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并非贪图便宜 选择这样的电容会更好

  [  中关村在线 原创  ]   作者:  |  责编:唐菲
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1选择这样的电容会更好

    经常在电源厂商的宣传中看到“采用高品质大电容”等类似广告语,于是笔者关于大电容在电源中的应用产生了兴趣。在翻阅资料的过程中,发现电源中采用的大电容几乎都是铝电解质电容。随着学习的深入,发现采用铝电解电容是非常有必要的。

不是贪图便宜 选择这样的电容会更好
选择铝电解电容会更好

    电容的种类是非常多的,例如我们常常听到的固态电容、钽电解电容、铝电解电容等。其实固态电容的全称为固态铝电解电容,而我们常说的铝电解电容通常指的是液态铝电解电容,下文同指。铝电解质电容最明显的优点就是组成材料非常容易找到,都是普通的工业材料,制造设备也非常普通,因此其成本非常低。但成本低并不是电源生产商采用铝电解电容的唯一原因。下面笔者根据所学和大家分享一下,欢迎资深人士多多批评。


2电容的基本构造

    电容是一种最基本的电子元件,基本上所有的电子设备上都有它的存在,隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面都会用到它。两块导体间加入一块绝缘体就构成了基本的电容。在中学时,我们曾经学习过电容的表示符号,一般来说非常简单。

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电容符号(图片来自http://zh.wikipedia.org)

    电荷会在电场中受力而产生移动,当电荷遇到绝缘体时,电荷的移动受到了阻碍,于是电荷就逐渐累积在了两块导体上,储存的电荷量称为电容或者说是电容量。

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电荷累积

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不会通过电流

    由于两块导体之间存在着一块绝缘体,因此,一般情况下,电容是不会通过电流的,除非电容击穿。电容的计算公式为C=Q/V,C为电容,Q为电容两端电荷量,V为电容两端电压。C为固定值,当两块导体之间的电压增大时,电荷量也会随之增大,因此电容有着储能的作用,这个作用对于现代开关电源来说是非常重要的。

3常见的电容介绍

    电容的分类是非常复杂的,一般来说按照电介质,用途,结构,功能等分类,但是这种分类也会存在着交叉重叠,可以说是十分混乱的。因此笔者选择了几款我们常常听说的电容来介绍,分别是固态电容,铝电解电容,钽电解电容。

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铝电解电容

    铝电解电容的优点是额定耐压值高,抗浪涌能力强,单位体积内的容量非常大,成本非常低,价格更加便宜。但是它也有着自己的缺点,存储寿命短,受温度影响较大,容易爆浆。温度每身高10度,寿命减半,这也是我们所熟知的。

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钽电容(图片来自http://baike.baidu.com)

    钽电容的优点是ESR值很低,寿命较长而且耐高温。它的精度也非常高,机械强度也要比铝电解电容高,体积小也是它的一大优点。但是缺点是容量较小,额定耐压值比较低,价格也要比铝电解电容贵。

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固态电容(图片来自http://www.solidcap.cn)

    低阻抗、高低温稳定是固态电容的优点,特别是其超长的寿命更是铝电解电容所不能比的。但是其高昂的价格往往令众多厂商望而却步,然而这并不是最主要的,关键问题是固态电容的容量不大还有耐压性不强,这也是众多电源厂商不采用固态电容的原因所在。

4铝电解电容的选择

    铝电解电容在电源电路中起到什么样的作用呢?电源中整流电路将交流变成方波直流,然后在整流电路之后接入一个大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的方波直流电压变成相对比较稳定的脉动直流电压,这种作用在电源中是非常关键的。

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大容量电解电容

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容量、耐压及耐温

    在选择电容时,一般我们都会知道根据耐压和耐温来选择,钽电容和固态电容在耐压性上并没有太大的优势。另外,电源设计中选择电容时也会考虑存储能量的多少还有体积的大小等,而铝电解电容单位体积下的容量是非常大的。

    编辑点评:铝电解电容的优点是非常明显的,电源厂商选择铝电解电容也并非完全贪图便宜。有时候为了电源的稳定性及可靠性,电源厂商有时候不得不采用一些读者看来是“偷工减料”的铝电解电容。虽然铝电解电容在温度及爆浆问题上有着一定的缺陷,但是随着技术的不断进步,这种情况已经变的不多见了。

    而要想解决铝电解电容受温度影响较大的缺点,一方面要提高电源的转换效率,另一方面则要做好电源的散热,无论是在电源的转换效率还是散热方面都比以前有了比较明显的进步。

    铝电解电容的爆浆问题是不可避免的,因此除了采用较高品质的铝电解电容外,还要防止爆浆后电解液对其它元器件的损害,而铝电解电容上开防爆槽的作用就非常重要了。 

电源的品质好与坏,不仅和用料、结构有很大的关系,其实最为重要的因素是电容,好的电源必须有一颗好电容才能保证平台的稳定。

唐菲

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