固态电容器及等效串联电阻认识

发布时间:2019-4-28
【导读】固态电容器的全名是固态铝质电解电容器,是目前电容器产品中最高阶的产品,固态电容的介电材料则为功能性导电高分子,能大幅提升产品的稳定度与安全性。

固态电容器的全名是固态铝质电解电容器,是目前电容器产品中最高阶的产品,固态电容的介电材料则为功能性导电高分子,能大幅提升产品的稳定度与安全性。具备环保、低阻抗、高低温稳定、耐高纹波及高信赖度等特性,由于固态电容特性远优于液态铝电容,固态电容耐温达摄氏 260 度,且导电性、频率特性及寿命均佳,适用于低电压、高电流的应用。固态电容器最重要的基础原材料是电极箔,电极箔用于承载电荷,占电容器生产成本的30%-70%。电极箔生产主要经历两道工序,即腐蚀和化成,腐蚀箔是电极箔的不完全形式,再经过化成工序,即为电极箔的成品形式,也称为化成箔,直接作为固态电容器的原材料。
 
固态电容器及等效串联电阻认识
 
固态电容在网络通信领域主要应用于路由器、转换器、机顶盒等。例如对于路由器来说:固态电容采用了高分子电介质,固态粒子在高达 100 摄氏度或者零下 50 摄氏度环境下,都能正常稳定的工作,无论是粒子澎涨或是活跃性均较液态电解液低,它的沸点也高达摄氏 350 度,因此几乎不可能出现爆浆的可能性。除了能使路由器更持久稳定的工作,固态电容等效串联电阻小的特性使路由器能更节能低耗。作为三大被动电子元器件(电阻、电容及电感)之一的电容器在电子元器件产业中占有重要的地位,是电子线路中必不可少的基础电子元器件。在整机使用的电子元件中,电容器用途最广泛、用量最大,约占全部电子元件用量的40%左右。
 
电容器以介质材料的种类来看,可以分为铝/钽电解电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器、纸介电容器、云母电容器等,其中铝/钽电解电容器、陶瓷电容器和薄膜电容器这三类约占电容器市场总量的90%以上。电子设备小型化、轻量化的发展趋势对固态电容器的性能提出了更高的要求,主要技术发展趋势有:耐高温、长寿命、高可靠性;片式化、小型化;环保性等。而电极箔高比容、高电压更是成为发展方向。
 
 固态电容器及等效串联电阻认识
ESR即等效串联电阻。理论上一个完美的电容自身不会产生任何能量损失,但因为制造电容的材料有电阻,电容的绝缘介质有损耗,各种原因导致电容变得不“完美”。这个损耗在外部,表现为就像一个电阻跟电容串联在一起,所以就起了个名字叫做“等效串联电阻”。比如,我们认为电容上面电压不能突变,当突然对电容施加一个电流,电容因为自身充电,电压会从0开始上升。但是有了ESR,电阻自身会产生一个压降,这就导致了电容器两端的电压会产生突变。无疑的,这会降低电容的滤波效果,所以很多高质量的电源啦一类的,都使用低ESR的电容器。同样的,在振荡电路等场合,ESR也会引起电路在功能上发生变化,引起电路失效甚至损坏等严重后果。ESR值与纹波电压的关系可以用公式V=R(ESR)×I表示。这个公式中的V就表示纹波电压,而R表示电容的ESR,I表示电流。可以看到,当电流增大的时候,即使在ESR保持不变的情况下,纹波电压也会成倍提高。

 

 

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