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固态电容与液态电容该如何选择?

1.什么是固态电容
固态电容也叫固态铝质电解电容。它与普通电容(即液态铝质电解电容)最大差别在于采用了不同的介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容的介电材料则为导电性
高分子。 对于经常去网吧或者长时间使用电脑的朋友,一定有过或者听过由于板卡电容导致电脑不稳定,甚至于电容爆裂的事情!那就是因为一方面板卡在长时间使用中,过热导
致电解液受热膨胀,导致电容失去作用甚至由于超过沸点导致膨胀爆裂!另一方面是,如果板卡在长期不通电的情形下,电解液容易与氧化铝形成化学反应,造成开机或通电时形
成爆炸的现象。但是如果采用固态电容,就完全没有这样的隐患和危险了!
固态电容采用导电性高分子产品作为介电材料,该材料不会与氧化铝产生作用,通电后不致于发生爆炸的现象;同时它为固态产品,自然也就不存在由于受热膨胀导致爆裂的情况
了。 固态电容具备环保、低阻抗、高低温稳定、耐高纹波及高信赖度等优越特性,是目前电解电容产品中最高阶的产品。由于固态电容特性远优于液态铝电容,固态电容耐温达
260度,且导电性、频率特性及寿命均佳,适用于低电压、高电流的应用,主要应用于数字产品如薄型DVD、投影机及工业计算机等,近年来也被电脑板卡产品广泛使用。
2.固态电容的优势。
①高稳定性
固体铝电解电容可以持续在高温环境中稳定工作,使用固态铝电解电容可以直接提升主板性能。同时,由于其宽温度范围的稳定阻抗,适于电源滤波。它可以有效地提供稳定充沛
的电源,在超频中尤为重要。
固态电容在高温环境中仍然能正常工作,保持各种电气性能。其电容量在全温度范围变化不超过15%,明显优于液态电解电容。同时固态电解电容的电容量与其工作电压基本无关,
从而保证其在电压波动环境中稳定工作。
液态电容器中的铝箔和电解纸在使用过程中, 由于周围环境的影响 (比如用于功率放大器中)可能会发生振动,这种振动会对信号产生“染色效应”及造成信息失落;固态铝电
容器中,固态电解质将铝箔和隔离纸很好地固定,避免了上述的振动。
寿命长
固态铝电解电容具有极长的使用寿命(使用寿命超过50年)。与液态铝电解电容相比,可以算作“长命百岁”了。它不会被击穿,也不必担心液态电解质干涸以及外泄影响主板稳定
性。由于没有液态电解质诸多问题的困扰,固态铝电解电容使主板更加稳定可靠。
固态的电解质在高热环境下不会像液态电解质那样蒸发膨胀,甚至燃烧。即使电容的温度超过其耐受极限,固态电解质仅仅是熔化,这样不会引发电容金属外壳爆裂,因而十分安
全。
工作温度直接影响到电解电容的寿命,固态电解电容与液态电解电容在相同温度环境下寿命明显较长。
低ESR和高额定纹波电流
ESR(EquivalentSeriesResistance)指串联等效电阻,是电容非常重要的指标。ESR越低,电容充放电的速度越快,这个性能直接影响到微处理器供电电路的退藕性能,在高频电路
固态电解电容的低ESR特性的优势更加明显。可以说,高频下低ESR特性是固态电解电容与液态电容性能差别的分水岭。固态铝电解电容的ESR非常低,同时具有非常小的能量耗
。在高温、高频和高功率工作条件下固态电容的极低ESR特性可以充分吸收电路中电源线间产生的高幅值电压,防止其对系统的干扰。
目前CPU的功耗非常大,主频已远远超出1GHz,同时CPU的峰值电流达到80A或更多,输出滤波电容已经接近工作临界点。另一方面,CPU采用多种工作模式,大部分时间处于工
作模式的转换过程。当CPU由低功耗状态转为全负荷状态时,这种CPU的瞬间(一般小于5毫秒)切换需要的大量能量均来自CPU供电电路中的电容,此时固态电容高速充放电特性可以
在瞬间输出高峰值电流,保证充足的电源供应,确保CPU稳定工作。
3.固态电容的应用范围
固态电容已广泛应用于DC-DC转化器、通迅电源、机顶盒、路由器、TV、电压调节器、手机适配器(手机充电器)、电脑主板和显卡。
4.谁是固态电容在发展路上的绊脚石?
①固态电容的低频响应不如电解电容
如果用于涉及到音效的部分会得不到最佳的音质效果。也就是说,一款主板采用全固态电容并不一定是最合理的!不管是固态电容还是液态电解电容,它们的主要作用是滤除杂波
,因此电容只要容量达到一定的数值要求即可,只要其元件质量过关,也能确保主板的稳定运行。而这一点,液态电解电容也完全能做到!
 
②体积较大
固态电容采用了高分子电介质,固态粒子在高温下,无论是粒子澎涨或是活跃性均较液态电解液低,它的沸点也高达摄氏350度,能有效的预防爆浆。但受固态铝质电解电容体积较
大,使得固态铝质电解电容在应用中受到了很大的限制。
③由于固态电解质中不含有可以修复铝氧化膜的的活动离子,受此限制,在目前的技术水平下,固态铝电容器的耐压能力受到限制。以当前的行业水平,一般的生产厂家,固态铝电
容器的上限工作电压只有 50v,而液态铝电容器的工作电压已达到 500v 以上。
④目前市面上固态电容的价格过高,无法满足通用市场对价格的要求。这也给固态电容推广应用中带来了无形的阻力。
 
结语:其实贴片电容本质上与上面介绍的电解电容并无分别,它们之间的差别仅仅在封装或者说是焊接工艺上面, 无论是插件还是贴片式的安装工艺,电容本身都是直立于PCB的
,根本的区别方式是SMT贴片工艺安装的电容,有黑色的橡胶底座。SMT的好处主要在于生产方面,其自动化程度高,精度也高,在运输途中不像插件式那样容易受损。但是SMT贴
工艺安装,需要波峰焊工艺处理,电容经过高温之后可能会影响性能,尤其是阴极采用电解液的电容,经过高温后电解液可能会干枯。插件工艺的安装成本低,因此在同样成本下
,电容本身的性能可以更好一些。由于欧美工厂的机械成本低而人工比较贵,所以大部分倾向于SMT贴片制造。而国内工厂的人工较便宜,所以厂商更愿意使用插件式安装。
在选择液态电容器和固态电解电容时,根据我们的实际需要,选择最优的解决方案。
 
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点击次数:  更新时间:2015-02-28 15:18:00  【打印此页】  【关闭
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