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鋁電解電容介紹

2016-9-27 18:50:59 點擊:
 電容是我們在電路中經常用到的無源器件,經常見到的幾種有鋁電解電容,鉭電容,貼片陶瓷電容。由于每種電容的特性決定了相應的使用場合不同。下面我們來比較一下幾種電容的區別和特點,總結一下在實際電路中應該怎樣選擇電容。


(一)鋁電解電容  

顧名思義,其主要的組成部分就是鋁箔和電解液。簡單的了解鋁電解電容的生產工藝,即把鋁箔卷成柱狀,注入液態電解質,再引出正負兩個端子,然后把電容的芯材密封在金屬外殼里。液態電解液中存在一定比例的水,當電容上有漏電流流過的情況下,水可以被分解為氫氣和氧氣,氧氣通過氧化反應可以與陽極形成新的氧化膜,氫氣通過電容的橡膠塞排出。這樣不至于損壞電容。生產工藝簡單,成本低是鋁電解電容的一個特點。除此之外,鋁電解電容還有以下特點:    

a. 由于密封殼不是完全的密封,電解液會容易干涸,因此鋁電解電容的使用壽命有限    

b. 由于電解液中水的存在,影響了鋁電解電容在高溫和低溫環境下的使用性能    

c. 工藝特性原因,鋁電解電容的ESR,ESL比較難做小,因此鋁電解電容的自諧振頻率點通常都比較低,大致在幾十KHz到幾MHz范圍    

d. 鋁電解電容的容量與鋁箔的尺寸正相關,容量可以做的很大,容量越大電容尺寸越大。    

根據以上特性,鋁電解電容被廣泛應用在低頻的濾波場合,特別是在幾十KHz到幾MHz的環境,比如電源的輸出濾波,我們經常看到的都是鋁電解電容的身影。在使用鋁電解電容的時候,要注意電容耐壓滿足電路需求。另外,在其他要求不嚴格的情況下,容量可以盡量選擇大一些,容量越大ESR越小,更容易滿足電路目標阻抗的要求。在某些高溫使用環境,盡量避免選擇小體積小容量的鋁電解電容,以免由于溫度過高電解液揮發干涸造成電容失效影響到整個電路的工作。    

(二)鉭電容    

鉭電容是另外一種使用廣泛的電容,同鋁電解電容一樣,鉭電容也是一種電解電容。其主要的工藝流程是將鉭粉壓制成型后燒結成多孔的實心塊,經過陽極化處理形成氧化膜,然后覆上固體電解質,再覆上一層石墨及鉛錫涂層,最后用樹脂封裝成型為固體的鉭電容。鉭電容具有如下特點:    

a. 與鋁電解電容不同,鉭電容的電解質為固體,所以不存在電解液干涸的問題,壽命會有所提高    

b. 由于采用的固體電解質,其容量溫度特性比較穩定,因此溫度對電容容量的影響較小,高低溫性能優于鋁電解電容    

c. 鉭電解電容可以做到較大容量下較小的封裝,因此ESR,ESL都可以控制的比較小,其自諧振頻率比鋁電解電容要高    

d. 工藝上比鋁電解電容復雜,成本較高    

通過比較我們可以發現,鉭電容有很多鋁電解電容不具備的優點,在某些濾波的使用場景鉭電容可以很好的替代鋁電解電容。但是有幾個需要注意的點:由于鉭電容的結構決定了,鉭電容的耐壓普遍不高,在實際電路重要注意鉭電容的耐壓要求,并留有一定余量。在對付電源上電瞬間大電流沖擊和和大的電壓瞬變方面鉭電容沒有鋁電解電容優秀。溫度對鉭電容的影響很小,在實際使用中我們可以忽略溫度對鉭電容的影響。    

(三)瓷片電容    

瓷片電容是我們在實際電路中使用最多的電容,其結構比較簡單,就是把瓷片交替疊在一起燒結而成。體積小成本低,使用廣泛。其只要特點有:    

a. 尺寸小。瓷片電容結構簡單,尺寸可以做到很小,0402甚至0201封裝的瓷片電容廣泛應用在像手機這樣對尺寸有嚴格要求的場合    

b. 電性能穩定,溫度影響較小    

c. ESR,ESL值很低,自諧振頻率較高,可應用于PCB上幾MHz到1GHz的濾波要求    

d. 由于多層的結構特性和封裝原因,抵抗彎曲能力較差,PCB彎曲變形有可能引起電容開裂失效    

根據以上器件特性,瓷片電容除了應用于濾波場景以外,還廣泛應用于隔直,耦合,旁路等多種應用場合。其工作頻率較電解電容有很大提高,能滿足幾MHz到1GHz的應用環境。

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