抗振電容器的選擇標(biāo)準(zhǔn)包括應(yīng)用類型、工作環(huán)境和特定振動(dòng)特性等因素?？紤]振動(dòng)的頻率和幅度，以及暴露的持續(xù)時(shí)間。尋找具有堅(jiān)固結(jié)構(gòu)、更大焊盤和超高底座的電容器，以獲得更好的減振效果。

鋁電解

軸向引線和焊星形鋁電解電容器通過使用超堅(jiān)固的引線（? 1.0 mm）和強(qiáng)大的繞組內(nèi)部連接在罐中，從而提供高振動(dòng)穩(wěn)定性。

纏繞元件的雙重固定包括在罐底和蓋盤之間軸向壓縮，以及罐壁的波紋。繞組引線片和外殼之間的焊接連接進(jìn)一步提高了抗振性。

使用這些構(gòu)造技術(shù)，大型軸向引線和焊接星形鋁電解電容器具有高振動(dòng)穩(wěn)定性，而無需在電路板上進(jìn)行額外的夾緊或粘合（圖 1）。

圖 1.抗振鋁電解電容器可設(shè)計(jì)為水平（軸向引線）或垂直（焊星）安裝。（圖片來源：TDK)

IEC 60068-2 規(guī)定了軸向引線電容器的抗振性。該測試要求最大加速度可達(dá) 20 g。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)電容器安裝條件和電路板設(shè)計(jì)來防止諧振的可能性。

導(dǎo)電聚合物鋁電解液

導(dǎo)電聚合物鋁電容器中的固體聚合物電解質(zhì)是抗振性和提高電容穩(wěn)定性的重要貢獻(xiàn)者。與傳統(tǒng)電解電容器中的液體電解質(zhì)相比，這些特性及其更好的溫度穩(wěn)定性和更高的紋波電流額定值使這些電容器在汽車電子控制單元 （ECU） 中廣受歡迎。

該行業(yè)正在轉(zhuǎn)向直徑為 6.3 mm 的更小的抗振導(dǎo)電聚合物電解電容器設(shè)計(jì)，用于緊湊型 ECU 設(shè)計(jì)。同時(shí)，新的封裝和焊接選項(xiàng)可以將抗振性從 10 克提高到 30 克。

抗振性提高了 3 倍，這有三個(gè)因素，包括電容器外部更大的抗振結(jié)構(gòu)、改進(jìn)的電路板附件（無需灌封或粘合劑）以及輔助焊片（圖 2）。

圖 2.通過正確的封裝和安裝，導(dǎo)電聚合物電解電容器的抗振性可以提高三倍。（圖片：松下)

電容器會(huì)引起振動(dòng)

不僅需要許多電容器來處理高水平的振動(dòng)，而且電源轉(zhuǎn)換器中使用的多層陶瓷電容器（MLCC）由于壓電效應(yīng)而可能成為振動(dòng)源。

在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中，MLCC可能會(huì)經(jīng)歷高頻電壓變化，由于陶瓷中的壓電效應(yīng)，導(dǎo)致電容器發(fā)生相應(yīng)的變形。MLCC 的變形會(huì)在電路板中產(chǎn)生振動(dòng)，從而導(dǎo)致放大和嗡嗡聲。

有幾種方法可以最大限度地減少 MLCC 嗡嗡聲。例如，在電路板的相對(duì)兩側(cè)安裝兩個(gè)電容器可以消除噪聲。如果可能，將電壓擺幅的大小降至最低，也可以減少嗡嗡聲。

部分MLCC采用低畸變介電材料，變形較小。此外，還有多種MLCC安裝選項(xiàng)，如內(nèi)插器和金屬安裝端子，可用于減少M(fèi)LCC變形向電路板的傳遞并控制噪聲。與使用低失真電介質(zhì)相比，這些機(jī)械解決方案可以產(chǎn)生更大的影響（高達(dá) -25 dB），低失真電介質(zhì)可提供約 -7 dB 的降噪效果（圖 3）。

圖 3.有多種材料和安裝選項(xiàng)可用于減少 MLCC 產(chǎn)生的振動(dòng)。（圖片來源：德州儀器 （TI）)

總結(jié)

鋁和導(dǎo)電聚合物電解電容器可能對(duì)振動(dòng)敏感，而MLCC可能成為振動(dòng)源。兩種情況下的解決方案相似。目前，有些電容器經(jīng)過優(yōu)化，可用于工業(yè)、汽車甚至一些消費(fèi)類應(yīng)用中的高振動(dòng)環(huán)境。它們具有堅(jiān)固的設(shè)計(jì)和特殊的安裝結(jié)構(gòu)。PCB 集成始終是一個(gè)重要的考慮因素。