《Hi，我是電解電容器》之十二：手機(jī)充電器給了固態(tài)電解電容器大發(fā)展

1、電解電容器應(yīng)用時(shí)有以下問(wèn)題

1、相對(duì)其他電容器，傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為電解電容器的壽命短，現(xiàn)在壽命最好的電解電容器可以達(dá)到105℃/16000h。與薄膜電容器號(hào)稱的100000h相差很多。

2、等效串聯(lián)電阻相對(duì)大，導(dǎo)致了電解電容器可以承受的紋波電流有限，甚至在相同的電容量條件下不能滿足應(yīng)用要求而不得不選擇增大電容量的方式滿足應(yīng)用。

第一個(gè)問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)不再是制約電解電容器。而第二個(gè)問(wèn)題則越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)于應(yīng)用者，是不是可以有替他介質(zhì)電容器的選擇？事實(shí)上幾乎沒(méi)有！低壓、大電容量薄膜電容器體積很大，也很昂貴；性能好一點(diǎn)的陶瓷電容器很難做到100μF以上；鉭電解電容器同樣存在紋波電流能力不足的問(wèn)題，還有就是價(jià)格比較高。

實(shí)際上，電解電容器最大的問(wèn)題在于，電解液的電導(dǎo)率低，如果能將電導(dǎo)率提升一個(gè)數(shù)量級(jí)甚至兩個(gè)數(shù)量級(jí)，則電解電容器的承受紋波電流能力將成倍甚至成十倍的增加。

將高導(dǎo)電的高分子導(dǎo)電聚合物替代常規(guī)的電解液制成固態(tài)電解電容器?？梢垣@得高紋波電流能力，如330μF/16V，具有接近5A的紋波電流能力，而即使是相同規(guī)格的高頻低阻電解電容器，紋波電流能力也不會(huì)超過(guò)0.4A！巨大的紋波電流能力得益于超低的等效串聯(lián)電阻（ESR），例如330μF/16V的固態(tài)電解電容器的ESR最大值為10mΩ，紋波電流能力為7.7A（引自常州洲宇電子的ZE系列數(shù)據(jù)），而同規(guī)格即使是最好的高頻低阻電解電容器，ESR也要0.22Ω，紋波電流能力0.4A（引自RUBYCON的YXJ系列數(shù)據(jù)）。

2、固態(tài)電解電容器應(yīng)用需求的起因

上世紀(jì)80年代中后期，臺(tái)式電腦進(jìn)入了奔騰時(shí)代，CPU主頻從數(shù)十兆赫茲很快的上升到GHz以上，CPU電流也攀升的數(shù)十安培，對(duì)應(yīng)的主板電源旁路電容器中的紋波電流上升到2A甚至更高，與此同時(shí)，臺(tái)式電腦的顯卡的電源旁路電容器電流也超過(guò)了1A，這就使得普通電解電容器無(wú)法適應(yīng)，盡管后來(lái)出現(xiàn)了高頻低阻電解電容器，在紋波電流和溫度方面還是顯得力不從心，從而導(dǎo)致早期失效。如戴爾電腦主板電解電容器爆漿事件，甚至好多電腦用幾年后也會(huì)出現(xiàn)電腦卡頓以至于無(wú)法工作現(xiàn)象，更換主板電解電容器后恢復(fù)，也可以在每個(gè)電解電容器處并兩個(gè)10μF的LMCC就可以了。

固態(tài)電解電容器就是在這種應(yīng)用需求下應(yīng)運(yùn)而生。從前面的而數(shù)據(jù)看，固態(tài)電解電容器可承受紋波電流能力是高頻低阻電解電容器的十倍?？梢院芎玫亟鉀Q如電腦主板、顯卡等高頻、高紋波電流應(yīng)用的電源旁路問(wèn)題。

固態(tài)電解電容器的國(guó)產(chǎn)化，價(jià)格是的固態(tài)電解電容器僅僅為相同規(guī)格高頻低阻電解電容器的約3倍。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3、固態(tài)電解電容器的延伸應(yīng)用

如果，固態(tài)電解電容器僅僅用于電腦領(lǐng)域，其應(yīng)用量還不很大。固態(tài)電解電容器的價(jià)格也不會(huì)下降到今天的水平。

第四代智能手機(jī)的大量應(yīng)用使得需要大量的充電器，由于第四代手機(jī)電池明顯大于第二代、第三代手機(jī)，充電電流從0.3A~0.5A上升到至少為1A，一般為2A，快速充電器則可以達(dá)到4A！對(duì)應(yīng)的充電器輸出濾波電容器流過(guò)的紋波電流從過(guò)去的約0.5A分別上升到1.2A、2.4A、4.8A。

即便是1.2A，一般1000μF/10V電解電容器也將是過(guò)電流狀態(tài)，特別是手機(jī)充電器那種小體積，跟是如此，早期失效將成為必然。

為了使手機(jī)充電器體積盡可能的小，就需要輸出電解電容器體積越小越好，對(duì)于能夠承受2.5A紋波電流能力的液態(tài)電解電容器是絕對(duì)無(wú)法辦到的。

由于固態(tài)電解電容器的碳箔負(fù)極具有非常高的比容，是的固態(tài)鋁電解電容器的體積明顯減小，甚至比相同額定電壓/電容量的液態(tài)鋁電解電容器的體積還小。因此，成為手機(jī)充電器在保證性能前提下，體積大大縮小的原因之一。

選用固態(tài)電解電容器，4A輸出狀態(tài)下，選用兩只820μF/10V固態(tài)電解電容器并聯(lián)可以承受12A的紋波電流，可以輕松勝任。

實(shí)際上，用一只固態(tài)電解電容器就可以滿足輸出2A的手機(jī)充電器的應(yīng)用。而高頻低阻電解電容器則是不可想象的。

固態(tài)電解電容器還可以用在開(kāi)關(guān)電源中。比較極端的是將所有低壓高頻低阻電解電容器用固態(tài)電解電容器替代，選用高頻低阻電解電容器三分之一電容量，保持與高頻低阻電解電容器形同的成本，獲得更優(yōu)異的濾波特性；保守一些可以用固態(tài)電解電容器替代一般高頻低阻電解電容器，可以簡(jiǎn)化環(huán)路補(bǔ)償。所花費(fèi)的成本是一樣的，所獲得到的性能比全部用高頻低阻電解電容器更好。

通信設(shè)備中，很多電路板單元不僅需要比較大的供電電流，而且負(fù)載所產(chǎn)生的紋波電流也是很大的，如果僅僅用陶瓷電容器，顯得電容量不足，如果僅僅選用高頻低阻電解電容器，紋波電流能力有明顯不足。選用固態(tài)電解電容器則可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。

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《Hi，我是電解電容器》系列之十三：鉭電解電容器

摘要：隨著應(yīng)用領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域和高可靠應(yīng)用領(lǐng)域，鋁電解電容器顯得有些力不從心，于是產(chǎn)生了新的替代想法。除了鋁以外所有的“閥金屬”，在理論上都可以做成電解電容器。因此，在鋁電解電容器之后，鉭電解電容器問(wèn)世。