POSCAP电容器及其应用

POSCAP电容器是三洋公司继OS-CON电容器后开发的新产品，是一种贴片式钽高分子有机半导体固态电解电容器，以下简称POSCAP钽电容器。该系列电容器主要特点：剖面高度低；高频时阻抗及等效串联电阻(ESR)低，容许的纹波电流大；寿命长，在105℃时可达2000小时；有极好的噪声吸收能力；良好的温度特性，低温可达-55℃；可耐20A的冲击电流；允许采用240℃、10s的再流焊；在安全性方面比普通钽电解电容器有更优越的性能。

　　由于以上特点，POSCAP电容器特别适用于电源电路中的滤波电容器，如个人计算机、便携式计算机及基站、录像机、数码相机、导航系统(GPS)、PDA、移动电话及DVD等中的DC/DC变换器。
　　本文将介绍其结构、性能、应用实例及使用注意事项。
表1 POSCAP电容器的频率特性

POSCAP钽电容的性能与规格
　　POSCAP钽电容器分TPA、TPB及TPC三个系列，其额定电压、容量、大小不同，性能如表1所示。
　　POSCAP钽电容器的频率特性非常好，特别是在100～5000kHz范围内，其ESR及阻抗都相当低(小于0.1Ω)。例如16TPB47的频率特性曲线如图1所示。这对于目前工作频率在1～3MHz的DC/DC变换器来说是极为有利的，可减小损耗，并且能很好地减小纹波电压。
　　与一般的钽电解电容器相比较，如图2所示。图2是POSCAP电容与标准钽电解电容在ESR及阻抗方面的比较，而图3是POSCAP电容与标准钽电解电容容量的频率特性，从图3可看出,一般钽电容器只适用于1kHz频率以下，在10～100kHz时，电容量降低很多，而POSCAP钽电容在10～100kHz范围内变化较小。
　　POSCAP钽电容器的温度特性非常好。例如10TPA100M在100kHz时，在温度从-55℃到105℃变化范围内，其ESR值及阻抗值基本不变。

应用实例
　　POSCAP钽电容器主要应用于高效率工作的DC/DC变换器电路，用作输出滤波电容器COUT。图4是一种低电压、高效率降压式DC/DC变换器。采用6TPC100M作COUT时，纹波电压为18.1mVp-p；若采用一般低ESR钽电解电容100μF/6.3V，则纹波电压为7.5mVp-p。
　　下面介绍NS公司在DC/DC变换器的评估扳上采用POSCAP钽电容器的实例。NS公司的LM3352评估扳电路如图5所示，其输入、输出电容都采用了10TPA33M。这是一种升/降压式电荷泵DC/DC变换器。输出电压3.3V、3.0V及2.5V，输出电流200mA，工作频率1MHz。

应用注意事项
　　1．POSCAP钽电容器是有极性的电解电容器(有“+”符号端为正极)，使用时不可反极性。反极性使用时会增加漏电或可能引起短路。
　　2．不能应用的电路如下：高阻抗电压保持电路；耦合电路；时间常数电路；漏电流有影响的电路；用串联方式增加耐压的电路。
　　3. 不能超过额定电压使用，否则有可能引起短路。
　　4．要限制急速地充电或放电。建议在充、放电电路中加一个限流电阻，使冲击电流小于20A。
　　5．在设计时，电容的容量、耐压、阻抗等要留一定的裕度，使更为安全、可靠。
　　6．要确认使用的温度范围在电容器的工作温度范围内。电源电流不超过容许的纹波电流，当超过容许的纹波电流时，电容器内部会增加热量，降低使用寿命。
　　7．建议电容器施加的电压为额定电压的90%，若额定电压大于10V时，取额定电压的80%为好；若直流电压加上交变电压，则其峰值电压不能超过额定电压；若总的直流电压加上负峰值交变电压，不允许出现负压。