抗振電容器的選型標準和應用指南是什么？

抗振電容器的選擇標準包括應用類型、工作環境和特定振動特性等因素。考慮振動的頻率和幅度，以及暴露的持續時間。尋找具有堅固結構、更大焊盤和超高底座的電容器，以獲得更好的減振效果。

鋁電解

軸向引線和焊星形鋁電解電容器通過使用超堅固的引線（? 1.0 mm）和強大的繞組內部連接在罐中，從而提供高振動穩定性。

纏繞元件的雙重固定包括在罐底和蓋盤之間軸向壓縮，以及罐壁的波紋。繞組引線片和外殼之間的焊接連接進一步提高了抗振性。

使用這些構造技術，大型軸向引線和焊接星形鋁電解電容器具有高振動穩定性，而無需在電路板上進行額外的夾緊或粘合（圖 1）。

圖 1.抗振鋁電解電容器可設計為水平（軸向引線）或垂直（焊星）安裝。（圖片來源：TDK)

IEC 60068-2 規定了軸向引線電容器的抗振性。該測試要求最大加速度可達 20 g。設計人員應根據電容器安裝條件和電路板設計來防止諧振的可能性。

導電聚合物鋁電解液

導電聚合物鋁電容器中的固體聚合物電解質是抗振性和提高電容穩定性的重要貢獻者。與傳統電解電容器中的液體電解質相比，這些特性及其更好的溫度穩定性和更高的紋波電流額定值使這些電容器在汽車電子控制單元 （ECU） 中廣受歡迎。

該行業正在轉向直徑為 6.3 mm 的更小的抗振導電聚合物電解電容器設計，用于緊湊型 ECU 設計。同時，新的封裝和焊接選項可以將抗振性從 10 克提高到 30 克。

抗振性提高了 3 倍，這有三個因素，包括電容器外部更大的抗振結構、改進的電路板附件（無需灌封或粘合劑）以及輔助焊片（圖 2）。

圖 2.通過正確的封裝和安裝，導電聚合物電解電容器的抗振性可以提高三倍。（圖片：松下)

電容器會引起振動

不僅需要許多電容器來處理高水平的振動，而且電源轉換器中使用的多層陶瓷電容器（MLCC）由于壓電效應而可能成為振動源。

在開關電源轉換器中，MLCC可能會經歷高頻電壓變化，由于陶瓷中的壓電效應，導致電容器發生相應的變形。MLCC 的變形會在電路板中產生振動，從而導致放大和嗡嗡聲。

有幾種方法可以最大限度地減少 MLCC 嗡嗡聲。例如，在電路板的相對兩側安裝兩個電容器可以消除噪聲。如果可能，將電壓擺幅的大小降至最低，也可以減少嗡嗡聲。

部分MLCC采用低畸變介電材料，變形較小。此外，還有多種MLCC安裝選項，如內插器和金屬安裝端子，可用于減少MLCC變形向電路板的傳遞并控制噪聲。與使用低失真電介質相比，這些機械解決方案可以產生更大的影響（高達 -25 dB），低失真電介質可提供約 -7 dB 的降噪效果（圖 3）。

圖 3.有多種材料和安裝選項可用于減少 MLCC 產生的振動。（圖片來源：德州儀器 （TI）)

總結

鋁和導電聚合物電解電容器可能對振動敏感，而MLCC可能成為振動源。兩種情況下的解決方案相似。目前，有些電容器經過優化，可用于工業、汽車甚至一些消費類應用中的高振動環境。它們具有堅固的設計和特殊的安裝結構。PCB 集成始終是一個重要的考慮因素。