Sponset artikkel
Kondensatorer fra Panasonic for USB-PD-enheter
Kompakte og effektive systemer for standardiserte DC-strømforsyninger.
Panasonic er leverandør av mange innovative elektroniske komponenter. En av de viktigste produktgruppene i dette sortimentet er kondensatorer designet for bygging av strømkretser for DC-enheter – disse inkluderer elementer som oppfyller parametrene til den nyeste USB-PD-standarden.
De nyeste kravene i USB-PD-standarden, altså USB Power Delivery, i versjon 3.1 spesifiserer økte strømparametere som kan leveres gjennom kabler med USB C-kontakter (de facto internasjonal standard for enheter som krever likestrøm). Dette innebærer behovet for å bygge effektive, men samtidig kompakte nettverksomformere. For å muliggjøre deres konstruksjon og sikre høy levetid for sluttproduktene, leverer Panasonic en rekke innovative kondensatorer som kjennetegnes av små dimensjoner, holdbarhet og bred karakteristikk. Nedenfor presenterer vi et tverrsnitt av dette tilbudet tilgjengelig direkte fra TME-lageret.
I denne artikkelen dekker vi emner som:
- Introduksjon til USB-PD-standarden i versjon 3.
- Panasonic kondensatorer og deres inndeling
- Aluminium-polymerkomponenter
- Kondensatorer laget med hybridteknologi
- Lavprofilkomponenter for SMD-montering
- Polymerkondensatorer med utvidede parametere
USB-PD 3.1-standard
I mange år har forbrukere og produsenter slitt med problemet med mangel på internasjonale standarder for DC-strømforsyning. Selv om batteri- og akkumulatorstrømkilder har blitt standardisert, viste bruk av strømadaptere og nettladere seg å være problematisk. Vanligvis krevde hver enhet en egen AC/DC-omformer, med spesifikke parametere og kontaktformat for det aktuelle utstyret: ikke bare riktig størrelse og form, men også polaritet. Først på begynnelsen av det 21. århundre, med den økende populariteten til USB, begynte situasjonen å stabilisere seg. Det oppsto imidlertid et annet problem, nemlig begrensningene i de elektriske egenskapene som var innebygd i eldre USB-standarder. Heldigvis har det i de siste årene, gjennom innsatsen til internasjonale organisasjoner, produsenter og lovgivere, blitt utviklet og implementert teknologi Power Delivery, som muliggjør bred bruk av USB C-kontakter i applikasjoner der det kreves spenninger og strømmer langt utover verdiene som finnes i små elektroniske enheter.
Den fulle betegnelsen for USB-PD er Universal Serial Bus Power Delivery. Og selv om denne standarden stammer fra et grensesnitt beregnet for datatransmisjon, er denne funksjonaliteten nå valgfri. Likevel forutsettes det implementering av en egen kommunikasjonsbuss mellom strømadapteren og mottakeren. Målet er spenningsforhandling. I utgangspunktet leverer laderen/omformeren standard 5V, men denne verdien kan økes hvis den tilkoblede enheten sender en passende melding. Dette gjør at USB-PD kan levere spenninger på 5V, 9V, 15V, 20V, 28V, 36V eller 48V, og dermed større effekt ved bruk av kabler som støtter strømstyrker opp til 5A (til og med 240W).
Denne funksjonaliteten gjør at enheter kan lades raskere, og ved hjelp av en standard USB C-kontakt kan ulike typer utstyr forsynes med strøm, ikke bare smarttelefoner, men også bærbare datamaskiner, dokkingstasjoner, og i fremtiden også små husholdningsapparater (f.eks. hårfønere), elektroverktøy, loddebolter osv. Disse mulighetene åpnet seg med implementeringen av USB-PD 3.1-standarden, som sammen med USB C-formatet og ved slutten av 2024 ble den gjeldende normen i EU-landene.
Økt strømstyrke og økte spenninger som oppstår i strømadapterkretser som er kompatible med Power Delivery-teknologi, krever bruk av komponenter med brede parametere. Dette gjelder først og fremst filter-, beskyttelses- og avkoblingskondensatorer. Og her kommer løsningene fra Panasonic til unnsetning: elementer som, takket være innovativ konstruksjon, ikke bare har utmerket karakteristikk og levetid, men også kompakte dimensjoner. Nedenfor presenterer vi de viktigste gruppene av disse produktene. Alle av dem anbefales av produsenten for bruk i USB-PD-kretser.
Panasonic kondensatorer for USB-PD-kretser
Når vi diskuterer det brede utvalget av Panasonic kondensatorer, bør det først og fremst understrekes at den følgende inndelingen er basert på teknologien de er laget med. I leverandørens portefølje er disse produktene delt inn i en rekke strengt spesialiserte serier med bestemte egenskaper. Når man leter etter en løsning for et spesifikt prosjekt, vil det være best å bruke vår katalog, hvor alle elementene er nøye spesifisert, slik at man kan finne produkter som nøyaktig oppfyller kretsens krav.
OS-CON-familien
OS-CON-produktfamilien består av aluminium-polymerkondensatorer. De kjennetegnes av lav ekvivalent seriemotstand, den såkalte Low ESR, samt motstand mot høye rippelstrømmer. Deres utvilsomme fordel er også lang levetid (opptil 20000 timer) og høye termiske parametere, f.eks. mulighet for stabil drift i temperaturer fra -55°C til 125°C. Disse komponentene er tilgjengelige i kapslinger for både SMD- og THT-montering (overflatemontering, gjennomgående). Fra TME-katalogen kan de kjøpes i kapasiteter fra 3,3µF til 2,7mF, for spenninger opp til 100V DC, altså med mer enn dobbelt sikkerhetsmargin i forhold til kravene i USB-PD 3.1. Detaljerte data om teknologien, dens fordeler og bruksområder i strømadaptere (eksempelvis LED-drivere) presenteres i videoen nedenfor.
Hybridteknologi
Hybridkondensatorer med polymer elektrolytt kombinerer fordelene med polymer- og elektrolyttkondensatorer, og tilbyr bedre tekniske parametere. Sammenlignet med OS-CON har de lav lekkasjestrøm, samt svært høy vibrasjonsmotstand. Denne siste egenskapen gjør at mange modeller oppfyller kravene i AEC-Q200-standarden, noe som betyr at komponentene kan brukes i bilapplikasjoner. I konteksten av USB-PD har dette ekstra betydning, ettersom forbrukere i økende grad forventer effektiv, rask lading av mobile enheter under bilreiser, noen ganger i korte tidsperioder (f.eks. under pendling til jobb). De fleste hybridkomponentene er laget for overflatemontering (SMD). De har lengre levetid enn klassiske "elektrolytter" (opptil 10000 timer), men kan, i likhet med dem, håndtere strømmer med høy intensitet (9A for utvalgte modeller). Dette gjør det mulig å bruke dem i ulike punkter i omformerkretsen, for å stabilisere spenning, dempe forstyrrelser osv.
Kompakte POSCAP-kondensatorer
De ovenfor beskrevne løsningene tilbød høye parametere, men var ikke tilpasset til bruk i de mest kompakte kretsene – spesielt der høyden på komponentene er avgjørende. For slike applikasjoner tilbyr Panasonic POSCAP-kondensatorer laget med tantal-polymerteknologi. Denne teknologien gir lav ESR og gjør det mulig å bruke elementer i høyfrekvenskretser. Dette gjør dem egnet blant annet i impulsomformere og som avkoblings- og beskyttelseskondensatorer for integrerte kretser som tjener til kommunikasjon med mottakeren og kontroll av laderens/strømadapterens drift. I dette segmentet leverer Panasonic utelukkende SMD-komponenter, med kapasiteter fra 6,8µF til 1,5mF, som støtter maksimale spenninger fra 2V til 35V DC.
SP-Cap kondensatorer i SMD-format
I SP-Cap-kondensatorer brukes aluminium og fast elektrolytt i form av polymer. Komponentene i denne gruppen kjennetegnes ikke bare av kompakte dimensjoner, men også betydelige kapasiteter (opptil 820µF) og toleranse for høye strømmer (opptil 10,2A). De er laget for spenninger fra 2V til 6,3V DC, og vil derfor i USB-PD-applikasjoner være spesielt nyttige i standard 5V-strømadaptere som brukes til rask lading av mobile enheter. Noen av de tilbudte produktene har også klassifisering for lav ESR og impedans på 3mΩ.
Tekst utarbeidet av Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
