本應用指南專門介紹采用液體電解質類型結構的矩形鋁外殼的鋁電解電容器。本應用指南提供了相關的技術信息,以及在選擇與使用相關的該電容器的技術類型時的一些主要優勢AAR 矩形產品系列,如由單節電池使用或組裝在電容器組中時。
符合 AEC-Q200 標準
我們的 AAR70 和 AAR80 產品系列符合 AEC-Q200 標準,其典型應用包括電動汽車,例如車載充電器 (OBC)、逆變器或壁箱。
堆垛能力/模塊化解決方案
由于其矩形形狀,我們的AAR產品系列提供了堆疊電容器的能力,以實現電容器的模塊化排列。以下是 KEMET 的一些建議。
安裝到印刷電路板 (PCB) 可以通過不同的方式進行配置。該電容器設計用于通過散熱器安裝或不帶冷卻。通過將電容器安裝在金屬底盤(散熱器電容器體)上,紋波電流能力得到顯著改善。用導熱粘合劑或糊劑安裝,將改善冷卻條件。
根據負載曲線和冷卻條件,高效冷卻可以將使用壽命延長 2-6 倍。 為了進行精確評估,建議直接與 KEMET 工程師合作,使用具有特定計算的應用信息。
AAR80 和 AAR70 電容器分別能夠承受高達 20g 和 40g 的 SIN 振動。當電容器剛性地安裝在PCB和/或金屬底盤上時,可實現最佳的抗振性。這是通過將電容器粘合到PCB或機箱上來實現的。使用導熱粘合劑可確保電容器的高效散熱。請注意,指定的振動電阻是指電容器本體的振動。電容器必須由主體箝位(剛性安裝)以滿足振動規格。
不剛性安裝的PCB可以充當膜.在共振頻率下,與輸入振動負載相比,振動可以達到高達一個數量級的加速度。為了避免明顯的諧振峰值,PCB的固定點之間需要有較短的距離。
如果電容器主體在振動期間(相對于PCB)有可能移動,則很容易導致因疲勞而斷開電線端子。在PCB上安裝剛性電容器至關重要。
電容器可以安裝在任何水平位置(圖1)或直立位置(圖2 - A)。
圖1 - A
圖1 - B
圖 1– (A) 水平安裝位置,單面散熱器。(B) 水平安裝位置,兩側散熱。引線的彎曲具有代表性。
圖 2 - (A) 直立位置,兩面散熱器沉入組組件中。(B) 水平安裝位置,帶 2 面散熱器和堆疊組組件。引線的彎曲具有代表性。
可以將電容器堆疊在一起(圖 2- B),以實現低高度輪廓,也可以將它們放置在直立位置組(圖 2 - A)以減少 PCB 占位面積。安裝在一起的電容器組將受益于施加在其上的粘合劑,從而形成剛性結構。使用導熱粘合劑將使溫度分布更均勻并改善散熱。
粘合劑不應覆蓋安全通風口或橡膠墊圈(@陽極(+)端接),以防止內部產生的氣體在過應力或災難性故障期間逸出。
電容器不應倒置安裝(安全通風口朝下)(圖 3 - A)。但是,如果PCB在應用上沿垂直方向安裝,則可以允許此位置(電容器處于水平位置參見圖3-B)。
圖3 - A
圖3 - B
圖3 - (A)不建議倒置。(B) PCB垂直放置,允許電容器安裝在水平位置 - 推薦。
可根據要求提供單個電容器或電容器之間的絕緣,當安裝在組配置中時。對于其他安裝選項,KEMET 將與客戶討論定制解決方案。
矩形提供良好的容積效率和高紋波電流能力
通過使用矩形形狀可以最大限度地提高占位面積效率,從而可以消除電容器之間的空白空間。在某些情況下,這可以減少電容器組總占位面積的35%。
以下是一組并聯的電容器組的比較,這些電容器在相同的最大額定溫度和電容/電壓下:最大額定溫度為85oC,300μF和450V。
表 1 - 考慮占用總占用空間(包括空白空間的咬接式 AAR70A301JJ450 與咬接式 ALA7DA301CC450 的比較)。
矩形 AAR70A301JJ450 與咬接式 ALA7DA301CC450
考慮自然對流散熱的矩形電容器的紋波電流能力顯示~25%的值(每體積)。
帶有堆疊組組件的水平安裝位置(圖 2 - B)顯示了在應用中減小總高度的最佳選擇。
組組件中的直立位置(圖 2 - A)可以根據尺寸進行定制,以降低電容器的總高度。電容器外殼尺寸可根據要求定制。
散熱器和紋波電流優化
AAR70 和 AAR80 電容器外殼的平坦表面積便于與散熱器一起使用。如前所述,將電容器安裝在金屬底盤上(散熱器電容器主體如圖1-A所示,采用導熱膏安裝),由于熱阻低,紋波電流能力可以得到顯著改善。
散熱器和紋波電流優化示例:
AAR80 紋波電流,目錄規格(@ 自然轉換 105°C):
AAR80A271JJ450 能夠在 12°C 時提供 6.85 A 紋波電流,由電容器的大表面散熱。
請注意,與單個電容器相比,使用堆疊在一起或以組配置中的多個電容器可以改變熱動力學,從而改變紋波電流能力。在這種情況下,請聯系 KEMET 尋求幫助。
清洗
鋁電解電容器的清潔容易受到某些清潔溶劑的損壞。通常不建議使用含有鹵代烴的清潔溶劑,尤其是氯化溶劑。這些溶劑可以通過橡膠擴散到電容器中,然后通過電化學轉化為游離氯化物,這會引起腐蝕。這種擴散會導致壓力積聚,從而破壞電容器。
無需預防措施即可使用的清潔溶劑:
建議使用清潔溶劑,例如醇類(例如異丙醇、甲基醇、乙基醇、丙基醇或丁醇)、乙二醇醚(例如甲基乙二醇)或乙酸乙酯。
如果電路板上的其他組件可以用水清洗, 那么建議用水溫和的清潔劑作為最溫和的清潔溶劑.但是,此過程之后應立即在+ 85°C的熱空氣中干燥5-10分鐘,以避免氫氧化物沉淀在罐子表面。
鹵代烴含有氟氯化碳,因此是消耗臭氧層的化學品(ODC)。不建議用作清潔溶劑。此外,這些溶劑會吸收到橡膠中,然后擴散到外殼中,從而損壞電解電容器,并可能侵蝕繞組,導致過早失效。
總體而言,使用 AAR70 和 AAR80 產品系列的主要優點是:
減少占地面積
堆垛能力
模塊化解決方案
高紋波電流下的容積效率
最佳形狀,可在散熱器條件下輕松冷卻
能夠根據客戶需求定制解決方案
審核編輯:郭婷
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