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        固態電容與液態電容該如何選擇?

        1.什么是固態電容。
        固態電容也叫固態鋁質電解電容。它與普通電容(即液態鋁質電解電容)最大差別在于采用了不同的介電材料,液態鋁電容介電材料為電解液,而固態電容的介電材料則為導電性
        高分子。 對于經常去網吧或者長時間使用電腦的朋友,一定有過或者聽過由于板卡電容導致電腦不穩定,甚至于電容爆裂的事情!那就是因為一方面板卡在長時間使用中,過熱導
        致電解液受熱膨脹,導致電容失去作用甚至由于超過沸點導致膨脹爆裂!另一方面是,如果板卡在長期不通電的情形下,電解液容易與氧化鋁形成化學反應,造成開機或通電時形
        成爆炸的現象。但是如果采用固態電容,就完全沒有這樣的隱患和危險了!
        固態電容采用導電性高分子產品作為介電材料,該材料不會與氧化鋁產生作用,通電后不致于發生爆炸的現象;同時它為固態產品,自然也就不存在由于受熱膨脹導致爆裂的情況
        了。 固態電容具備環保、低阻抗、高低溫穩定、耐高紋波及高信賴度等優越特性,是目前電解電容產品中最高階的產品。由于固態電容特性遠優于液態鋁電容,固態電容耐溫達
        260度,且導電性、頻率特性及壽命均佳,適用于低電壓、高電流的應用,主要應用于數字產品如薄型DVD、投影機及工業計算機等,近年來也被電腦板卡產品廣泛使用。
        2.固態電容的優勢。
        ①高穩定性
        固體鋁電解電容可以持續在高溫環境中穩定工作,使用固態鋁電解電容可以直接提升主板性能。同時,由于其寬溫度范圍的穩定阻抗,適于電源濾波。它可以有效地提供穩定充沛
        的電源,在超頻中尤為重要。
        固態電容在高溫環境中仍然能正常工作,保持各種電氣性能。其電容量在全溫度范圍變化不超過15%,明顯優于液態電解電容。同時固態電解電容的電容量與其工作電壓基本無關,
        從而保證其在電壓波動環境中穩定工作。
        液態電容器中的鋁箔和電解紙在使用過程中, 由于周圍環境的影響 (比如用于功率放大器中)可能會發生振動,這種振動會對信號產生“染色效應”及造成信息失落;固態鋁電
        容器中,固態電解質將鋁箔和隔離紙很好地固定,避免了上述的振動。
        壽命長
        固態鋁電解電容具有極長的使用壽命(使用壽命超過50年)。與液態鋁電解電容相比,可以算作“長命百歲”了。它不會被擊穿,也不必擔心液態電解質干涸以及外泄影響主板穩定
        性。由于沒有液態電解質諸多問題的困擾,固態鋁電解電容使主板更加穩定可靠。
        固態的電解質在高熱環境下不會像液態電解質那樣蒸發膨脹,甚至燃燒。即使電容的溫度超過其耐受極限,固態電解質僅僅是熔化,這樣不會引發電容金屬外殼爆裂,因而十分安
        全。
        工作溫度直接影響到電解電容的壽命,固態電解電容與液態電解電容在相同溫度環境下壽命明顯較長。
        低ESR和高額定紋波電流
        ESR(EquivalentSeriesResistance)指串聯等效電阻,是電容非常重要的指標。ESR越低,電容充放電的速度越快,這個性能直接影響到微處理器供電電路的退藕性能,在高頻電路
        固態電解電容的低ESR特性的優勢更加明顯??梢哉f,高頻下低ESR特性是固態電解電容與液態電容性能差別的分水嶺。固態鋁電解電容的ESR非常低,同時具有非常小的能量耗
        。在高溫、高頻和高功率工作條件下固態電容的極低ESR特性可以充分吸收電路中電源線間產生的高幅值電壓,防止其對系統的干擾。
        目前CPU的功耗非常大,主頻已遠遠超出1GHz,同時CPU的峰值電流達到80A或更多,輸出濾波電容已經接近工作臨界點。另一方面,CPU采用多種工作模式,大部分時間處于工
        作模式的轉換過程。當CPU由低功耗狀態轉為全負荷狀態時,這種CPU的瞬間(一般小于5毫秒)切換需要的大量能量均來自CPU供電電路中的電容,此時固態電容高速充放電特性可以
        在瞬間輸出高峰值電流,保證充足的電源供應,確保CPU穩定工作。
        3.固態電容的應用范圍
        固態電容已廣泛應用于DC-DC轉化器、通迅電源、機頂盒、路由器、TV、電壓調節器、手機適配器(手機充電器)、電腦主板和顯卡。
        4.誰是固態電容在發展路上的絆腳石?
        ①固態電容的低頻響應不如電解電容
        如果用于涉及到音效的部分會得不到最佳的音質效果。也就是說,一款主板采用全固態電容并不一定是最合理的!不管是固態電容還是液態電解電容,它們的主要作用是濾除雜波
        ,因此電容只要容量達到一定的數值要求即可,只要其元件質量過關,也能確保主板的穩定運行。而這一點,液態電解電容也完全能做到!
         
        ②體積較大
        固態電容采用了高分子電介質,固態粒子在高溫下,無論是粒子澎漲或是活躍性均較液態電解液低,它的沸點也高達攝氏350度,能有效的預防爆漿。但受固態鋁質電解電容體積較
        大,使得固態鋁質電解電容在應用中受到了很大的限制。
        ③由于固態電解質中不含有可以修復鋁氧化膜的的活動離子,受此限制,在目前的技術水平下,固態鋁電容器的耐壓能力受到限制。以當前的行業水平,一般的生產廠家,固態鋁電
        容器的上限工作電壓只有 50v,而液態鋁電容器的工作電壓已達到 500v 以上。
        ④目前市面上固態電容的價格過高,無法滿足通用市場對價格的要求。這也給固態電容推廣應用中帶來了無形的阻力。
         
        結語:其實貼片電容本質上與上面介紹的電解電容并無分別,它們之間的差別僅僅在封裝或者說是焊接工藝上面, 無論是插件還是貼片式的安裝工藝,電容本身都是直立于PCB的
        ,根本的區別方式是SMT貼片工藝安裝的電容,有黑色的橡膠底座。SMT的好處主要在于生產方面,其自動化程度高,精度也高,在運輸途中不像插件式那樣容易受損。但是SMT貼
        工藝安裝,需要波峰焊工藝處理,電容經過高溫之后可能會影響性能,尤其是陰極采用電解液的電容,經過高溫后電解液可能會干枯。插件工藝的安裝成本低,因此在同樣成本下
        ,電容本身的性能可以更好一些。由于歐美工廠的機械成本低而人工比較貴,所以大部分傾向于SMT貼片制造。而國內工廠的人工較便宜,所以廠商更愿意使用插件式安裝。
        在選擇液態電容器和固態電解電容時,根據我們的實際需要,選擇最優的解決方案。
         
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        點擊次數:  更新時間:2015-02-28 15:18:00  【打印此頁】  【關閉
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