小米手环,了解电容器漏电,使智能产品运转更长时刻,总裁爹地不好惹

admin 2019-04-02 阅读:270

作者:Axel Schmidt,基美电子(KEMET)

物联网(IoT)的遍及推动了人们膏壤英魂对传感器或执行器等智能设备的需求,这类设备采纳自供电,或许能够选用扣子电池巨细的电源而长期作业数年。从能量搜集或电池办理体系直到天线,超低功耗规划技能已日新月异,其在不需求时仟易贷可封闭任何子体系,并从每一焦耳中获取最大效益张紫妍生前被逼玩5p。

尽管有节能相关的电路和软件规划,但电容器漏电问题或许会导致产品在可用的毫安时下不足以继续作业满足长的时间。为了使来自能量搜集体系或DC/DC转换器的电源安稳,通绚烂绝伦造句常需求运用多个电容器,而当其充电后呈现“漏水桶”特性时,其会继续耗散少数电荷,然后糟蹋名贵的电能。

尽管只要几个微安,但漏电流的巨细或许与规划人家庭电梯价格员尽心竭力经过奇妙运用省电形式而完结微控制器的节能适当。因而,咱们有必要剖析电路中电容器的漏电流,并考虑挑选代替元村欲件来削减它。

省电时机

图1是德州仪器(TI)针对PIR传感器参阅规划引荐的储能电容器网络,它包括五个电容。十年免保护作业是这类产品的一个一起方针,但若电容器挑选不妥,其漏电流特性或许导致扣子电池不足以坚持作业10年时间。

图1.电源滤波和安稳电容器或许引起电池能量损耗。

图字:电池连接器和储能电容器

相同,在能量搜集体系中,需求运用大电容来驱动运用,并依据均匀功耗来核算其值。太阳能电池或珀耳帖模块等搜集设备所搜集的能量中有一小部分,会存储在电容器中并跟着时间的推移而放电损耗掉。

技能挑选

挑选适宜的技能、额外电压和电容值,会对漏电形成的能量损耗发生巨大影响。让咱们来看看陶瓷电容器(MLCC),它们广泛用于滤除电源噪声,并供给坚持能量,而补偿供电中止或确保关机能够正常完结。因为漏电流很小,因而能够依据器材的绝缘电阻来量化作用:更高的绝缘电阻可完结更低的漏电。

MLCC包括多个平行极板,分别由陶瓷电介质离隔。一般,咱们期望以尽或许小的外壳查利墨菲尺度取得尽或许高的电容值。电容器制造商已开宣布薄介电层、精细颗粒和精细层压技能,能够在规范SMD外壳尺度的受限尺度中提高电容。另一方面曹蒹葭怎样死的,完结更高的额外电压需求选用更厚的介电层:添加额外电压可添加绝缘电阻,然后削减漏电,但假如外壳尺度坚持不变,电容也会更低。

咱们能够看到介电厚度、所加电压和电子迁移率是怎么影响漏电流的。电容器内的电场会对带电粒子施加一个力:

F = E*q = U/d * q

这个力会驱动器材内的电子活动,然后引起漏电流。很明显,关于给定的施加小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹电压,跟着电介质厚度d减畅晨吧小,力F及其引起的漏电流将会添加。

另一种将电容与外壳尺度树立联络的办法是经过以下等式:

C = (k x A x (n小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹-1))/t

能够看到,假如咱们想要在减小面积(例如0812到0402)的一起坚持相同的电容,那么咱们能够减小电介质厚度或添加层数。最或许的办法是结合运用两者。总的来说,咱们能够看到,电容器的小型化会不可避免地添加漏电。

咱们还有必要意识到漏电随温度的改变。跟着带电粒子的迁移率随温度的添加而添加,漏电也会添加。实际上,在室温文45℃之间,MLCC漏电会添加7倍以上。

核算漏电流

核算漏电流能够评价其对电池作业时间的影响。留意,在施加电压之后,开始流入电容器的电流会马上包括充电电流和介电吸收电流以及漏电流。跟着充电电流和吸收电流的衰减,流过的电流会收陈高全敛到漏电流。

陶瓷电容器的数据手册会依据外壳尺度和电容值,以欧姆法拉(-F)为单位来声明所确保的最小绝缘电阻或绝缘电阻限值。要核算给定电容的绝缘电阻,只需检查器材所指定的欧法数,然后除以电容值即可。然后能够经过运用欧姆定律来核算作业电压下的漏电流:

漏电流=电压/绝缘电阻

来看下这个比如,假如在作业电压为5V的情况下,运用1047F的商用X7R MLCC进行电源轨滤波,数据手册确保该器材的绝缘电阻规范为500M.F:

IR = 500MΩ/(47F) = 何妍秀10.6MΩ

然后能够核算10个电容器阵列的直流漏电流:

IR (10 x 47F) = (500MΩ.F)/(47F)x 1/10= 1.06MΩ

DCL (10 x 47F) = 5V鲍长义/1.06MΩ = 4.7A

钽电容器

钽电容器因为具有高容积功率、低噪声和长期安稳性等特色,因而成为功耗受限的物联网设备的抱负挑选——这类设备需求在更长的运用寿命内免保护作业。

关于这些类型的电容器,评价直流漏电流比陶瓷电容器更简单。数据手册直接将直流漏电流表明为电容值和电压乘积的一部分。关于基美电子T491规范MnO2电容器系列来说,该表达式为:

DCL = 0.五虎山漂流01 x C x V

因而,与前面的比如比较,关于所加电压为驱魔战警5小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹V的470F电容,直流漏电流是:

DCL = 0.01 x C x V = 0.01 x 470 x 5 = 23.5A

关于专为低漏电而规划的基美T489系列来说,其表达式是:

DCL = 0.0075 x C x V = 0.0075 x 470 x 5 = 17.6A

因而,用470F的T489电容器替代T491器材能够完结漏电流的有用下降。

在钽电容器中,因为额外电小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹压和电介质厚度之间的联络,漏电流在很大程度上取决于所加电压与额外电压之比。从图2的曲线图中能够看到小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹,当所加电压远低于额外电压时,漏电流可完结明显下降。指定选用额外电压比所加电压高10倍的电容器,能够将直流漏电流削减50倍。规划人员能够在需求极低漏电流的电路中运用这一点,但这会添加器材尺度。

请留意,漏电也取决于温度,因而在核算对体系电能预算的影响时,也应考虑到这一点。

图2.直朱玲蒂流漏电朱容墓流随所加电压/额外电压比值的典型改变。

图字:直流漏电流乘数;额外小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹电压百分比;所加电压对直流漏电流的典型影响

总结

在规划超低功耗体系或有必要能在不对电池充电或替换的情况下长期作业的设备时——例如无美咲结衣源红外(PIR)传感器或需求运用大电容来坚持对体系安稳供电的能量搜集系吹缆机统——需求考虑电容器的直流漏电现象。

为了确认任何必要的缓解办法,咱们有必要核算漏电流对体系全体能量预算的影响。具有大电容值的陶瓷电容器往往具有更高的直流漏电。另一方面,额外电压较高的器材可完结较低的漏电265g游戏浏览器,但相关于封装尺度来说电容值也较小。指定运用专用低漏电系列中的电容器,例如T4小米手环,了解电容器漏电,使智能产品作业更长期,总裁爹地不好惹98钽系列,能够削减漏电。