抗振电容器的选型标准和应用指南是什么？

抗振电容器的选择标准包括应用类型、工作环境和特定振动特性等因素。考虑振动的频率和幅度，以及暴露的持续时间。寻找具有坚固结构、更大焊盘和超高底座的电容器，以获得更好的减振效果。

铝电解

轴向引线和焊星形铝电解电容器通过使用超坚固的引线（∅ 1.0 mm）和强大的绕组内部连接在罐中，从而提供高振动稳定性。

缠绕元件的双重固定包括在罐底和盖盘之间轴向压缩，以及罐壁的波纹。绕组引线片和外壳之间的焊接连接进一步提高了抗振性。

使用这些构造技术，大型轴向引线和焊接星形铝电解电容器具有高振动稳定性，而无需在电路板上进行额外的夹紧或粘合（图 1）。

图 1.抗振铝电解电容器可设计为水平（轴向引线）或垂直（焊星）安装。（图片来源：TDK)

IEC 60068-2 规定了轴向引线电容器的抗振性。该测试要求最大加速度可达 20 g。设计人员应根据电容器安装条件和电路板设计来防止谐振的可能性。

导电聚合物铝电解液

导电聚合物铝电容器中的固体聚合物电解质是抗振性和提高电容稳定性的重要贡献者。与传统电解电容器中的液体电解质相比，这些特性及其更好的温度稳定性和更高的纹波电流额定值使这些电容器在汽车电子控制单元 （ECU） 中广受欢迎。

该行业正在转向直径为 6.3 mm 的更小的抗振导电聚合物电解电容器设计，用于紧凑型 ECU 设计。同时，新的封装和焊接选项可以将抗振性从 10 克提高到 30 克。

抗振性提高了 3 倍，这有三个因素，包括电容器外部更大的抗振结构、改进的电路板附件（无需灌封或粘合剂）以及辅助焊片（图 2）。

图 2.通过正确的封装和安装，导电聚合物电解电容器的抗振性可以提高三倍。（图片：松下)

电容器会引起振动

不仅需要许多电容器来处理高水平的振动，而且电源转换器中使用的多层陶瓷电容器（MLCC）由于压电效应而可能成为振动源。

在开关电源转换器中，MLCC可能会经历高频电压变化，由于陶瓷中的压电效应，导致电容器发生相应的变形。MLCC 的变形会在电路板中产生振动，从而导致放大和嗡嗡声。

有几种方法可以最大限度地减少 MLCC 嗡嗡声。例如，在电路板的相对两侧安装两个电容器可以消除噪声。如果可能，将电压摆幅的大小降至最低，也可以减少嗡嗡声。

部分MLCC采用低畸变介电材料，变形较小。此外，还有多种MLCC安装选项，如内插器和金属安装端子，可用于减少MLCC变形向电路板的传递并控制噪声。与使用低失真电介质相比，这些机械解决方案可以产生更大的影响（高达 -25 dB），低失真电介质可提供约 -7 dB 的降噪效果（图 3）。

图 3.有多种材料和安装选项可用于减少 MLCC 产生的振动。（图片来源：德州仪器 （TI）)

总结

铝和导电聚合物电解电容器可能对振动敏感，而MLCC可能成为振动源。两种情况下的解决方案相似。目前，有些电容器经过优化，可用于工业、汽车甚至一些消费类应用中的高振动环境。它们具有坚固的设计和特殊的安装结构。PCB 集成始终是一个重要的考虑因素。