該器件可在高達額定電壓80%的電壓下工作，與傳統(tǒng)MnO相當或更好的可靠性2或濕鉭電容器，工作在額定電壓的 50%。

KEMET 現(xiàn)在在 T550 系列中引入了新的外殼尺寸 （C 外殼），為不同電壓軌提供更高的電容可用性，不斷努力將技術產(chǎn)品擴展到國防和航空航天界。KEMET 從額定電壓為 300V 的 50μF 新電容開始，在低于 40°C 的工作溫度下為高達 85V 的電源軌提供了令人興奮的解決方案。

描述/優(yōu)點

T550 （105°C） 系列根據(jù) DLA 圖紙 13030 進行認證。該設計包括最先進的F-Tech陽極生產(chǎn)技術，該技術消除了電介質中隱藏的缺陷，這些缺陷可能導致電介質層質量的長期下降。此外，PHS系列經(jīng)過100%模擬擊穿篩選。

F-Tech（完美無瑕技術）- 陽極設計和生產(chǎn)技術基于多種技術。例如，有機潤滑劑的利用可以在低溫下從陽極上洗掉。這種設計在燒結陽極中提供了與原始粉末中相同的碳水平。脫油后，在每個生產(chǎn)批次中測試碳，如果碳含量高于原始粉末中的碳水平，則重復該過程。獨特的鈍化工藝導致陽極在粉末燒結和F-Tech后暴露在空氣中時，陽極表面上會產(chǎn)生非常薄的天然氧化物。該工藝還通過將傳統(tǒng)的嵌入式引線替換為在陽極出口處具有大而強焊接的氬焊引線，將Ta引線牢固地附著在燒結粉末上。

模擬擊穿篩選 （SBDS）- KEMET 獲得專利的 SBDS 是一種無損檢測技術，可模擬電容器的擊穿電壓 （BDV），而不會損壞其電介質或一般電容器。這種篩選可識別電介質中隱藏的缺陷，提供最高水平的電介質測試。SBDS基于擊穿電壓（BDV）的模擬，BDV是電容器中電介質的最終測試。

低BDV表示電介質存在缺陷，因此現(xiàn)場故障的可能性較高。高BDV表示在現(xiàn)場具有更強的介電性能和高可靠性性能。這種新的篩選方法使 KEMET 能夠識別每個電容器的擊穿電壓，并僅提供每個批次中最強的電容器。

與擊穿電壓低至 2.1 倍額定電壓的威布爾分級器件相比，SBDS 的優(yōu)勢體現(xiàn)在最小擊穿電壓大于 25 倍額定電壓。此外，這樣做不會引起有時與威布爾分級相關的磨損。

圖 2 - 擊穿電壓模擬 （SBDS），用于識別任何給定批次中最可靠的部件。

當國防和航空航天客戶需要更換老化的濕鉭技術時，PHS 系列是最佳替代解決方案，因為該解決方案的成本很高，需要過度設計，或者因為工作條件從電容的角度來看需要額外的性能。PHS電容器采用固體陰極技術生產(chǎn)，這意味著電容器的第二板，緊接著介電層是用固體聚合物材料生產(chǎn)的，與用于生產(chǎn)濕鉭電容器的舊技術相反。由于這種結構演變，聚合物電容器在電容和ESR的溫度穩(wěn)定性方面的行為，加上工作頻率的可能變化，使該技術成為國防、航空航天和關鍵任務應用的最佳解決方案。

聚合物密封與濕鉭

（溫度、頻率和可靠性）

如今，當設計人員仍在考慮使用在電源線中廣泛使用的濕鉭電容器時，存在明顯的權衡。過去，濕技術可以顯著提高現(xiàn)有電容解決方案的性能（增加電容和降低ESR）。

然而，眾所周知，較大的電容值通常具有更大的故障風險（較大的介電表面積更有可能出現(xiàn)結構缺陷）。它也經(jīng)常被視為對機械應力（沖擊和振動）和反向電壓條件的敏感性增加。故障通常與正向或反向泄漏電流過大引起的電解液電解產(chǎn)生的內部氣體壓力有關。

濕技術被基于固體陰極技術的鉭電容器所取代還有其他原因，特別是鉭聚合物電容器。鉭電容器溫度升高的主要影響之一是漏電流的增加。雖然這不一定會導致電容器故障，但如果DCL超出要求的容差，則可能導致電路故障。隨著漏電流的增加，它會加速失控效應，導致介電擊穿。在低溫下，設備中使用的電解質將開始凍結。由于這種變化，電容將下降，并在有限的情況下導致開路。

眾所周知，應用不斷提高開關頻率水平（主要是DC/DC轉換器）。同樣，這一事實會顯著影響濕鉭的電容滾降。在接下來的圖中，與 KEMET PHS T82 和 T75 系列中使用的新型固體陰極技術相比，兩個電容器（PHS 和濕鉭）在兩個不同溫度下隨頻率變化的電容的實驗測量清楚地表明了濕鉭中溫度和頻率的顯著影響。

在 100kHz 頻率下，PHS T550 電容器的電容從 49°C 時的 25μF 降至 -43°C 時的 4.55μF。 濕鉭在 2kHz 和 -2°C 時降至 100.55μF。

無花果。3 – 在高達 25kHz 的頻率下，55°C 和 -500°C 下的電容實驗電讀數(shù)。

我們很快了解了Wet技術在極端環(huán)境條件下使用的局限性，以及與大多數(shù)應用要求兼容的頻率水平。以下兩個圖是頻率限制在500KHz時的電容行為的證據(jù)。固體陰極技術提供的電容穩(wěn)定性在頻率和溫度上是顯而易見的。

圖 4 – 電容 PHS 與濕鉭的實驗電讀數(shù)。

新的 C 機箱尺寸目錄擴展

KEMET 在 T550 系列中增加了新的外殼尺寸，擴展了產(chǎn)品范圍。憑借不同的可靠性水平（B 和 C）和浪涌電流選項，現(xiàn)在可以訂購體積效率更高的外殼尺寸，C 外殼提供 300μF、50V。

圖5 –新C機箱的訂購信息。

KEMET 密封鉭聚合物電容器（T550 系列）為高達 80°C 的應用提供 85% 的電壓降額建議。 最近添加到PHS產(chǎn)品組合中的新C外殼將提供300μF，用于40V電源軌。此外，該應用將受益于固體陰極電容器的優(yōu)勢，其中隨頻率和電容隨溫度變化的滾降將提供額外的穩(wěn)定性和更高水平的能量。

圖 6 – 降額和電源軌：聚合物與濕技術和 MnO2.

高可靠性DLA圖紙

意識到這種電容解決方案的電氣性能，KEMET 與美國國防后勤局 （DLA） 合作開發(fā)了圖紙 13030，其中 A 組和 B 組篩選用于關鍵任務應用。DLA 圖紙符合 MIL-PRF-39006 要求。

圖 5 – DLA 13030，A 組和 B 組測試。

審核編輯：郭婷