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鉭電容范文第1篇

開關式電源，微處理器和數字電路應用的一個共同趨勢是降低高頻工作時的噪聲。為了做到這一點，元器件必須具備低ESR(電阻率)、高電容和高可靠性。

鉭電容器陽極的總體表面積，特別是其表面積與體積比，是確定其ESR值的關鍵參數之一，總表面積越大，ESR值越大。使用多陽極是大幅降低鉭電容器ESR值的其中一種方法，其做法是在一個電容體中使用多個相同的電極材料。傳統的做法

在高壽命和高可靠性應用中，二氧化錳電板極常規鉭電容器仍然是一個普遍的選擇。二氧化錳技術能提供極好的場性能和環境穩定性以及在很寬的電壓范圍如2.5～50V內提供高電阻率和熱阻率，器件設計的運行溫度在125℃以上。然而，與聚合物鉭電容器相比，二氧化錳電極系統較高的ESR是一個缺點。

陽極選擇

單一陽極技術成為標準通用型選擇是由于其出色的性價比。多陽極設計可提供更低的ESR值，但其缺點是生產成本要高于單陽極解決方案。

使用標準的芯片集成工藝的槽式陽極設計是低ESR與低成本折中的一種結果。因此，槽式設計通常用于價格敏感同時要求低ESR的設計，而多陽極技術適合用于既要求低ESR更要求高可靠性的應用中，如電信基礎設施、網絡、服務器和軍事/航空航天等應用。

除了上述差異，多陽極的概念有另兩處優勢。

(1)多陽極設計具有更好的散熱性能，這意味著多陽極電容可以承載更高的持續電流；同理，多陽極電容對抗電流浪涌危害的能力也更強。

(2)相較于單一的陽極，多陽極電容的單位容積效率較低，這導致了一種假設，認為多陽極不能達到與單一陽極一樣的CV(定電壓因素)。事實上，薄的陽極實現起來更容易，并且更易被第二個二氧化錳電極系統穿透，使更高的CV得以利用，因此，多陽極電容器能達到同樣甚至更高的CV水平。

常見多陽極類型

當今市場上常用的鉭多陽極通常采用縱向排列3～5個陽極于一個電容體內的方法實現，如圖1所示。這實際是從制造的角度來看的，如果從ESR的角度，此解決辦法則不如橫向布局，橫向布局中更薄的平板陽極有望進一步減小ESR。

新的多陽極裝置多陽極設計的費用隨其陽極個數增長而成倍增長。目前大多數設計中使用的三陽極設計已接近成本與ESR的最佳優化比。

縱向設計的結構中，一個陽極通過電極銀膠環氧樹脂連接到第二個，再到另一個電極引線框。同樣的做法被使用于標準的單陽極電容中，因此其制造技術與舊有的類似，無須為多陽極設計的新技術環節追加很多額外投資。

另一方面，橫向設計需要為陽極之間的連接產生新的解決方法，這直接導致了代價高昂的技術修改。因此，迄今為止這種設計并沒有被用于單一多陽極電容的批量生產。橫向的設計更經常使用于一些特殊應用中，方式是通過焊接或跳汰系統，將兩個或兩個以上完整的電容器疊加到陣列或模塊中。

橫向和縱向結構兩者ESR性能之間的差異如圖2所示。這個例子是基于對D類電容器的理論計算，圖2表明，兩陽極橫向結構與三陽極系統的縱向結構的ESR值相似。然而，相對而言橫向結構在ESR上性價比優勢更顯著。

相比橫向結構，縱向設計在縮減高度上受限制更大，目前的電容器高度一般在3.5～4.5mm。今天，這一因素更顯重要，甚至在有如電信基礎設施、軍事等應用中，電子產品的小型化也正成為一個考驗，這在過去是不曾有的。

利用兩個陽極橫向“鏡像”結構，研究人員已經開發出一種新型的多陽極結構。鏡像結構使用改良的引線框形狀，引線框定位于兩陽極中間。這種結構解決了電極橫向排列的連接問題，并使工藝改裝費用下降到了可接受的水平。

兩陽極鏡像設計的ESR性能稍遜色于三陽極縱向結構的效果，但它制造起來更便宜。鏡像設計的主要好處在于，它使多陽極電容器的高度減小，最低下降到3.1mm。

利用鏡像設計的其他優點是，其對稱的布局有助于減少自感(ESL)。對稱的結構對電感回路作了部分補償，有利于將ESL降低至采用經典引線框設計的方案之下。

一個D類單陽極設計的ESL值為2.4nH，典型值為2.1nH左右。鏡像設計的ESL值約lnH為常規設計的一半。這會將鏡像多陽極的共振頻率升至更高值，如圖3所示。

鏡像結構如果使用更薄的陽極，電容將隨頻率下降至更低。鏡像設計的共振頻率改變，其原因是目前一般的DC/DC轉換器其開關頻率的工作范圍(250～500kH)會因降低ESL而顯著升高。

鉭電容范文第2篇

1、電容器，顧名思義，是“裝電的容器”，是一種容納電荷的器件，英文名稱capacitor，電容是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于電路中的隔直通交、耦合、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制等方面；

2、任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體間都構成一個電容器；

3、電容的主要物理特征是儲存電荷，由于電荷的儲存意味著能的儲存，因此也可說電容器是一個儲能元件，確切的說是儲存電能，兩個平行的金屬板即構成一個電容器；

鉭電容范文第3篇

關鍵詞：電力電容器；無功補償；熔絲

中圖分類號：TM53文獻標識碼：A文章編號：

前言:變電站高壓電力電容器是無功補償的主要設備，相對于其它高壓設備，其絕緣較為薄弱，在運行中容易發牛內部故障，不僅影響電容器的可用率，而且增加維護工作量。變電站高壓電力電容器的運行可靠性與電容器的質量有關，同時也與電容器的選型、運行狀態和裝置的設計方式密切相關。

1、電力電容器選用

當前投入運行的自動補償設備可按裝置阻抗特性分為兩大類：固定阻抗型和可變阻抗型?？勺冏杩剐停喝鏢VC、STATCOM等技術先進、響應速度快、補償精度高，但因投資較大，用戶特別是電力系統外的一般企業用戶較少采用。固定阻抗型：如分組電容器自動補償裝置隨著自動控制技術的發展，裝置性能顯著提高，亦能夠較好地滿足系統電壓無功自動綜合控制的要求，并且簡單經濟，得到了用戶的廣泛認可，是目前變電站10kV無功自動補償的主要方式，220kV、110kV變電站推薦優先選用10kV電容器分組電容器自動補償裝置。

220kV、110kV變電站無功補償設備優先選用框架式電容器組，不用集合式電容器。集合式電容器雖然有著占地空間小、帶電部位外露極少、外殼不帶電等優點，但集合式電容器有可能會因內部電容單元擊穿而造成三相電容量不平衡，進而導致跳閘，且一旦出現故障，整臺停運，補償容量損失大，在現場不能更換大箱體內的故障電容器，需返廠修理，引起的電容器組停運時間較長，對系統電壓影響較大。集合式電容器采用的絕緣油品種繁多，給運行維護帶來很大的不便，補充檢修或滲漏導致的缺油變得非常困難。運行經驗表明，運行中的集合式電容器大油箱絕緣擊穿電壓的降低與目前油保護的方式有很大關系。集合式電容器普遍使用的是呼吸器，并且是高懸在油枕旁邊，運行維護不方便。因此，從滿足電網安全運行的角度看，變電站無功補償設備應優先選用框架式電容器組。

2、電容器等容分組和不等容分組

自動跟蹤補償把一定容量的電容器分成多組，自動跟蹤負荷的變化投切電容器組數來調整投入電容的容量，盡可能的使無功隨時平衡。很顯然分組的多少，投入電容器的容量變化梯度大小影響跟蹤效果。分組越多，容量變化梯度越小跟蹤效果越好，補償精度越高。電容器的分組有等容分組和比容分組兩種。

等容分組就是把一定容量的電容器Q平均分成多組，每組的容量就是電容器的調整容量變化梯度，大小為Q/n，組數就是調整的級數。以等容分組5組為例，變化梯度為Q/5，調整級數共5級，連續投入和連續切除如圖（1）所示：

圖（1）

不等容分組是把一定容量的電容器按一定的比例分組，然后各比值容量組合，組合出多級等梯度可調變化容量。不等容分組分為等比分組和差比分組兩種。以差比分組3組為例，分組時比例通常為1:2:4，變化梯度為Q/7，調整級數共7級，連續投入和連續切除如圖（2）所示：投切有間斷。

圖（2）

等容分組和不等容分組的比較：

2.1等容分組的分組數就是電容器投切的級數；比容分組的分組數通過組合可以組合出較多的級數。

2.2等容分組投切電容器是連續遞增或連續遞減，對電網沖擊?。槐热莘纸M投切電容器是不連續的有間斷，對電網沖擊大，容易造成電壓波動。

2.3 等容分組投切電容器可以循環投切（先投先切）開關和電容器均衡使用；比容分組投切電容器只能按組合規律投切，開關和電容器不能均衡使用。

2.4 兩種分組方式相比較，同樣條件下等容分組投切電容器次數少，比容分組投切電容器次數多開關動較頻繁。

綜上所述，比容分組雖然能用較少的分組獲得較多的投切級數，但開關和電容器的故障率遠高于等容分組的裝置，而且投切電容器時電壓波動大。因此，220kV、110kV變電站優先選用電容器等容分組。

3、內熔絲與外熔絲

內熔絲是內熔絲電容器的限流裝置。每一個電容器元件都串聯一個內熔絲，當任一元件發生故障引起短路時，與其串聯的熔絲動作，使此元件瞬間及時與線路脫離，電容器減少一只元件，其相應的電容變化很小，只有1∼2%，可以忽略不計，并且其它電容器上的過電壓增量非常小，故不會對系統造成影響。同時也避免了經常更換電容器之苦，降低運行和維護成本。由于電容器內部有內熔絲隔離層，故不會發生內熔絲群爆現象。采用內熔絲技術可使電容器單臺容量做得很大，從而使電容器組更加緊湊，占地面積減小。

內熔絲電容器 外熔絲電容器

外熔絲是單臺電容器內部元件短路故障（包括引線對外殼的短路故障）的保護器件。一只元件損壞短路整個并聯段。由公式I=UωC可知，當電容量(C)增大時，電流(I)隨之增大，直到外熔絲斷開，一旦外熔絲斷開，電容量損失大。電容器組裝設外熔絲，從運行情況的統計，外熔絲非常容易被腐蝕，并且很容易誤動，質量和性能存在不穩定的問題；新安裝的熔斷器安裝角度和熔絲拉緊度不易控制，受施工質量影響較大。而且當電容器組每相（臂）的串聯段數等于或大于3時，外熔絲不能可靠保護內部元件故障（包括極對殼故障）。

綜上所述，220kV、110kV變電站電容器優先選用內熔絲作為電容器的保護器件。

4、電容器額定電壓的選擇和運行電壓控制

在并聯電容器裝置設計中，正確地選擇電容器的額定電壓十分重要。并聯電容器額定電壓的安全裕度若取值過大，就會出現過大的容量虧損；額定電壓取值過小，則容易發生故障。為達到經濟和安全運行的目的，選擇并聯電容器額定電壓應考慮下列因素：

a)并聯電容接入電網處的實際運行電壓，盡可能使電容器的額定容量得到充分利用，不應過載運行；

b)并聯電容器在運行中承受的長期工頻過電壓應不大于電容器額定電壓的1.1倍，持續運行電壓不大于電容器額定電壓的1.05倍；

c)接入串聯電抗器后會引起并聯電容器運行電壓升高，但不造成對電容器絕緣的危害。接入串聯電抗器后，并聯電容器運行電壓按下式計算：

(1)

式中：為單臺電容器的運行電壓；為并聯電容器裝置的母線運行電壓； S為電容器組每相的串聯段數；K為電抗率。

根據220kV、110kV變電站的運行數據，10kV母線的運行電壓的平均值約為10.5kV，故并聯電容器裝置的母線運行電壓為10.5kV，本工程中電抗率選5%，電容器組每相的串聯段數為1，根據公式(1)，單臺電容器的運行電壓為6.38kV,具體計算如下：

5、結語

提高電力電容器運行可靠性需要選用品質良好的電容器產品，同時還應注意電容器的選型、設計、運行電壓控制等影響電力電容器安全運行的因素，采取有效的預防措施和方法，以保障電力系統設備安全、經濟運行。

參 考 文 獻：

[1]於益軍，陸杏全．電容器調節配電系統電壓[J]．電力系統自動化，

2000．24(4)：64―66．

[2]房金蘭．全膜介質高壓并聯電容器在我國的發展[J]．電力電容器，2000，(1)．

[3]林俊陸．電力電容器的維護與運行管理 廣東科技2008(22)．

鉭電容范文第4篇

GTX550Ti和GTX560Ti一樣，擁有Ti“鈦”的命名后續，可知GTX550Ti是繼GTX560Ti之后的又一重要產品。該產品的最大亮點在于低功耗以及高頻率，性能上高于前代猛將GTS250，核心規格同樣高于前者。GTX550Ti的默認頻率高達900MHz，晶體管頻率已近接近同代A卡的核心頻率，可見NVIDIA在晶體管設計上，做了不少優化。相對于前代產品GTS250，G92默認頻率為772MHz，差距尤為明顯。

G92只有128個流處理器單元，而GTX550Ti的單元增加到192個，規格上有大幅提升。顯存頻率設定上，GTX550Ti默認設置為4100MHz，高于GTX460的3600MHz。市場定位上看，GF116是NVIDIA進入第二代DX11產品的第三款核心，前者分別是GF110和GF114緊跟其后的是GF116。GF116是取代前核心G92，并且接替第二代DX11產品GTS450。經過優化后的核心在漏電以及功耗控制上都表現出色，而且發熱量也降低了不少，因此在烤機時并不會出現溫度過高。

本次PK的兩塊非公版顯卡分別來自影馳和七彩虹的巔峰之作，它們是影馳的玩家榮耀HOF，以及iGame的“鯊魚”仿生學設計。兩者均為市面上同類產品的佼佼者， 因此筆者把它們拿出來進行比較。

PK前夕的寂靜

影馳名人堂（筆者譯玩家榮耀）Hall of Fame簡介

名人堂Hall of Fame是影馳最近推出的系列，該產品定位最頂級的玩家應用，面向高端玩家以及極限超頻的用戶，因此在做工上不惜成本。本著一切皆為性能的理念，該系列的設計要求做到各項指標達到極致。

影馳GTX550Ti HOF參數設定十分高，核心頻率默認達到1000MHz，已經接近GF116芯片設計的極限。顯存設定也達到了4600MHz，比公版高出12%，為GPU核心提供更高的帶寬。

該顯卡的設計優勢是追求全方位的突出，因此顯卡無論在做工、顯存、默認頻率、散熱、供電等都做到極致。PCB設計上，顯卡較為突出地使用了白色的設計，在板卡設計上是十分罕見的，也表明了顯卡在內涵以及外觀上都十分突出。

用料以及電路設計是顯卡最突出的地方。影馳GTX550Ti HOF在供電設計上遠遠超越了其他同類產品。其中顯卡的供電設計尤為奢華，采用6+2相夸張設計，做工上甚至超越公版的頂級顯卡。每相的設計采用3枚超低阻值的MOS管，末端的濾波電容采用了大量的鉭電容以及陶瓷電容。電感器采用頂級公版卡才使用的R12配件。

iGame 鯊魚系列簡介

iGame鯊魚系列首次出現于七彩虹的iGame GTX460上，該設計采用了仿生鯊魚動力學來改造顯卡的整體散熱系統，讓其效能達到一個新的高度。同時造型也十分酷炫，吸引了大批追捧的玩家。鯊魚系列顯卡的兩大亮點，分別在于它的非對稱風扇以及鯊魚呼吸構造的散熱器。非對稱的設計，可以減少風扇在運轉時切割空氣所產生的噪音，同時由于扇葉遵循流體力學設計，因此在降低噪音的同時可以增加15%的送風量。

鉭電容范文第5篇

關鍵詞：電源完整性；高速電路；信號完整性；HyperLynx

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：2095-8412(2016)02-226-04

引言

電子元器件朝著微型化、高集成度、多功能化的方向發展，其瞬態切換功率越來越高，工作電壓越來越低，噪音裕量變小，相應的PCB板整體電路設計密度更高，速度更快，對電源的要求更加苛刻。在設計復雜程度提高的同時，設計整體PCB整體電路時，勢必遇到越來越多影響電源穩定性的各種干擾因素，且目前的信號完整性仿真都是建立在電源系統絕對穩定基礎之上的。所以在互連設計時，進行電源完整性分析已成為必然。目前支持仿真的軟件有很多，本文主要利用Mentor公司的HyperLynx進行仿真設計。

1電源完整性分析

電源完整性分析的主要目標就是能夠給芯片電路提供干凈的電源，消除電源噪聲對芯片輸出信號的影響。電源噪聲對芯片的影響，會引起輸出信號的邏輯錯誤或者產生時序問題。此外，電源地網絡和信號網絡不是獨立的，而是緊緊耦合在一起的。所以電源地的噪聲還會通過耦合影響信號線，或者輻射到外面，會產生EMI、EMC的問題等等[1]。一個電源供給系統（PDS）由電壓調整器VRM、BULK電容、高頻退耦電容、電源地平面四個對象構成[2]。一個理想的電源系統其等效阻抗應該為零，即在平面任何地方的電位應該保持穩定不變的，但是在實際運用中存在很大的噪聲干擾，甚至有可能影響系統的正常工作。因此電源完整性分析的核心就是設計整個電源供給網絡或者其中的一部分，在感興趣的頻率范圍內降低整個網絡的阻抗，使得電源地網絡產生的噪聲最小，而電源地網絡設計一個主要參數就是目標阻抗，它的定義為：其中Power_Supply_Voltage為電源網絡的供電電壓，Allowed_Ripple為該網絡允許的最大紋波，Current為通過的電流值。當前解決電源完整性首先要合理設計PCB疊層，在電源層和地層大面積鋪銅，提供低阻抗的路徑。對于由于芯片本身內部引起的電源問題最有效的途徑就是合理的布置去耦電容[3]。因此解決電源完整性問題的關鍵應該是選擇合適的電容、在合理的位置擺放這些電容，使PDS阻抗在系統的工作頻率范圍內小于目標阻抗。

2仿真分析流程

2.1系統簡介

以目前設計的一高速采集系統為例來詳細闡述仿真分析的流程。該系統采用高速ADC、高端FPGA以及高速光纖模塊為硬件平臺來實現數據的采集傳輸。系統功能框圖如圖1所示。

2.2電源完整性仿真

運用HyperLynx內嵌的功能模塊PI來進行電源完整性仿真[4]。PI模塊仿真方式分為集總參數仿真和分布參數仿真。集總參數仿真即把整個電源平面看成一個集成點，而分布參數仿真采用頻點掃描，可選擇要仿真的管腳，看管腳之間的交互影響。一般我們在進行電源Net仿真時，選擇集總參數對整個網絡進行阻抗分析更加有效。集總參數仿真也可導出到預分析環境中進行增減電容，替換電容，改變安裝方式，改變疊層等What-If分析方法來進行該供電網絡的PCB優化設計。首先設置板級的分析數據庫，將PCB板圖設計數據直接讀入，確定板材材料，明確PCB疊層關系，設置各電源網絡的直流電壓，導入去耦電容模型或設置去耦電容參數包括ESR和ESL。根據設計要求確定電源平面的噪聲容限，一般按照電源網絡的5%來定義，最大動態電流一般按照芯片工作最大電流的50%來計算要仿真的電源網絡目標阻抗。先對FPGA中關鍵的內核電壓進行仿真。通常用鉭電容來進行板級低頻段去耦，可以用幾個或多個電容并聯以減小等效串聯電感。在高頻段，把去耦的頻率范圍分成3到4個頻段。在本系統中FPGA實際工作頻率為300MHz，在低頻段選擇多個470uf的鉭電容并聯，然后高頻段要考慮利用多個陶瓷小電容并聯簡單有效的減小阻抗，同時容值間隔不能太大，要有效控制反諧振點阻抗的幅度。通過計算，我們可以選擇2.2uf和0.1uf的電容組合為該電源網絡高頻段進行去耦設計。圖2為FPGA內核電壓網絡頻率—目標阻抗曲線圖，從圖中可以在為300MHz時，最大的阻抗為0.071124，即紋波電壓最大為71mv。在實際設計時允許阻抗在目標阻抗線上一點，因為仿真的時候沒有考慮芯片本身內部的濾波設計。因此可以看出電容設計基本上是可以滿足阻抗設計要求的。同時還可對電源平面可進行壓降和電流密度的仿真，防止器件出現失效過大的電壓降，導致器件邏輯出錯；或因過高的電流密度導致PCB損壞。從圖3可以看出，該電源網絡最大壓降為0.4mv，表層最高電流密度為14.7A/mm2，是能夠滿足設計要求的。

2.3信號完整性仿真

根據上一章節對電源完整性仿真的結果，同時可以對主要網絡的信號完整性進行仿真，從而更直接的驗證電源完整性設計的合理性。對于本系統電路來說，由于要實現帶寬400MHz的中頻采樣，后期傳輸速率很大，因此要著重關注光纖數據的傳輸。選取其中一對光纖輸出差分線，導入到前仿真中，然后提取過孔的S參數模型，如圖4所示。圖5為傳輸速度為8Gbps的數據傳輸眼圖仿真結果，眼圖過渡良好，眼部充分張開，說明接收器側的FPGA可以輕松地解讀數據，能夠很好的實現8Gbps的數據傳輸。

3實際測試結果

在本系統實際測試中，運用光纜實現測試數據自回環，通過計算機端的FPGA邏輯分析軟件Vivado來觀察光模塊的工作狀態。測試結果如圖6所示，可以看出光模塊可以很好的實現8Gsps的數據傳輸，無誤碼出現。

4結束語

本文簡要的介紹了利用電路仿真工具進行電源完整性以及信號完整性仿真的方法和流程，并結合項目中的電路設計進行仿真，并對結果進行了驗證。實踐證明：通過軟件對電路PCB板進行電源完整性以及關鍵信號線進行仿真，可以有效的縮短設計的周期，降低設計的難度，提高設計的可靠性。

參考文獻

高性能PCB的SI/PI和EMI/EMC仿真設計Ansoft培訓手冊.

申偉,唐萬明,王楊.高速PCB的電源完整性分析[J].現代電子技術,2009,311(24):213-218.

(美)伯格丁(Bogatin,E.)著.李玉山等譯.信號完整性分析[M].北京:電子工業出版社,2005.

張海風等編著.HyperLynx仿真與PCB設計[M].北京:機械工業出版社，2005.堵軍,高輝,