KEMET KO-CAP聚合物電容器：固態(tài)驅(qū)動(dòng)器與高能應(yīng)用的理想之選

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的電容器對(duì)于電路的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討KEMET的有機(jī)電容器（KO-CAP），它在固態(tài)驅(qū)動(dòng)器和高能應(yīng)用領(lǐng)域有著出色的表現(xiàn)。

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一、KO-CAP概述

KEMET的KO-CAP聚合物電容器是需要電源損耗保護(hù)（保持）或在電路板空間有限時(shí)實(shí)現(xiàn)電路最大功率效率的理想解決方案。它具有高能量密度、在施加電壓和溫度變化時(shí)電容穩(wěn)定、無(wú)老化效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。其導(dǎo)電聚合物陰極提供了非常低的等效串聯(lián)電阻（ESR），并在高頻下具有較高的電容保持率。與基于液體電解質(zhì)的電容器不同，KEMET聚合物電容器具有很長(zhǎng)的使用壽命和高紋波電流能力。T520、T521、T523和T545系列的電容器常用于這些應(yīng)用，滿足了固態(tài)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分市場(chǎng)的特定需求。

二、KO-CAP的優(yōu)勢(shì)

1. 高能量密度

每單位體積具有最高的能量，能夠在有限的空間內(nèi)存儲(chǔ)更多的能量，這對(duì)于空間受限的應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。

2. 電容穩(wěn)定性

在不同的溫度和電壓條件下，電容值保持穩(wěn)定，確保了電路性能的一致性。

3. 無(wú)老化效應(yīng)

不會(huì)像一些傳統(tǒng)電容器那樣隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)性能下降的問(wèn)題，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的使用壽命。

4. 低ESR值

低ESR有助于降低電容器在工作過(guò)程中的能量損耗，提高電路的效率。

5. 高頻電容保持率

在高頻環(huán)境下，能夠保持較高的電容值，保證了電路在高頻信號(hào)下的正常工作。

6. 高紋波處理能力

可以承受較大的紋波電流，增強(qiáng)了電路的穩(wěn)定性和可靠性。

7. 其他優(yōu)勢(shì)

如T593系列具有增強(qiáng)的高濕度性能（1000h 85oC，85% RH負(fù)載），所有產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)100%加速穩(wěn)態(tài)老化和100%浪涌電流測(cè)試，并且采用無(wú)鹵環(huán)氧樹脂，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

KO-CAP聚合物電容器的典型應(yīng)用包括企業(yè)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、移動(dòng)設(shè)備、客戶端存儲(chǔ)和客戶端計(jì)算等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域?qū)﹄娙萜鞯男阅芎涂煽啃砸筝^高，KO-CAP正好能夠滿足這些需求。

四、環(huán)境合規(guī)性

KO-CAP電容器在訂購(gòu)時(shí)選擇100% Sn焊料或Ni - Pd - Au時(shí)符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)鹵，環(huán)氧樹脂符合UL94 V - 0標(biāo)準(zhǔn)，這使得它在環(huán)保方面表現(xiàn)出色，能夠滿足不同地區(qū)的環(huán)保要求。

五、K-SIM軟件

對(duì)于特定零件編號(hào)的詳細(xì)分析，工程師可以訪問(wèn)https://ksim.kemet.com/capacitor-simulation 來(lái)使用KEMET的K - SIM軟件。該軟件可以模擬組件在頻率、環(huán)境溫度和直流偏置水平方面的行為，幫助工程師更好地了解電容器在不同條件下的性能，從而進(jìn)行更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。

六、訂購(gòu)信息

通過(guò)這個(gè)編碼系統(tǒng)，工程師可以準(zhǔn)確地選擇適合自己設(shè)計(jì)需求的電容器。

七、性能特性

1. 工作溫度范圍

-55°C至85°C/105°C/125°C（具體最大溫度額定值參考表1中的零件編號(hào)），能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境。

2. 額定電容范圍

在120 Hz/25°時(shí)為22 - 1,500 pF，提供了多種電容值的選擇。

3. 電容公差

有K公差(10%)和M公差(20%)兩種選擇，滿足不同的精度要求。

4. 額定電壓范圍

6.3 - 35VDC，適用于多種電壓等級(jí)的電路。

八、可靠性

KO-CAP電容器在類別電壓$U{c}$和類別溫度$T{c}$下的平均故障率為0.5 %/1,000小時(shí)。當(dāng)應(yīng)用電壓$U{A}$和應(yīng)用溫度$T{A}$低于$U{c}$和$T{c}$時(shí)，實(shí)際預(yù)期壽命會(huì)增加。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)$U{A}<0.9 * U{C}$且$T{A}<85^{circ} C$時(shí)，預(yù)期壽命通常會(huì)超過(guò)大多數(shù)硬件的使用壽命（>10年）。通過(guò)以下公式可以估算KO-CAP電容器在特定應(yīng)用電壓和溫度下的壽命： $TAF =e^{left[frac{E{a}}{k}left(frac{1}{273+T{A}}-frac{1}{273+T{C}}right)right]}$ $VAF=left(frac{U{c}}{U{A}}right)^{n}$ $AF = VAF TAF$ $Life{U{A}, T{A}}= Life {U{c}, T{c}} AF$

其中，$TAF$是溫度加速因子，$VAF$是電壓加速因子，$AF$是總加速因子，$Life$是預(yù)期壽命。這些公式為工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)評(píng)估電容器的壽命提供了重要的參考。

九、尺寸規(guī)格

文檔提供了T520 / T521 / T545和T523 / T548 / T593系列電容器的詳細(xì)尺寸信息，包括長(zhǎng)度、寬度、高度等，以及不同外殼代碼對(duì)應(yīng)的典型重量。這些尺寸信息對(duì)于電路板的布局設(shè)計(jì)非常重要，工程師可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適尺寸的電容器。

十、降額指南

KO-CAP電容器在不同的最大工作溫度下有相應(yīng)的降額曲線。雖然KO-CAP可以在額定電壓下工作，但為了確保長(zhǎng)期可靠性，KEMET建議設(shè)計(jì)師考慮對(duì)最大穩(wěn)態(tài)電壓進(jìn)行10%的電壓降額。這有助于提高電容器的使用壽命和穩(wěn)定性，減少潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)。

十一、紋波電流和紋波電壓

允許的交流紋波電壓和電流與等效串聯(lián)電阻（ESR）和器件的功率耗散能力有關(guān)。通過(guò)溫度補(bǔ)償乘數(shù)和最大允許功率耗散，可以計(jì)算出最大允許的均方根紋波電流或電壓。具體公式如下： $I(max )=sqrt{P max / R}$ $E(max )=Z sqrt P max / R$

其中，$I$是均方根紋波電流，$E$是均方根紋波電壓，$P max$是最大功率耗散，$R$是指定頻率下的ESR，$Z$是指定頻率下的阻抗。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要根據(jù)這些公式來(lái)確保電容器能夠正常工作，避免因紋波電流或電壓過(guò)大而導(dǎo)致的故障。

十二、浪涌電壓

浪涌電壓是可以施加到電容器上的最大電壓（峰值），在正常工作過(guò)程中，浪涌電壓不能用于周期性的充電和放電，也不能作為應(yīng)用電壓的一部分。通過(guò)在工作溫度下施加1,000個(gè)周期的測(cè)試來(lái)驗(yàn)證浪涌電壓能力，每個(gè)周期通過(guò)33歐姆電阻充電30秒，然后通過(guò)33歐姆電阻放電。文檔還提供了不同額定電壓對(duì)應(yīng)的浪涌電壓和類別浪涌電壓值，工程師需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)確保電容器在浪涌電壓情況下的安全性。

十三、反向電壓

聚合物電解電容器是極性器件，如果極性連接錯(cuò)誤，可能會(huì)永久損壞或毀壞。不過(guò)，這些器件在短時(shí)間內(nèi)可以承受一定程度的瞬態(tài)電壓反轉(zhuǎn)，具體允許的瞬態(tài)反向電壓與溫度有關(guān)，溫度越高，允許的反向電壓越低。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須注意電容器的極性連接，避免因反向電壓導(dǎo)致的故障。

十四、焊接工藝

KEMET的表面貼裝電容器適用于波峰焊（單波或雙波）、對(duì)流、紅外或氣相回流焊技術(shù)。建議對(duì)這些組件進(jìn)行預(yù)熱，以避免極端熱應(yīng)力。KEMET推薦的對(duì)流和紅外回流焊輪廓條件符合IPC/J - STD - 020D標(biāo)準(zhǔn)的濕度敏感性測(cè)試要求，器件在這些條件下最多可以承受三次回流焊。對(duì)于手工焊接，由于過(guò)程控制困難，需要特別小心，避免烙鐵接觸到模制外殼。文檔還提供了無(wú)鉛組裝的詳細(xì)焊接參數(shù)，如預(yù)熱/浸泡溫度、升溫速率、液相溫度、高于液相的時(shí)間、峰值溫度等，工程師需要嚴(yán)格按照這些參數(shù)進(jìn)行焊接操作，以確保焊接質(zhì)量。

十五、存儲(chǔ)要求

所有KO - Cap電容器都采用防潮袋（MBB）包裝，并配有干燥劑和濕度指示卡（HIC）。這些零件根據(jù)IPC/JEDEC J - STD - 020標(biāo)準(zhǔn)被分類為濕度敏感性等級(jí)3（MSL3）或濕度敏感性等級(jí)4（MSL4），并按照IPC/JEDEC J - STD - 033標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行包裝。未使用的電容器應(yīng)密封在帶有新鮮干燥劑的MBB中，以防止受潮影響性能。

十六、包裝信息

KEMET的模制芯片電容器系列采用8和12 mm塑料帶包裝，分別裝在7"和13"卷軸上，符合EIA標(biāo)準(zhǔn)481。這種包裝系統(tǒng)與所有帶式自動(dòng)拾放系統(tǒng)兼容，方便了生產(chǎn)線上的自動(dòng)化操作。文檔還提供了不同外殼代碼對(duì)應(yīng)的包裝數(shù)量、載帶尺寸、卷軸尺寸等詳細(xì)信息，工程師在選擇包裝方式時(shí)可以參考這些信息。

十七、總結(jié)

KEMET的KO-CAP聚合物電容器在固態(tài)驅(qū)動(dòng)器和高能應(yīng)用領(lǐng)域具有諸多優(yōu)勢(shì)，包括高能量密度、電容穩(wěn)定性、低ESR、高可靠性等。通過(guò)詳細(xì)的性能參數(shù)、訂購(gòu)信息、焊接工藝和存儲(chǔ)要求等方面的介紹，工程師可以全面了解該電容器的特點(diǎn)和使用方法，從而在設(shè)計(jì)電路時(shí)做出更合適的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求和工作環(huán)境，綜合考慮各種因素，確保電路的性能和可靠性。你在使用KO-CAP電容器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。