KEMET KO-CAP聚合物电容器：固态驱动器与高能应用的理想之选

在电子工程师的日常工作中，选择合适的电容器对于电路的性能和稳定性至关重要。今天，我们就来深入探讨KEMET的有机电容器（KO-CAP），它在固态驱动器和高能应用领域有着出色的表现。

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一、KO-CAP概述

KEMET的KO-CAP聚合物电容器是需要电源损耗保护（保持）或在电路板空间有限时实现电路最大功率效率的理想解决方案。它具有高能量密度、在施加电压和温度变化时电容稳定、无老化效应等优点。其导电聚合物阴极提供了非常低的等效串联电阻（ESR），并在高频下具有较高的电容保持率。与基于液体电解质的电容器不同，KEMET聚合物电容器具有很长的使用寿命和高纹波电流能力。T520、T521、T523和T545系列的电容器常用于这些应用，满足了固态驱动器细分市场的特定需求。

二、KO-CAP的优势

1. 高能量密度

每单位体积具有最高的能量，能够在有限的空间内存储更多的能量，这对于空间受限的应用来说非常关键。

2. 电容稳定性

在不同的温度和电压条件下，电容值保持稳定，确保了电路性能的一致性。

3. 无老化效应

不会像一些传统电容器那样随着时间的推移而出现性能下降的问题，延长了产品的使用寿命。

4. 低ESR值

低ESR有助于降低电容器在工作过程中的能量损耗，提高电路的效率。

5. 高频电容保持率

在高频环境下，能够保持较高的电容值，保证了电路在高频信号下的正常工作。

6. 高纹波处理能力

可以承受较大的纹波电流，增强了电路的稳定性和可靠性。

7. 其他优势

如T593系列具有增强的高湿度性能（1000h 85ºC，85% RH负载），所有产品均经过100%加速稳态老化和100%浪涌电流测试，并且采用无卤环氧树脂，符合RoHS标准。

三、应用领域

KO-CAP聚合物电容器的典型应用包括企业存储、网络、服务器、移动设备、客户端存储和客户端计算等领域。这些领域对电容器的性能和可靠性要求较高，KO-CAP正好能够满足这些需求。

四、环境合规性

KO-CAP电容器在订购时选择100% Sn焊料或Ni - Pd - Au时符合RoHS标准，无卤，环氧树脂符合UL94 V - 0标准，这使得它在环保方面表现出色，能够满足不同地区的环保要求。

五、K-SIM软件

对于特定零件编号的详细分析，工程师可以访问https://ksim.kemet.com/capacitor-simulation 来使用KEMET的K - SIM软件。该软件可以模拟组件在频率、环境温度和直流偏置水平方面的行为，帮助工程师更好地了解电容器在不同条件下的性能，从而进行更优化的设计。

六、订购信息

KO-CAP电容器的订购信息通过一个特定的编码系统来表示，包括电容器类别、系列、外壳尺寸、电容代码、电容公差、额定电压、故障率/设计、终端表面处理、ESR和包装等信息。例如：	T	523	W	566	M	035	A	P	E070
电容器类别	系列	外壳尺寸	电容代码(pF)	电容公差	额定电压 (VDC)	故障率/设计	终端表面处理	ESR	包装 (C - Spec)

通过这个编码系统，工程师可以准确地选择适合自己设计需求的电容器。

七、性能特性

1. 工作温度范围

-55°C至85°C/105°C/125°C（具体最大温度额定值参考表1中的零件编号），能够适应不同的工作环境。

2. 额定电容范围

在120 Hz/25°时为22 - 1,500 pF，提供了多种电容值的选择。

3. 电容公差

有K公差(10%)和M公差(20%)两种选择，满足不同的精度要求。

4. 额定电压范围

6.3 - 35VDC，适用于多种电压等级的电路。

八、可靠性

KO-CAP电容器在类别电压$U{c}$和类别温度$T{c}$下的平均故障率为0.5 %/1,000小时。当应用电压$U{A}$和应用温度$T{A}$低于$U{c}$和$T{c}$时，实际预期寿命会增加。一般来说，当$U{A}<0.9 * U{C}$且$T{A}<85^{circ} C$时，预期寿命通常会超过大多数硬件的使用寿命（>10年）。通过以下公式可以估算KO-CAP电容器在特定应用电压和温度下的寿命： $TAF =e^{left[frac{E{a}}{k}left(frac{1}{273+T{A}}-frac{1}{273+T{C}}right)right]}$ $VAF=left(frac{U{c}}{U{A}}right)^{n}$ $AF = VAF TAF$ $Life{U{A}, T{A}}= Life {U{c}, T{c}} AF$

其中，$TAF$是温度加速因子，$VAF$是电压加速因子，$AF$是总加速因子，$Life$是预期寿命。这些公式为工程师在设计电路时评估电容器的寿命提供了重要的参考。

九、尺寸规格

文档提供了T520 / T521 / T545和T523 / T548 / T593系列电容器的详细尺寸信息，包括长度、宽度、高度等，以及不同外壳代码对应的典型重量。这些尺寸信息对于电路板的布局设计非常重要，工程师可以根据实际需求选择合适尺寸的电容器。

十、降额指南

KO-CAP电容器在不同的最大工作温度下有相应的降额曲线。虽然KO-CAP可以在额定电压下工作，但为了确保长期可靠性，KEMET建议设计师考虑对最大稳态电压进行10%的电压降额。这有助于提高电容器的使用寿命和稳定性，减少潜在的故障风险。

十一、纹波电流和纹波电压

允许的交流纹波电压和电流与等效串联电阻（ESR）和器件的功率耗散能力有关。通过温度补偿乘数和最大允许功率耗散，可以计算出最大允许的均方根纹波电流或电压。具体公式如下： $I(max )=sqrt{P max / R}$ $E(max )=Z sqrt P max / R$

其中，$I$是均方根纹波电流，$E$是均方根纹波电压，$P max$是最大功率耗散，$R$是指定频率下的ESR，$Z$是指定频率下的阻抗。工程师在设计电路时需要根据这些公式来确保电容器能够正常工作，避免因纹波电流或电压过大而导致的故障。

十二、浪涌电压

浪涌电压是可以施加到电容器上的最大电压（峰值），在正常工作过程中，浪涌电压不能用于周期性的充电和放电，也不能作为应用电压的一部分。通过在工作温度下施加1,000个周期的测试来验证浪涌电压能力，每个周期通过33欧姆电阻充电30秒，然后通过33欧姆电阻放电。文档还提供了不同额定电压对应的浪涌电压和类别浪涌电压值，工程师需要根据这些数据来确保电容器在浪涌电压情况下的安全性。

十三、反向电压

聚合物电解电容器是极性器件，如果极性连接错误，可能会永久损坏或毁坏。不过，这些器件在短时间内可以承受一定程度的瞬态电压反转，具体允许的瞬态反向电压与温度有关，温度越高，允许的反向电压越低。工程师在设计电路时必须注意电容器的极性连接，避免因反向电压导致的故障。

十四、焊接工艺

KEMET的表面贴装电容器适用于波峰焊（单波或双波）、对流、红外或气相回流焊技术。建议对这些组件进行预热，以避免极端热应力。KEMET推荐的对流和红外回流焊轮廓条件符合IPC/J - STD - 020D标准的湿度敏感性测试要求，器件在这些条件下最多可以承受三次回流焊。对于手工焊接，由于过程控制困难，需要特别小心，避免烙铁接触到模制外壳。文档还提供了无铅组装的详细焊接参数，如预热/浸泡温度、升温速率、液相温度、高于液相的时间、峰值温度等，工程师需要严格按照这些参数进行焊接操作，以确保焊接质量。

十五、存储要求

所有KO - Cap电容器都采用防潮袋（MBB）包装，并配有干燥剂和湿度指示卡（HIC）。这些零件根据IPC/JEDEC J - STD - 020标准被分类为湿度敏感性等级3（MSL3）或湿度敏感性等级4（MSL4），并按照IPC/JEDEC J - STD - 033标准进行包装。未使用的电容器应密封在带有新鲜干燥剂的MBB中，以防止受潮影响性能。

十六、包装信息

KEMET的模制芯片电容器系列采用8和12 mm塑料带包装，分别装在7"和13"卷轴上，符合EIA标准481。这种包装系统与所有带式自动拾放系统兼容，方便了生产线上的自动化操作。文档还提供了不同外壳代码对应的包装数量、载带尺寸、卷轴尺寸等详细信息，工程师在选择包装方式时可以参考这些信息。

十七、总结

KEMET的KO-CAP聚合物电容器在固态驱动器和高能应用领域具有诸多优势，包括高能量密度、电容稳定性、低ESR、高可靠性等。通过详细的性能参数、订购信息、焊接工艺和存储要求等方面的介绍，工程师可以全面了解该电容器的特点和使用方法，从而在设计电路时做出更合适的选择。在实际应用中，工程师还需要根据具体的设计需求和工作环境，综合考虑各种因素，确保电路的性能和可靠性。你在使用KO-CAP电容器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。