固态电容

发布时间：2022-09-02 14:53
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：3473

    鉴于液态电解电容的诸多问题，固态铝电解电容应运而生。20世纪90年代以来，铝电解电容采用固态导电高分子材料取代电解液作为阴极，取得了革新性发展。导电高分子材料的导电能力通常要比电解液高2～3个数量级，应用于铝电解电容可以大大降低ESR、改善温度频率特性；并且由于高分子材料的可加工性能良好，易于包封，极大地促进了铝电解电容的片式化发展。目前商品化的固态铝电解电容主要有两类：有机半导体铝电解电容(OS-CON)和聚合物导体铝电解电容(PC-CON)。

    有机半导体铝电解电容的结构与液态铝电解电容相似，多采用直插立式封装方式。不同之处在于固态铝聚合物电解电容的阴极材料用固态的有机半导体浸膏替代电解液，在提高各项电气性能的同时有效解决了电解液蒸发、泄漏、易燃等难题。

    固态铝聚合物贴片电容则是结合了铝电解电容和钽电容的特点而形成的一种独特结构。同液态铝电解电容一样，固态铝聚合物多采用贴片形式。高导电率的聚合物电极薄膜沉积在氧化铝上，作为阴极，炭和银为阴极的引出电极，这一点与固态钽电解电容结构相似。

固态电容的作用

    固态电容也是电容的一种，所以固态电容的作用与普通电容的作用区别不是很大。只不过固态电容相对于普通电容稳定性好、寿命长、低ESR（串联等效电阻）和高额定纹波电流。

    固态电容的作用主要有以下几种：

    1）去藕

    去藕，又称解藕。从电路来说，总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上 升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对 于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。

    去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。

    2）滤波

    从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率 高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电 容越大低频越容易通过，电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。

    曾有网友将滤波电容 比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。 它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。

    3）储能

    储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000uF之间的铝电解电容器（如EPCOS公司的 B43504或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

固态电容和电解电容的区别

    1、固态电容和电解电容的定义不同

    固态电解电容与普通电容最大差别在于采用了不同的介电材料，液态铝电容介电材料为电解液，而固态电容的介电材料则为导电性高分子材料。

    电解电容是电容的一种，金属箔为正极，与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。

    2、固态电容和电解电容的原理不同

    固态电容，铝电解电容采用固态导电高分子材料取代电解液作为阴极，取得了革新性发展。导电高分子材料的导电能力通常要比电解液高2～3个数量级，应用于铝电解电容可以大大降低ESR、改善温度频率特性。

    电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极，金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质，电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器；

    铝电解电容器的负电极由浸过电解质液的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极，电解电容器因而得名。

    3、固态电容和电解电容的作用不同

    固态电容采用了高分子电介质，固态粒子在高温下，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。 从理论上来说，固态电容几乎不可能爆浆。

    电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。

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