電解電容與固體電容介紹與比較

一、望聞問切—電容問題引起主板“體虛”病征：直觀表現(xiàn)為液態(tài)電解電容膨脹、過熱、漏液。致病緣由：高溫、電解電容用料缺乏。病理分析：主板供電電路設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致電容工作環(huán)境溫度過高，電容發(fā)熱，從而使液態(tài)電容中的電解液揮發(fā)而失效；電容偷工減料，各項(xiàng)參數(shù)沒有到達(dá)電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)而損壞。電容在主板電路中廣泛使用，翻開機(jī)箱觀看主板，可以看到星羅棋布、數(shù)量眾多的電解電容。它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)供電電路中不行或缺的重要元件，主板上的各類板卡、芯片組需要使用多種類型電壓的電源，如+12、-12、+5、-5伏等，要保證主板及板卡的穩(wěn)定運(yùn)行需要承受電容器用于過濾電源，確保電壓穩(wěn)定。固然在CPU供電電路中，電容更是起到提高電源質(zhì)量的關(guān)鍵作用。容價(jià)廉且容量較大，主要用于電源濾波局部。鉭電解電容各項(xiàng)性能均優(yōu)于鋁電解電容，但價(jià)格較高。始終以來，諸如系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，花屏、無法開機(jī)，超頻后易死機(jī)以及主板的諸多電腦玩家所詬病。要想使主板穩(wěn)定、高效運(yùn)行，承受固態(tài)鋁電解電容通常起著關(guān)鍵作用，對(duì)于一些先天缺乏的主板更是可以起到大補(bǔ)成效。在各類電容中，唯有鋁電解電容存在壽命問題。在確保電容質(zhì)量的前提下，高溫、超壓實(shí)現(xiàn)。那么主板上電容承受的熱量到底從何而來的呢？主板上的很多部件在工作中都會(huì)發(fā)熱，但發(fā)熱量最大的有三個(gè)局部：CPU、北橋芯片、場(chǎng)效應(yīng)管。CPUCPU供電的場(chǎng)效應(yīng)管卻沒有任何的散熱措施。PWM(脈寬調(diào)制)電路是CPU電源供給電路中的核心組成局部，其核心器件MOSFET在工作中會(huì)釋放大量熱能，而這區(qū)域也是電子器件最為密集的局部。通常狀況下，MOSFET緊貼主板裝配，借助主板進(jìn)展散熱，從而直接將熱量傳遞給其四周的電容(1)。1備受“煎熬”的電容CPUCPUCPU工作中消耗的能源并不恒定，導(dǎo)致電壓發(fā)生波動(dòng)，從而需要電容來穩(wěn)定電壓。由于CPU的頻率越來越高，更多的電腦玩家樂于超頻，電腦長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，這些都直接導(dǎo)致整個(gè)主板發(fā)熱量直線上升，假設(shè)散熱措施不到位，熱量在電容四周積聚從而導(dǎo)致液態(tài)電解電容漏液和提前失效。二、固態(tài)電容原理提醒鑒于液態(tài)電解電容的諸多問題，固態(tài)鋁電解電容應(yīng)運(yùn)而生。2090年月以來，鋁電2～3ESR、改善溫度頻率特性；并且由于高分子材料的可加工性能良好，易于包封，極大地促進(jìn)了鋁電解電容的片式化進(jìn)展。目前商品化的固態(tài)鋁電解電容主要有兩類：有機(jī)半導(dǎo)體鋁電解電容(OS-CON)和聚合物導(dǎo)體鋁電解電容(PC-CON)。(圖2)。高各項(xiàng)電氣性能的同時(shí)有效解決了電解液蒸發(fā)、泄漏、易燃等難題。2有機(jī)半導(dǎo)體鋁電解電容構(gòu)造圖固態(tài)鋁聚合物貼片電容則是結(jié)合了鋁電解電容和鉭電容的特點(diǎn)而形成的一種獨(dú)特構(gòu)造。氧化鋁上，作為陰極，炭和銀為陰極的引出電極，這一點(diǎn)與固態(tài)鉭電解電容構(gòu)造相像(圖3)。3鉭電容的構(gòu)造三、真是主板的“治病良藥”？—固態(tài)電解電容特性詳解由于承受了型的固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解電容具有液態(tài)電解電容無法企及的優(yōu)良特性。種優(yōu)良特性可以為主板供給進(jìn)補(bǔ)療效，固態(tài)電解電容比液態(tài)電解電容的優(yōu)勢(shì)主要有三點(diǎn)。高穩(wěn)定性板性能。同時(shí)，由于其寬溫度范圍的穩(wěn)定阻抗，適于電源濾波。它可以有效地供給穩(wěn)定充分的電源，在超頻中尤為重要。化不超過15％，明顯優(yōu)于液態(tài)電解電容。同時(shí)固態(tài)電解電容的電容量與其工作電壓根本無關(guān)，從而保證其在電壓波動(dòng)環(huán)境中穩(wěn)定工作。壽命長(zhǎng)固態(tài)鋁電解電容具有極長(zhǎng)的使用壽命(使用壽命超過50年)。與液態(tài)鋁電解電容相比，可以算作“長(zhǎng)命百歲”了。它不會(huì)被擊穿，也不必?fù)?dān)憂液態(tài)電解質(zhì)枯槁以及外泄影響主板穩(wěn)定性。由于沒有液態(tài)電解質(zhì)諸多問題的困擾，固態(tài)鋁電解電容使主板更加穩(wěn)定牢靠。度超過其耐受極限，固態(tài)電解質(zhì)僅僅是熔化，這樣不會(huì)引發(fā)電容金屬外殼爆裂，因而格外安全。壽命明顯較長(zhǎng)。ESR和高額定紋波電流ESR(EquivalentSeriesResistance)指串聯(lián)等效電阻，是電容格外重要的指標(biāo)。ESR越低，ESR特性的優(yōu)勢(shì)更加明顯?？梢哉f，高頻下低ESR特性是固態(tài)電解電容ESR格外低，同時(shí)具有格外小的能量耗散ESR特性可以充分吸取電路中電源線間產(chǎn)生的高幅值電壓，防止其對(duì)系統(tǒng)的干擾。CPU1GHzCPU80A或更多，輸出濾波電容已經(jīng)接近工作臨界點(diǎn)。另一方面，CPU承受多種工作模式，大局部時(shí)間CPU由低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)為全負(fù)荷狀態(tài)時(shí),CPU的瞬間(一般5毫秒)切換需要的大量能量均來自CPUCPU穩(wěn)定工作。4固態(tài)電解電容與液態(tài)電解電容綜合比照?qǐng)D四、固態(tài)電解電容的鑒別指南產(chǎn)廠家供給產(chǎn)品手冊(cè)進(jìn)展查閱。對(duì)于國產(chǎn)電容，其產(chǎn)品標(biāo)識(shí)一般由四局部組成，第一局部為CAD。后47μF25V。區(qū)分固態(tài)電解電容和液態(tài)電解電容直觀的方法是查看電容頂部是否有“K”或“十”字形的其頂部的防爆凹槽較淺。另外，液態(tài)電解電容一般有各種顏色的塑料外皮。么如何區(qū)分電容的外形呢？電解電容承受兩種封裝形式。常見的是直插式封裝，其外形為圓柱形，下方有兩根金屬引線作為電極，垂直安裝在電路板上(5)。5SMT貼片式(SurfaceMounT)電容，一種是矩形顆粒平貼主板焊接6帶橡膠底座的電容7我們可以通過電容下端的底座來區(qū)分SMT貼片式與直插式電容另外一種實(shí)行帶橡膠底座的垂直主板安裝方式(圖6)SMT片機(jī)大規(guī)模、高密度生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高效快速焊接，同時(shí)在主板上占用的面積很小。區(qū)分SMT貼片式與直插式電容的主要依據(jù)是電容下端的塑料底座(7)。液態(tài)電容一般均實(shí)行立式封裝方式，但是電解電容的封裝形式與電容種類并無確定聯(lián)系，所以不能僅從封裝外形來推斷電解電容的類型。液態(tài)和固態(tài)鋁電解電容都有SMT貼片式的產(chǎn)品，鉭電容和鋁電容都能做成貼片式顆粒狀的產(chǎn)品。五、更換電容，請(qǐng)慎重考慮！了解了固態(tài)電解電容的種種優(yōu)良特性后，你可能已經(jīng)迫不及待地想給主板進(jìn)展“大補(bǔ)”了吧？不過，在此我們要特別提示：假設(shè)你有板卡焊接閱歷，懂得選擇電子元器件的方法，DIY的鐵桿發(fā)燒友，那么為你的主板更換固態(tài)電容確實(shí)是主板進(jìn)補(bǔ)的不二之選；但是假設(shè)你沒有電子制作的經(jīng)受，最好不要?jiǎng)幼约焊鼡Q電容的念頭，還是選用使用固態(tài)電容的成品主板較為穩(wěn)妥。由于更換電容將直接在主板上“動(dòng)刀”，對(duì)主板安全有著很大影響，在此之前應(yīng)確保主板的“安康狀況”。假設(shè)你的主板已經(jīng)發(fā)生故障或處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)，首先應(yīng)排解其他故障隱患再更換固態(tài)電容。在發(fā)生了電容漏液、失效的狀況時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)修復(fù)電路中導(dǎo)致電容失效開關(guān)管是否損壞，機(jī)箱電源輸入的電源質(zhì)量是否穩(wěn)定，主板是否散熱不良等。在確定了確實(shí)是由于電容自身品質(zhì)或者電容老化導(dǎo)致的漏液后，更換電容才有實(shí)際的意義。在進(jìn)展替換前，必需先確定替換電容的相關(guān)參數(shù)，否則無法保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常功能，甚至?xí)?dǎo)致主板損壞！引腳孔一一對(duì)應(yīng)。替換品尺寸過大，不但無法安裝，同時(shí)會(huì)因元件過密導(dǎo)致散熱性能下降，影響器件性能。替換品尺寸過小，電容引腳在插入元件孔焊接時(shí)發(fā)生彎曲，無法正常焊接或虛焊，導(dǎo)致電路運(yùn)行不穩(wěn)定(8)。因此在替換時(shí)應(yīng)依據(jù)電路板上標(biāo)示的極性安裝電容。用的環(huán)境溫度應(yīng)全都，包括最高溫度和最低溫度；不能超過額定紋波電流，否則電容內(nèi)部將ESR上的電流過大而過度發(fā)熱。故障處理：假設(shè)不合理焊接導(dǎo)致電容發(fā)生短路故障，電容內(nèi)部會(huì)急劇發(fā)熱，當(dāng)短路電流過大，電容內(nèi)部的陰極物質(zhì)會(huì)熔融并產(chǎn)生大量氣體，內(nèi)部壓力上升，密封的橡膠或塑料材料將發(fā)生卷曲，此時(shí)假設(shè)有氣味或電解液外溢，切勿觸摸。假設(shè)發(fā)生氣體進(jìn)入眼睛或吸入口中應(yīng)準(zhǔn)時(shí)用清水沖洗。8錯(cuò)誤的安裝