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最全面专业的电容器剖析(二)

时间:08-06 来源:互联网 点击:

电导率可以达到100S/CM,这是TCNQ盐的100倍,是电解液的10000倍,同时也没有污染。固体聚合物导体电容的温度特性也比较好,可以忍耐300度以上的高温,因此可以使用SMT贴片工艺安装,也适合大规模生产。固体聚合物导体电容的安全性较好,当遇到高温的时候,电解质只是熔化而不会产生爆炸,因此它不像普通铝电解液电容那样开有防爆槽(三洋有一种CVEX电容,阴极为固体聚合物导体加电解液的混合型,因此也有防爆槽)。固体聚合物导体电容的缺陷在于其价格相对偏高,同时耐电压性能不强。

GF6800U使用的CHEMICONPS/16V电容无防爆槽

最新锐的GF6800Ultra显卡,在NVIDIA公版上就使用了CHEMICONPS/16V固体聚合物导体电容。我看到有些高手对此不屑一顾,说16V算什么?确实,和使用电解液为阴极的电容相比,16V确实不算什么。但是在16伏特电压下,它的ESR性能不是一般的电解液电容所能达到的,因此才被应用到GF6800Ultra这样的顶级显卡上。

问:使用不同的阳极和阴极材料可以组合成多种规格的电解电容,是吗?

答:是这样的。基本上所有组合都可以。例如钽电解电容也可以使用固体聚合物导体做为阴极,而铝电解电容既可以使用电解液,也可以使用TCNQ、PPY和PEDT等等。现在新型的钽电容也采用了PPY和PEDT这类固体聚合物导体做阴极,因此性能进步很多,也没有以往二氧化锰阴极易爆炸的危险。如今最好的钽聚合物电容的ESR可以达到5毫欧姆。这类性能高、体积小的钽聚合物电容一般使用手机、数码相机等一些对体积要求较高的设备上。

问:你刚才提到了有些电容不适合SMT贴片工艺,请问是否使用SMT,对性能会带来什么影响?

答: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贴片工艺安装,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。

在性能方面,插件式电容对频率的适应性差一些,不过不到500MHz以上的频率是很难体现出差异的。使用插件式安装的电容中也有很好的产品,例如CHEMICON的PS系列有一部分就是使用插件式的。

主板上的电容大多有皮

问:有塑料外皮的电容和没有外皮的铝壳电容,性质上有什么区别吗?为什么主板上大都使用前者?

新款主板开始使用铝聚合物高档电容

答:所有的直立式电容都是铝壳电容。

只不过有一部分电容外面包了PVC薄膜,这样对温度的适应性会好一点,但是这样做会污染环境,所以现在的电容都很少使用了。从成本上将,有塑料外皮的电容对铝壳要求低,成本会低一些。主板产品因为面积大,可以用稳压电源,这样开关频率相对较低,所以没必要太好的电容,而显卡因为面积小,对电容要求就高。不过现在很多新款主板也开始用比较高档的电容了。

电解电容阴极材质性能特性对比

阴极材质电解液二氧化锰TCNQ固体聚合物导体(PPY/PEDT)固体聚合物导体+电解液(CVEX混合型)

导电率0.01S/CM0.1S/CM1S/CM100S/CM100S+0.01S/CM

导电方式离子导电电子导电电子导电电子导电电子+离子导电

热阻性能260度500度230度(不适合SMT贴片)300度260度

优点价格最便宜,耐压性优良,有自愈特性性能稳定价格相对便宜,导电率高,综合性能较好无污染,不会爆炸,良好的温度特性,LOWESR值具备固体聚合物导体电容和电解液电容的一切优点与缺点

缺点受温度影响巨大,ESR高,安全性不高容易污染,安全性不高,价格也比较贵不耐高温,有污染,耐电压值低价格昂贵没有自愈特性,耐电压值低

在以上表格当中,红线代表铝聚合物导体电容,绿色虚线表示普通铝电解液电容,蓝色虚线表示钽二氧化锰电容,黄色虚线表示超大容量(1000μF)、超大体积(后面的Φ符号代表了各自的体积)的铝电解液电容。表格的X轴线表示频率,Y轴线表示阻抗,Y轴的阻抗数值越低,ESR值就越低,性能就越好。

这个表格体现的是在频率逐步提升的情况下,不同种类电容的性能变化。可以看出,当频率达到10KHz以上的时候铝聚合物导体电容的ESR值继续保持在较低的水平,当达到100KHz的时候,其ESR值低于其它所有类型的电容,包括钽电容和容量为1000μF的铝电解液电容(注意:两者的体积比例为300:5000),而该

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