固态电容全称为:固态铝质电解电容。它与普通电容(即液态铝质电解电容)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。

1.什么是固态电容

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。

 

1.什么是固态电容

(图片来源于网络)

 

2.固态电容分类

分类:

电容的种类首先要按照介质种类来分。按介质可分为无机介质电容器、有机介质电容器和电解电容器三大类。

 

1、无机介质电容器:包括人们熟悉的陶瓷电容以及云母电容,在CPU上我们会经常看到陶瓷电容。陶瓷电容的综合性能很好,可以应用GHz级别的超高频器件上,比如CPU/GPU。当然,它的价格也很贵。

 

2、有机介质电容器:例如薄膜电容器,这类电容经常用在音箱上,其特性是比较精密、耐高温高压。

 

3、电解电容器:人们所熟知的铝电容,铝电容其实都是电解电容。如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话,那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山。我国电解电容年产量300亿只,且年平均增长率高达30%,占全球电解电容产量的1/3以上。

 

电解电容的分类,传统的方法都是按阳极材质,比如说铝、钽或者铌。但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了,目前决定电解电容性能的关键并不在于阳极,而在于电解质,也就是阴极。

 

按照阴极材料分类,电解电容器可分为电解液、二氧化锰、TCNQ有机半导体、固体聚合物导体等。

 

右侧是一个简单的、并不完整的电容分类表,主要列举了一些在板卡设备上最常见的电容类型,通过这个直观的树型表可以对电容的分类、命名方式有一个直观的认识。常用的电容有电解液电容、固态电容和钽电容。

 

在很多用户的眼中,主板,显卡,工业控制板等产品是否使用固态电容,决定了该板卡是否处于较高的档次。固态电容这两年在国内技术发展迅速,由原来的SANYO一枝独秀,到现在众多国内,国外品牌争锋天下。固态电容已经走下了神坛,很多普通的电子,数码产品都大量使用这类产品,图示固态电容类似于常见的铝电解电容,部分可替换,另外有一种固态电容,片状,用于替换普通钽电容。

 

 

3.固态电容应用

固态铝电容器的主要应用领域:

(1)固态铝电容器的阻抗-频率曲线近似于理想电容器,因此,特别适合用作滤波电容器来去除电路中的纹波、脉冲、数字、静电以及音频等各种噪音;


(2)固态铝电容器通过纹波电流大,因此可以作为开关电源滤波电容器使用,大幅度减少电容器的使用数量或体积,使电路小型化;


(3)固态铝电容器可以快速放电,可作为消耗大电流的高速电路中的备份电容器使用;


(4)固态铝电容器的ESR值几乎不随温度发生改变,因此,可以应用于低温环境(最低可至-55℃)中的设备;


(5)固态铝电容器具有超长寿命(85°℃寿命可达50,000h,固态铝电容器大致上遵循10倍使用寿命/温度每下降20°℃法则),因此,可以用于那些长时间使用的工业设备。