便攜式電池供電醫療設備中鉭電容的使用
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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)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候，電容直流漏電流 (DCL) 應被視為損耗，因為電容會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備中的補充電源，以應對電路負載的變動。
許多便攜式設備應用要求低DCL，以實現長時間、高效率的電池壽命。為應對負載變化，與電池并聯一個大容量輸出電容可以保持儲電能力。在某些應用中，設備的運行時間是時斷時續的短周期，在大多數時間里電池處于閑置狀態。因此，該電容需要極低的DCL來滿足便攜式設備的應用需求，盡量延長電池的使用壽命。
直流漏電數值很小，所有電容都有這個問題。鉭電容的漏電流為數微安，而MLCC的漏電流為數微微安。直流漏電流的測量方法是采用等效的電阻-電容串聯電路，加上直流電壓，在室溫下測量電流。電容應串聯一個1000Ω的電阻，以限制充電電流。
圖7 鉭電容的 DCL 曲線
描述DCL的術語和測量單位隨電容技術不同而不同。DCL是用于鉭電容的測量單位，而絕緣電阻 (IR) 則是用于MLCC的測量單位。根據電介質類型，MLCC有一個IR限值。對采用X5R電介質的大電容MLCC，IR限值為>10,000MΩ或 (R x C) ≥ 500ΩF，以低者為準。MLCC均采用符合軍用產品規范55681的自動IR測試儀進行過IR最小值篩選。
DCL可根據歐姆定律，用電容的IR和額定電壓計算得出。舉例來說，MLCC的IR限值為100MΩ-µF，相當于鉭電容標準DCL限值則為0.01，即(電容x電壓)=0.01µA/µF V。
鉭電容均根據規定的DCL最小值進行過篩選，或者不超過規定的最大值。鉭電容DCL的測試系根據軍用產品規范55365F。各種規格的鉭電容之間的DCL差異比較明顯，所以每種規格的鉭電容的限值都是單獨規定的。
在便攜應用中，較長保壓時間(soak TIme)下的DCL是電容重要的指標。對于有具體規格和鉭芯設計的鉭電容，某個生產批次中的DCL分布是可以量化的。如果應用要求極低DCL，可以方便地從某個批次中自動篩選出某個額定電壓下具有特定DCL符合便攜式設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，根據特定的保壓時間篩選后，可為應用提供超低DCL。以圖8的元件為例，該批量可以按照10秒鐘DCL 600nA的標準篩選，從而把總體 DCL 從 4.7µA 降至 600nA 限值。
圖8
DCL限值應根據電池供電設備的工作時間和非工作時間來決定。舉例來說，如果某便攜式設備的工作時間很短，只有幾秒鐘，而隨后長期處于閑置狀態，那么大容量電容應具備低DCL，以保證較長的電池使用壽命。另外，應該對電路的總體靜態電流和工作電流進行評估，以確定是否需要低DCL電容。
電池運行時間和DCL
對可充電二次電池來說，DCL也很重要，這樣可以延長充電間隔時間，不過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，可以顯著延長電池使用壽命。
通過測量DCL或者IR可以了解電容電介質的性能以及電介質層的質量。DCL電流在加電的情況下，會流經或者跨越電容電介質隔離層。對鉭電容這樣采用氧化膜制造的電容來說，DCL電流的主體構成部分是多種電流混合而成，有流經電介質的表面漏電流、因電介質材料極化而出現的電介質吸收 (DA) 電流、流經電介質材料的原生漏電流。類似的，采用基于鈦酸鋇的陶瓷電介質的MLCC的漏電流主要是流經電介質的漏電流，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 比較說明了根據DCL要求正確評估和選擇合適的電容的計算方法。如表5所示，鉭電容一般按照DCL最大值來確定規格。標準二氧化錳 (MnO2)構造的鉭電容在生產廠家處是按照 (.01xCV) 進行分級的。某些電容生產廠家還會隨DCL信息提供具體的保壓時間，并且根據比同級別的DCL最大值低得多的具體DCL限值進行電容器的預篩選。
選擇適用的低DCL電容
舉例來說，某種短工作占空比的便攜式電池供電醫療設備需要線路每天啟動電機幾秒鐘，然后關閉。這樣的應用可以使用低DCL的大容量電容。
具體使用：
DC/DC轉換器，用于電機驅動
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
保壓時間60秒時的DCL = 200nA
如果該47µF大容量電容是鉭電容，則應進行適當的電壓降額。降額應根據鉭電容生產廠家的降額規范，具體示例見表4。本示例選擇了10V的額定電壓。
表4 鉭電容的降額規范
MLCC的額定電壓可以與工作電壓相同或者略高，因此6V的額定電壓已經足夠。對 MLCC 而言，如果已知 IR (見表5)和工作電壓 (4V)，可以計算出 DCL。適用于低DCL應用的MLCC有X5R和X7R兩種電介質。根據額定工作電壓，可以根據歐姆定律，用元件的IR值計算出 DCL。
表5 低DCL電容器選擇
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