利用钽电容和氧化铌电容提高汽车系统性能

电容的最大纹波电流是流过电容的最大交流电流值，它有两个主要的参数：有效值(rms, ACIrms, Ir)和频率f。纹波电流受限于电容ESR上的电流产生的最大功耗Pd。电容体积越大，允许的功耗也越大，每种体积的功耗是常数。ESR越小，功耗就越小，允许的纹波电容也就越大。参见一般公式Pd=ESR×Ir×Ir。对有较高要求的纹波电流来说，低ESR、大体积、可能多阳极的结构是最佳选择。

　　以上应用规则的结合可以帮助设计师选定具有特定体积的合适电容，或将体积放在标准的第一要素，然后在设计过程中根据其它优先级列表进行适当调整。有可能出现只有一个电容不能满足应用需求、因此需要同时使用多个器件的情况，此时基本上只推荐相同的电容进行整合。并行连接可以增加电容值(乘法)和降低ESR(除法)，而串行连接可以增加总的允许直流电压值(额定电压相乘)，但会降低电容容量(除法)和增加ESR(乘法)。对于串行连接而言，推荐用分压器并行连接电容，此时电阻值应根据10倍的电容直流漏电流(类别值)进行计算。

汽车应用中的钽电容

　　标准可靠性电容，比如AVX的TAJ/TPS(1%/1000小时)，非常适合一般汽车系统使用。TAJ器件提供标准的ESR性能：需要更低ESR值的设计师应选用TPS器件。这些电容容量最高可达2200μF，最高额定电压为50V，工作温度范围为-55℃至125℃。低ESR的TPS系列电容非常适合要求能量脉冲的应用使用，以便电容支持负载处的电源。图A显示了用于设置座位位置的步进电机的桥接电路。电容放在电机旁边，有助于向电机提供电流脉冲。

图2：汽车汽油发动机单元。

　　开关模式电源(SMPS)电路在主输出电容位置也要求使用低ESR电容。汽车中使用的几乎所有电子部件都适应电源输入端的DC/DC电源，而且大部分是SMPS，这要归功于它们的高能效值。SMPS中使用的TPS或TPM(多阳极结构)电容有助于提高效率和降低(欠载时的)输出纹波电压，因为它们具有较低的ESR。

　　AVX公司开发的TRJ专业钽电容系列产品适合在电气和机械压力下要求有较高性能表现的严酷环境下使用，经过一系列技术改造进一步增强了电容结构，使得这种电容在这些环境下具有更强的鲁棒性能。

　　在标准可靠性的TAJ/TPS和TRJ产品之间存在几点主要区别，正是这些不同之处增强了可靠性(0.5%/1000小时)：使用了经试验证明效果良好的钽粉，能确保电气性能的长期可靠性。在设计和制造过程中遵循保守的设计规则。采取了非常严格的质量控制和额外测试措施。100%严格的浪涌电流筛选以及扩展电气测试和加速烧入工艺的使用使得这些电容达到并验证了高鲁棒性。漏电流减少到标准钽规格的75%，这在胎压监视系统等电池应用中具有很大的优势。

　　TRJ系列电容的增强性能对汽车电子设备的高可靠性电路来说极具价值，这些电路包括ABS和ESP系统、气囊控制系统或通信总线等(图C)。今天的汽车使用越来越多的电子装置以便解决空间受限问题，并消除互连电缆造成的重量。使用具有较少线缆并且在任何工作条件下都可靠的通信总线是一种显而易见的方案。图C给出了TRJ电容在总线驱动器中的使用情况，由于能够很好地支持发送放大器，TRJ电容能加快数字响应速度。

图3：喷射与燃油效率控制单元。