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什么是聚合物電容器?

發(fā)布時(shí)間:2019-08-13| 發(fā)布者: admin

如果您查看電子設(shè)備(如個(gè)人計(jì)算機(jī))的主板,您可能會(huì)看到下面顯示的六種電容器中的一些(圖1)。常見類型的電容器包括鉭電解電容器(MnO2型和聚合物型),鋁電解電容器(電解質(zhì)罐型,聚合物罐型和芯片型)和MLCC。

 

1.電容器的主要類型

 

什么是聚合物電容器?

還有許多其他類型的電容器,例如薄膜電容器和鈮電容器,但在這里我們將描述聚合物電容器,一種由村田制作所生產(chǎn)的電容器。

 

在鉭電解電容器和鋁電解電容器中,聚合物電容器是一種電解電容器,其中導(dǎo)電聚合物用作陰極。在聚合物型鋁電解電容器中,陽極由鋁箔制成,陰極由導(dǎo)電聚合物制成。在聚合物型鉭電解電容器中,陽極由金屬鉭制成,陰極由導(dǎo)電聚合物制成。圖2顯示了這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。

 

2.導(dǎo)電聚合物鋁電容器的結(jié)構(gòu)示例

 

在傳統(tǒng)的電解電容器中,電解質(zhì)(電解質(zhì)溶液)或二氧化錳(MnO2)用作陰極。使用導(dǎo)電聚合物代替了許多優(yōu)點(diǎn),使得可以實(shí)現(xiàn)更低的等效串聯(lián)電阻(ESR),更穩(wěn)定的熱特性,更高的安全性和更長(zhǎng)的使用壽命。從圖1中可以看出,聚合物電容器的ESR低于傳統(tǒng)的電解電容器。

 

請(qǐng)注意,用于陽極的閥金屬類型基本上決定了電介質(zhì)的類型,這又決定了介電常數(shù)和直流偏置特性,以及聲學(xué)噪聲特性。因此,通過組合由不同材料制成的陽極,陰極和電介質(zhì),可以獲得各種各樣的特性。每個(gè)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),在選擇元件作為電路設(shè)計(jì)過程的一部分時(shí)必須牢記這一點(diǎn)。

 

ECAS系列

基于陰極材料和結(jié)構(gòu),鋁電解電容器可大致分為三種類型。村田制作所的鋁電容器是全固態(tài)多層聚合物鋁電容器(ECAS系列)(圖3)。其他種類的鋁電容器包括罐式包裹鋁電容器,其使用電解質(zhì)或聚合物作為陰極。使ECAS系列電容器與眾不同的是用作陰極的導(dǎo)電聚合物和鋁元件的多層(層壓)結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)電性。這使得電解電容器中可獲得的ESR最低。ECAS系列電容器也可以實(shí)現(xiàn)大電容,并且由于缺少直流偏置,在施加直流電壓時(shí)電容保持穩(wěn)定。因此,ECAS系列的主要特點(diǎn)是低ESR,高電容。

 

3. ECAS系列電容器結(jié)構(gòu)示例

 

ECAS系列的主要應(yīng)用

通過將ECAS系列添加到其多層陶瓷電容器(MLCC)產(chǎn)品系列中,村田制作所進(jìn)一步擴(kuò)大了客戶可選擇的范圍。隨著電子設(shè)備獲得越來越復(fù)雜的功能,CPU的電源線需要更嚴(yán)格的電壓控制等。保持電壓線穩(wěn)定性有時(shí)需要大電容。在過去,我們建議使用多個(gè)MLCC,但現(xiàn)在在許多情況下我們可以提議將ECAS系列電容器與MLCC結(jié)合使用,以減少組件的數(shù)量和成本。

 

4顯示了CPUFPGA的電源線的簡(jiǎn)化電路圖。

 

4. CPUFPGA電源線的簡(jiǎn)化電路圖

 

 

ECAS系列具有低ESR,低阻抗和穩(wěn)定的電容特性,非常適用于平滑(消除紋波和高瞬態(tài)響應(yīng))等各種類型的電源線,可承受電流負(fù)載的大幅波動(dòng)。

 

基本上,ECAS系列電容器幾乎總是與MLCC結(jié)合使用,ECAS系列電容器在抑制電壓波動(dòng)(高速備份)的應(yīng)用中確實(shí)顯示出其價(jià)值。聚合物型鉭電解電容器和聚合物型鋁電解電容器(罐型)廣泛用于抑制電壓波動(dòng),但ECAS系列電容器因其低ESRESR與電容之間的良好平衡而更加理想地適用于此類應(yīng)用。

 

ECAS系列電容器廣泛用于PC和外圍設(shè)備(筆記本電腦,服務(wù)器,主板,多功能打印機(jī)等)和數(shù)字AV產(chǎn)品(LCD電視,游戲機(jī),機(jī)頂盒等)。

 

如果您正在為CPU設(shè)計(jì)電源線,我們建議您使用ECAS系列。

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