中心議題：

• 電源及輸出電容的要求
• 為電池供電的低壓降穩壓器選擇輸出電容
• 電容直流漏電/絕緣電阻比較
• 電池運行時間和DCL
• 鉭電容在便攜式電池供電醫療設備的使用

解決方案：

• 選擇適用的低DCL電容
• 改善鉭電容的DCL
• 改進醫用級的鉭電容的可靠性DCL
• 醫療設備中的高蓄能鉭電容應用

鑒jian於yu醫yi療liao設she備bei對dui高gao可ke靠kao性xing的de要yao求qiu，本ben文wen就jiu商shang用yong鉭tan電dian容rong和he醫yi用yong鉭tan電dian容rong的de設she計ji取qu舍she進jin行xing了le舉ju例li，並bing介jie紹shao了le有you助zhu於yu改gai善shan性xing能neng的de一yi些xie新xin發fa展zhan。本ben文wen還hai重zhong點dian介jie紹shao了le電dian容rong技ji術shu的de一yi般ban性xing選xuan擇ze標biao準zhun和he可ke以yi在zai便bian攜xie式shi醫yi療liao設she備bei中zhong使shi用yong的de封feng裝zhuang技ji術shu的de進jin展zhan情qing況kuang。在zai便bian攜xie式shi醫yi療liao設she備bei中zhong最zui常chang用yong的de大da容rong量liang電dian容rong類lei型xing有you多duo層ceng陶tao瓷ci電dian容rong（MLCC）
、鋁電解電容和固體鉭電容。表1就每種電容技術的某些一般特性和可能的缺點進行了介紹。

表1 便攜式醫療設備使用的大容量電容的類型

電池充電器基礎知識

對使用可充電二次電池的便攜式設備來說，可以使用多種類型的充電器：降壓充電器、離線充電器或者線性穩壓器/充電器。最常用的類型是降壓充電器。這種充電器可以把電池源電壓轉換為較低電壓並予以穩壓。轉換器可通過外部交流/zhiliushipeiqihuozheneibushipeiqidianlugongdian。xianxingwenyaqijiegoujincou，feichangshiyongyudirongliangdianchichongdianqiyingyong。danxinpianjichengjiejuefanganjikeweibianxieshishebeigongdian，tongshihaikedanduduidianchijinxingchongdian。

圖1是小型直流/直流開關穩壓器的例子。它可以為電池充電器提供同步脈衝開關。該脈衝電池充電係統散熱小，采用TSSOP封裝
，高度僅1.2毫米。該器件特性豐富，其中包括可在關斷時將電池（Vbat）和外部電源隔離開來。

圖1 使用威世 Siliconix Si9731實現的鋰離子或鎳鎘/鎳氫微處理器電池充電器

[page]
充電器中使用的電容有多種類型。輸入去耦電容用於旁路噪聲。一般將0.1μF MLCC電容布置在Vcc引腳附近，用來濾除高頻噪聲。

輸出電容類型的選擇應取決於合適的ESR，以符合穩定負載線路範圍，同時應進行下列項目的評估：
1. 能夠降低功耗
2. 能夠降低紋波電壓
3. 能夠滿足係統負載線路的要求。

轉(zhuan)換(huan)器(qi)負(fu)責(ze)提(ti)供(gong)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)。隨(sui)著(zhe)負(fu)載(zai)的(de)變(bian)化(hua)
，電(dian)流(liu)的(de)增(zeng)加(jia)
，電(dian)壓(ya)會(hui)下(xia)降(jiang)。穩(wen)壓(ya)器(qi)可(ke)以(yi)保(bao)持(chi)恒(heng)定(ding)電(dian)壓(ya)，但(dan)對(dui)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)不(bu)能(neng)迅(xun)速(su)做(zuo)出(chu)響(xiang)應(ying)
，所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)大(da)容(rong)量(liang)電(dian)容(rong)來(lai)應(ying)對(dui)這(zhe)樣(yang)的(de)變(bian)化(hua)，防(fang)止(zhi)電(dian)壓(ya)下(xia)降(jiang)。如(ru)果(guo)轉(zhuan)換(huan)器(qi)輸(shu)出(chu)的(de)電(dian)流(liu)要(yao)通(tong)過(guo)電(dian)感(gan)，它(ta)就(jiu)無(wu)法(fa)瞬(shun)時(shi)響(xiang)應(ying)，這(zhe)時(shi)就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)負(fu)載(zai)兩(liang)端(duan)跨(kua)接(jie)一(yi)個(ge)並(bing)聯(lian)電(dian)容(rong)組(zu)，來(lai)上(shang)拉(la)電(dian)壓(ya)。有(you)時(shi)會(hui)混(hun)合(he)使(shi)用(yong)MLCC和鉭電容，以降低總體大容量電容的ESR.由於MLCC的阻抗較低

，會先充電，然後才是大容量鉭電容。

電源及輸出電容的要求

便bian攜xie式shi醫yi療liao設she備bei使shi用yong的de電dian池chi或huo為wei一yi次ci性xing電dian池chi
，或huo為wei二er次ci電dian池chi。一yi次ci性xing電dian池chi一yi般ban隻zhi使shi用yong一yi次ci。在zai電dian路lu工gong作zuo過guo程cheng中zhong
，活huo性xing化hua學xue物wu質zhi被bei消xiao耗hao殆dai盡jin。一yi旦dan放fang電dian完wan畢bi
，電dian路lu將jiang停ting止zhi工gong作zuo，必bi須xu更geng換huan新xin的de電dian池chi。二er次ci電dian池chi可ke以yi在zai放fang電dian完wan畢bi後hou充chong電dian，因yin為wei產chan生sheng電dian能neng的de化hua學xue反fan應ying可ke以yi逆ni轉zhuan，從cong而er實shi現xian對dui電dian池chi係xi統tong充chong電dian。電dian源yuan、電池類型的選擇視應用而定。醫療設備常用的一次性電池類型有堿性電池和鋰電池。

二次電池有鋰電池、鎳鎘電池 （NiCad）、鎳氫（NiMH） dianchiheqiansuandianchi。qizhonglidianchizuichangyong
，zheshiyinweilidianchidetijinengliangmiduhezhiliangnengliangmiduzuida
，fangdianlvjidi，zheyiweizhexianzhishiyoulianghaodehedianbaochinengli。

bianxieshishebeidianluxuyaoshuchudianrong，ershuchudianrongtongchangyouyicixinghuozheercidianchigongdian
，keyizaifuzaishunbianguochengzhongjianqingdianyaguochonghuozhexiachong。yaoyouxiaodilvchuzaosheng，dianrongdedengxiaochuanliandianzu （ESR） 是(shi)重(zhong)點(dian)考(kao)慮(lv)的(de)參(can)數(shu)。輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)用(yong)來(lai)處(chu)理(li)電(dian)路(lu)的(de)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)和(he)電(dian)壓(ya)。需(xu)要(yao)對(dui)電(dian)容(rong)組(zu)的(de)過(guo)熱(re)予(yu)以(yi)控(kong)製(zhi)，這(zhe)樣(yang)在(zai)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)中(zhong)，不(bu)會(hui)超(chao)過(guo)最(zui)大(da)允(yun)許(xu)功(gong)耗(hao)。需(xu)要(yao)確(que)定(ding)的(de)是(shi)，通(tong)過(guo)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)的(de)紋(wen)波(bo)電(dian)流(liu)不(bu)超(chao)出(chu)允(yun)許(xu)值(zhi)。

表2概述了在+25℃和f=100kHz條件下各種封裝（按外殼尺寸劃分）的最大允許額定功率。對溫升在+25℃以上的應用，建議應進一步進行降額。請參考電容生產廠家關於針對可適用的鉭電封裝的功率降額建議。

表2 鉭電容的功耗及容量範圍

可使用公式P=Irms2 x ESR計算出最大允許交流紋波電流 （Irms），其中P表示鉭電容外殼尺寸對應的最大允許功率，ESR則可根據電容的工作頻率計算得出。

duitandianrong
，haixuyaozunshouheshidedianyajiangeguifan，bukechaochushengchanchangjiajianyideedingzhi。shuchudianrongdegongzuodianyayingyoudianyadianluzhuangtaijueding。qikegenjugongshiVrated=Vpeak+Vdc計算得出，即紋波電壓加上直流電壓噪聲。允許的紋波電壓的計算方法為E=IxZ，其中Z表示電容器電阻。總體來說，較低的ESR可以幫助降低輸出紋波噪聲。

在電路中加入大容量電容還能在無負載條件下（此時電池尚未工作
，使用線路電流供電）起到上電作用。當使用線路電流供電時，在選擇大容量鉭電容的額定值的時候，應遵從降額規範。
[page]
為電池供電的低壓降穩壓器（LDO）選擇輸出電容

便攜式設備中的線性電壓穩壓器或低壓降穩壓器（LDO）均采用電池供電。電容的大小非常重要，因為LDO一般采用小型SOT封裝。在負載變化時，常用 LDO來確保提供高精度電壓。在50mA負載電流下，出現90mV壓降非常典型。舉例來說，如果低壓降穩壓器的生產廠家規定使用電容的目的是降低噪聲
，那麼在選擇電容類型的時候應考慮：

• 醫療設備的性能要求
• 規定的ESR安全工作範圍
• 電容的尺寸及成本
• 額定電壓

表3 各類型電容的ESR要求

要滿足如表3所示的ESR要求，在電容技術方麵有多項選擇。通過檢查電路負載線的穩定性
，可以為線路的正常工作選擇合適的電容技術。

對低壓降 （LDO） 穩壓器進行負載線穩定性分析可以得出各種負載情況下的最低和最高ESR 值。

舉例來說，如果使用10μF的鉭電容用於負載線瞬態穩定，10kHz下測得的ESR的安全工作範圍為最大10Ω
，最低10mΩ（見圖2）。

圖2 穩定運行的LDO穩壓器對ESR的要求

在本例中，如果LDO要高效率地工作
，則需要低ESR的最小尺寸的電容器。對該應用來說

，符合要求的低ESR電容技術種類比較多。鉭電容的ESR一般情況下都是生產廠家在100kHz條件下定義的。本應用需要10kHz下的ESR
，以便實現合適負載線穩定性。

選擇合適的電容可以通過10kHz時的阻抗-頻率關係來確定。如表2所示，有幾種固態鉭電容適用於該應用。MLCC、鉭電容、鋁電解電容的對應ESR請參見表2.雖然與采用錳負極的標準固態鉭電容相比
，鉭聚合物電容ESR更低，但由於近期采用二氧化錳（MnO2） 負極對鉭電容結構的改進，部分標準固態鉭電容產品的ESR 低於 50mΩ，完全可以用於LDO應用。

圖3 0603鉭電容的阻抗-頻率曲線

[page]
圖4顯示了威世TM8 -298D 係列M 或0603外殼尺寸的電容器。0603鉭電容在10kHz時的ESR為1.19 Ω，如圖3的鉭電容阻抗-頻率曲線所示。該ESR正處於安全工作範圍內，可實現出色的電路負載線穩定性。在本例中，如果采用具有10 mΩ以下超低ESR的MLCC電容
，在電路中就需要給電容串聯一個小電阻，以便為ESR提供安全工作範圍。由於空間及組件數量有限，采用單個0603鉭電容就可以同時滿足ESR和空間要求。

圖4 鉭電容的尺寸縮減

在某些情況下，在電路中同時需要大容量電容來減少壓降，以及超低ESR來處理紋波。在更高效率和更低功耗之間實現最佳平衡傾向於使用ESR較低的電容。

也可以使用其他具有較高ESR的電容技術。MLCC0 0805是采用400層0805大小的X5R介電層的電容，規格為10μF~10V.另有采用0603 X5R介電層的10μF~10V電容。它們的ESR在10kHz條件下為 20mΩ。與鉭電容相比，MLCC電容的ESR非常低。然而對於在本應用中用於LDO的電容來說
，更低的ESR並不具有優勢。

在本例應用的電容選擇中，電路板空間和成本也是需要考慮的因素。

圖5 M.A.P. 鉭電容封裝

更先進的鉭電容封裝去掉了引線框，提高了體積封裝效率和電氣性能。圖 6 對多陣列封裝 （M.A.P.） zhuangpeijishuhechuantongfengzhuangjishujinxinglebijiao。zaibiaozhuntandianrongfengzhuangzhongquxiaoyinxiankuangzhuangpeikeyijieshenggengduokongjianyirongnagengduodetanxin。erzaichuantongyinxiankuangfengzhuangzhong，tandianrongfengzhuangdezhutibufenshisufengcailiaohuozhefengzhuangwu。rutu5所示

，連接到引線框的正極引線也會占用封裝空間。總的來說，傳統引線框架封裝可用體積有效利用率僅30%.

如圖 6 所示
，通過采用M.A.P.工藝提升封裝中的鉭芯放置精度，從而縮減整體封裝尺寸，實現更嚴格的尺寸誤差控製。采用M.A.P.工藝實現的封裝還能夠降低淨空和為垂直方向的高密度線路提供更好的“參照線”。舉例來說，標準的注塑引線框架鉭電容D型最大高度為4.1mm
，而采用M.A.P.工藝生產的D型的高度為1.65mm.

圖6 最新 MAP 鉭電容封裝具有最高體積效率

借助M.A.P.工藝
，鉭電容的外殼尺寸一路從A下降到0805（目前的技術）到0603或者0402.鉭粉的改良可以把10

？F~10V容量的0805外殼尺寸減少到0603的外殼尺寸
，如圖 4 所示。
[page]
電容直流漏電/絕緣電阻比較

在用電池作為電源的時候，電容直流漏電流 （DCL） 應(ying)被(bei)視(shi)為(wei)損(sun)耗(hao)
，因(yin)為(wei)電(dian)容(rong)會(hui)影(ying)響(xiang)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)和(he)壽(shou)命(ming)。除(chu)了(le)電(dian)池(chi)，大(da)容(rong)量(liang)電(dian)容(rong)也(ye)用(yong)作(zuo)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)補(bu)充(chong)電(dian)源(yuan)，以(yi)應(ying)對(dui)電(dian)路(lu)負(fu)載(zai)的(de)變(bian)動(dong)。

許多便攜式設備應用要求低DCL，以實現長時間
、高gao效xiao率lv的de電dian池chi壽shou命ming。為wei應ying對dui負fu載zai變bian化hua
，與yu電dian池chi並bing聯lian一yi個ge大da容rong量liang輸shu出chu電dian容rong可ke以yi保bao持chi儲chu電dian能neng力li。在zai某mou些xie應ying用yong中zhong，設she備bei的de運yun行xing時shi間jian是shi時shi斷duan時shi續xu的de短duan周zhou期qi，在zai大da多duo數shu時shi間jian裏li電dian池chi處chu於yu閑xian置zhi狀zhuang態tai。因yin此ci，該gai電dian容rong需xu要yao極ji低di的deDCL來滿足便攜式設備的應用需求，盡量延長電池的使用壽命。

直流漏電數值很小，所有電容都有這個問題。鉭電容的漏電流為數微安，而MLCC的漏電流為數微微安。直流漏電流的測量方法是采用等效的電阻-電容串聯電路，加上直流電壓，在室溫下測量電流。電容應串聯一個1000Ω的電阻，以限製充電電流。

圖7 鉭電容的 DCL 曲線

描述DCL的術語和測量單位隨電容技術不同而不同。DCL是用於鉭電容的測量單位
，而絕緣電阻 （IR） 則是用於MLCC的測量單位。根據電介質類型，MLCC有一個IR限值。對采用X5R電介質的大電容MLCC
，IR限值為》10，000MΩ或 （R x C） ≥ 500ΩF
，以低者為準。MLCC均采用符合軍用產品規範55681的自動IR測試儀進行過IR最小值篩選。

DCL可根據歐姆定律，用電容的IR和額定電壓計算得出。舉例來說，MLCC的IR限值為100MΩ-ΩF，相當於鉭電容標準DCL限值則為0.01
，即（電容x電壓）=0.01？A/？F V.

鉭電容均根據規定的DCL最小值進行過篩選
，或者不超過規定的最大值。鉭電容DCL的測試係根據軍用產品規範55365F.各種規格的鉭電容之間的DCL差異比較明顯，所以每種規格的鉭電容的限值都是單獨規定的。

在便攜應用中，較長保壓時間（soak time）下的DCL是電容重要的指標。對於有具體規格和鉭芯設計的鉭電容，某個生產批次中的DCL分布是可以量化的。如果應用要求極低DCL，可以方便地從某個批次中自動篩選出某個額定電壓下具有特定DCL符合便攜式設備使用條件的鉭電容。

圖8是一種47uF-10V的鉭電容，雖然其最大DCL為4.7uA
，根據特定的保壓時間篩選後，可為應用提供超低DCL.以圖8的元件為例
，該批量可以按照10秒鍾DCL 600nA的標準篩選
，從而把總體 DCL 從 4.7uA 降至 600nA 限值。

圖8一種47uF-10V的鉭電容

[page]
DCL限(xian)值(zhi)應(ying)根(gen)據(ju)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)和(he)非(fei)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)來(lai)決(jue)定(ding)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo)
，如(ru)果(guo)某(mou)便(bian)攜(xie)式(shi)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)很(hen)短(duan)
，隻(zhi)有(you)幾(ji)秒(miao)鍾(zhong)，而(er)隨(sui)後(hou)長(chang)期(qi)處(chu)於(yu)閑(xian)置(zhi)狀(zhuang)態(tai)
，那(na)麼(me)大(da)容(rong)量(liang)電(dian)容(rong)應(ying)具(ju)備(bei)低(di)DCL
，以保證較長的電池使用壽命。另外，應該對電路的總體靜態電流和工作電流進行評估
，以確定是否需要低DCL電容。

電池運行時間和DCL

對可充電二次電池來說，DCL也(ye)很(hen)重(zhong)要(yao)
，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)延(yan)長(chang)充(chong)電(dian)間(jian)隔(ge)時(shi)間(jian)，不(bu)過(guo)總(zong)體(ti)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)中(zhong)可(ke)以(yi)允(yun)許(xu)輸(shu)出(chu)電(dian)容(rong)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)存(cun)在(zai)。評(ping)估(gu)電(dian)路(lu)在(zai)各(ge)種(zhong)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)的(de)電(dian)流(liu)要(yao)求(qiu)，了(le)解(jie)電(dian)容(rong)的(de)DCL

，可以顯著延長電池使用壽命。

通過測量DCL或者IR可以了解電容電介質的性能以及電介質層的質量。DCL電流在加電的情況下，會流經或者跨越電容電介質隔離層。對鉭電容這樣采用氧化膜製造的電容來說，DCL電流的主體構成部分是多種電流混合而成，有流經電介質的表麵漏電流、因電介質材料極化而出現的電介質吸收 （DA） 電流
、流經電介質材料的原生漏電流。類似的，采用基於鈦酸鋇的陶瓷電介質的MLCC的漏電流主要是流經電介質的漏電流，以及DA損耗和原生漏電流。

MLCC具有良好的低DCL特性，但在某些情況下，鉭電容能夠以更小的體積提供同樣低的DCL.表5 比較說明了根據DCL要求正確評估和選擇合適的電容的計算方法。如表5所示，鉭電容一般按照DCL最大值來確定規格。標準二氧化錳 （MnO2）構造的鉭電容在生產廠家處是按照 （。01xCV） 進行分級的。某些電容生產廠家還會隨DCL信息提供具體的保壓時間

，並且根據比同級別的DCL最大值低得多的具體DCL限值進行電容器的預篩選。

選擇適用的低DCL電容

舉例來說，某種短工作占空比的便攜式電池供電醫療設備需要線路每天啟動電機幾秒鍾，然後關閉。這樣的應用可以使用低DCL的大容量電容。

具體使用：

• DC/DC轉換器，用於電機驅動
• 輸入電壓：1.5V
• 固定輸出電壓：3.3V
• 輸出電流：200mA@2V
• 大容量輸出電容：47
  ？F
• 保壓時間60秒時的DCL = 200nA

如果該47uF大容量電容是鉭電容
，則應進行適當的電壓降額。降額應根據鉭電容生產廠家的降額規範，具體示例見表4.本示例選擇了10V的額定電壓。

表4 鉭電容的降額規範

MLCC的額定電壓可以與工作電壓相同或者略高，因此6V的額定電壓已經足夠。對 MLCC 而言
，如果已知 IR （見表5）和工作電壓 （4V），可以計算出 DCL.適用於低DCL應用的MLCC有X5R和X7R兩種電介質。根據額定工作電壓，可以根據歐姆定律，用元件的IR值計算出 DCL.

表5 低DCL電容器選擇

[page]
為確定鉭電容的 DCL 限值，對多個生產批次中的外殼尺寸為 D 和 F 的 MAP 47
？F-10V 電容進行了批量測試
，並對每個電容的在不同保壓時間（60 秒）下的 DCL 和對應的保壓時間都進行了記錄，如圖7 所示。然後采用統計分析方法，確定每個批次的較低 DCL.另外，還采用獨特的成型工藝強化了負極
，以提升和降低電容的DCL性能。對任何與標準批次相悖的DCL曲線都予以關注，最後找出DCL的較低限值。

圖4所示的是各種封裝選擇和每種封裝選擇的體積要求。威世的572D係列鉭電容既能滿足DCL要求
，又具有最高的體積效率，體積僅為8.39 mm3.如果對空間的要求不是那麼嚴苛的話，該應用也可使用MLCC.X5R電介質MLCC的DCL低至187nA，與選擇鉭電容一樣，隻要一個大容量電容就能滿足要求。MLCC X7R電介質電容的電容溫度係數比X5R更加優越
，但要組成大容量電容需要兩個MLCC電容並聯。

在某些電路中，施壓後電容器保持電容的能力是一個重要的考量因素。對X5R電介質MLCC，在選擇元件的額定電壓時，應考慮其電容電壓係數 （VCC）。如果包括紋波電壓在內的直流應用電壓接近MLCC的額定電壓
，VCC效應會導致該元件損耗部分電容。電容損耗可能會影響電路工作。另外，在選擇元件的時候

，還需要考慮溫度對MLCC的IR的影響以及電容溫度係數 （TCC）。生產廠家會提供特定電介質隨溫度上升IR的劣化曲線。設計時應對溫度效應進行評估。

改善鉭電容的DCL

鉭電容的電介質層是一層五氧化二鉭薄膜，覆蓋在每顆鉭芯表麵上。其采用陽極化工藝，由厚5nm~10nm的N型氧化鉭層和五氧化二鉭純半導體層複合而成。層厚與陽極化電壓成比例，同時決定了元件的額定電壓。對用於6V電池應用的固鉭電容而言

，最終的鉭電介質層厚度為0.04微米或者40納米。

超大容量的MLCC則采用澆覆厚度為2.0微米的陶瓷電介質薄層的方式來製造，這樣比鉭電容的要厚得多。MLCC采用層疊工藝，最終製造出多層電容。與鉭電容一樣，MLCC的電介質層厚度決定了額定電壓
，電介質層數決定了容量。介電常數的差異導致了IR的巨大差別。

鉭電容的DCL會因為正極表麵的機械損壞或者氧化層表麵的破裂而上升。如圖8所示，正極的外表麵屬於易損部分，受到熱、機械和電氣作用的共同影響。表麵DCL會受濕度的影響，並導致長時間工作的不穩定。

改進鉭芯的生產工藝，更好地控製氧化物層的厚度，可以幫助消除如圖 8所示的表麵DCL問題。在鉭芯的外表麵生成較厚的電介質薄膜
，防止其受到機械損壞，從而大幅改善DCL性能，降低DCL.除了改進鉭電容的正極結構，與聚合物負極結構相比
，鉭電容的二氧化錳負極結構具有更為優異的 DCL 性能，因該材料有更好的導電性。

圖9顯示了采用這種新技術製造而具有出色DCL性能的新型MAP 0603封裝。結合對鉭芯的改進，最新 MAP 係列鉭封裝能夠改善裝配、封裝和端接工藝，避免機械損壞，提升電容的體積效率。

圖9

[page]
改進醫用級鉭電容的DCL可靠性

因(yin)為(wei)某(mou)些(xie)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)需(xu)要(yao)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)，特(te)別(bie)是(shi)對(dui)關(guan)鍵(jian)任(ren)務(wu)型(xing)應(ying)用(yong)而(er)言(yan)
，電(dian)容(rong)生(sheng)產(chan)廠(chang)家(jia)提(ti)供(gong)穩(wen)健(jian)且(qie)保(bao)守(shou)的(de)設(she)計(ji)來(lai)滿(man)足(zu)性(xing)能(neng)需(xu)求(qiu)。通(tong)過(guo)精(jing)心(xin)的(de)鉭(tan)芯(xin)和(he)鉭(tan)粉(fen)設(she)計(ji)，醫(yi)用(yong)鉭(tan)電(dian)容(rong)的(de)性(xing)能(neng)會(hui)高(gao)出(chu)標(biao)準(zhun)的(de)商(shang)用(yong)鉭(tan)電(dian)容(rong)以(yi)及(ji)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)技(ji)術(shu)生(sheng)產(chan)的(de)高(gao)可(ke)靠(kao)產(chan)品(pin)。

生產廠家會對每種設計適用的鉭粉進行評估。隨電容器CV的(de)增(zeng)長(chang)
，失(shi)效(xiao)率(lv)隨(sui)之(zhi)增(zeng)長(chang)
，因(yin)此(ci)應(ying)針(zhen)對(dui)具(ju)體(ti)的(de)設(she)計(ji)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)粒(li)徑(jing)的(de)鉭(tan)粉(fen)。對(dui)醫(yi)用(yong)級(ji)設(she)計(ji)而(er)已(yi)
，其(qi)目(mu)的(de)是(shi)在(zai)可(ke)用(yong)的(de)外(wai)殼(ke)尺(chi)寸(cun)範(fan)圍(wei)內(nei)提(ti)供(gong)更(geng)為(wei)可(ke)靠(kao)的(de)DCL性能。對商用級設計而言，其目的是通過以最小的可用外殼尺寸提供更高的-k CV鉭粉，從而盡量降低成本，最大化設計收益。因此商用鉭電容的DCL總體上會高於醫用鉭電容。

下麵舉例說明目前的醫用TM8係列DCL改進後與傳統高可靠194D係列的對比情況。

圖10對F外殼尺寸的194D係列設計與TM8係列設計進行了比較。194D是一種用於眾多高可靠應用中的老式設計。鉭芯設計采用高-k CV粉末，為23kCV.而 TM8 是一種較新的醫用級設計
，使用10Kvc粉末，大幅度改善了DCL性能，而且采用的最新 MAP 裝配工藝，不會增加板級空間占用。

圖10 比較F外殼尺寸的194D係列設計與TM8係列設計

醫療設備中的高蓄能鉭電容

小型便攜式或者植入型心律轉複除顫器 （ICD） 適用於與可能因室性快速型心律失常而突發心髒病死亡的患者。便攜式除顫器與ICD具有類似功能

，都是設計用於為心髒提供電療，恢複正常心律。電療線路采用高能充電電容


，用於電擊心髒組織。

mouxieshejicaiyonggaonenglvdianjiedianrong，danxuyaohoubeidianchiyijiyigeyonglaishixianzhongzhengqidechengxu，yizaishebeideshengmingzhouqineibaochilianghaodechongdianxiaolv。yulvdianjiedianrongxiangbi，gaonengshitanchongdiandianrongwuxuzhongzheng，qiejuyougenggaodenengliangmidu。

電(dian)容(rong)的(de)儲(chu)能(neng)能(neng)力(li)取(qu)決(jue)於(yu)電(dian)介(jie)質(zhi)的(de)相(xiang)對(dui)電(dian)容(rong)率(lv)的(de)值(zhi)的(de)大(da)小(xiao)和(he)材(cai)料(liao)內(nei)的(de)最(zui)大(da)可(ke)允(yun)許(xu)電(dian)壓(ya)。當(dang)電(dian)場(chang)出(chu)現(xian)後(hou)
，任(ren)何(he)電(dian)容(rong)電(dian)介(jie)質(zhi)的(de)導(dao)電(dian)行(xing)為(wei)都(dou)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)損(sun)耗(hao)。而(er)且(qie)損(sun)耗(hao)會(hui)隨(sui)電(dian)場(chang)變(bian)化(hua)而(er)加(jia)大(da)，比(bi)如(ru)交(jiao)流(liu)電(dian)。電(dian)介(jie)質(zhi)的(de)分(fen)子(zi)存(cun)在(zai)出(chu)現(xian)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)的(de)極(ji)化(hua)，而(er)在(zai)電(dian)場(chang)出(chu)現(xian)後(hou)，初(chu)始(shi)的(de)時(shi)候(hou)這(zhe)些(xie)分(fen)子(zi)的(de)位(wei)移(yi)是(shi)相(xiang)反(fan)的(de)。部(bu)分(fen)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)在(zai)分(fen)子(zi)的(de)位(wei)移(yi)上(shang)，並(bing)在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)消(xiao)耗(hao)殆(dai)盡(jin)。當(dang)電(dian)場(chang)變(bian)化(hua)或(huo)者(zhe)消(xiao)失(shi)，這(zhe)種(zhong)損(sun)耗(hao)就(jiu)體(ti)現(xian)為(wei)熱(re)量(liang)。

箔式鋁電解電容浸沒在導電電解質中。電介質由鋁箔表麵的氧化膜構成，其厚度一般為50到100納米，其決定了單位電極麵積的容量。鉭電容也有氧化物膜層
，但厚度要小得多
，一般隻有5到10納米。選擇儲能設備使用的電容類型時，需要考慮工作壽命
、板級空間和成本要求。因為心髒除顫需要非常高的能量，所以隻有鋁電解電容和濕鉭電容適用。

結論

本(ben)文(wen)討(tao)論(lun)了(le)便(bian)攜(xie)式(shi)醫(yi)療(liao)設(she)備(bei)的(de)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)及(ji)其(qi)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)路(lu)。針(zhen)對(dui)這(zhe)些(xie)便(bian)攜(xie)式(shi)應(ying)用(yong)
，有(you)多(duo)種(zhong)電(dian)容(rong)可(ke)供(gong)選(xuan)擇(ze)。選(xuan)擇(ze)適(shi)用(yong)於(yu)這(zhe)類(lei)應(ying)用(yong)的(de)電(dian)容(rong)時(shi)
，優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)的(de)電(dian)氣(qi)參(can)數(shu)是(shi)電(dian)容(rong)的(de)DCL和ESR.由於某些醫療應用對可靠性和電池使用壽命要求極高，一些電容無法適用。