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固態鋁電容器與液態鋁電容器的異同

2021-07-26 11:11:12

一、性能上的異同

  1.固態鋁電容器的固態電解質電導率高于一般液態電解質大約 102~103 倍, 具有比液態鋁電容器低得多的 ESR 值,達到 5mΩ(實測值)左右,因而固態鋁電容器阻抗-頻率特性優良。

  2.在使用溫度范圍內,固態電解質的電性能幾乎不發生變化,因此固態鋁電容器具有很好的溫度特性,幾乎可以在-55~105℃的寬溫度范圍內保持電性能不變;一般情況下,液態鋁電容器的電性能受溫度變化波動較大。

  3.液態鋁電容器是靠電解液中的離子導電來傳遞信息的,因此速度慢,且受頻率、溫度等因素影響大;固態電解質依靠電子導電方式傳遞信息,不存在液態電解質那樣的載流子延遲問題。

  4.固態鋁電容器的允許紋波電流大。固態鋁電容器由于ESR 低,可以在瞬間向負荷提供很大的電流,本身因為焦爾熱引起的發熱量很少。以相同尺寸(φ8mm×8mm 及同等體積)的產品比較,鉭電容器為1900mA,液態鋁電容器為 630mA,而固態鋁電容器可以達到 6100 mA。

  5.液態電容器中的鋁箔和電解紙在使用過程中, 由于周圍環境的影響 (比如用于功率放大器中)可能會發生振動,這種振動會對信號產生“染色效應”及造成信息失落;固態鋁電容器中,固態電解質將鋁箔和隔離紙很好地固定,避免了上述的振動。

  6.固態電解質沒有揮發性,在使用中不易損失,因此使用壽命比液態電容器高出很多。液態鋁電容器遵循溫度每下降 10℃,壽命提高 2 倍的原則;固態鋁電容器則遵循溫度每下降20℃,壽命提高10倍的原則(如下表所示) 。

  

Solid Al.E Capacitor

Wet Al. Capacitor

105℃        2,000h

105℃        2,000h

95℃         6,300h

95℃         4,000h

85℃        20,000h

85℃         8,000h

75℃        63,000h

75℃        16,000h

  


  7.由于固態電解質中不含有可以修復鋁氧化膜的的活動離子,受此限制,在目前的技術水平下,固態鋁電容器的耐壓能力受到限制。以當前的行業水平,一般的生產廠家,固態鋁電容器的上限工作電壓只有 50v,而液態鋁電容器的工作電壓已達到 500v 以上。

  二、制程的異同

  固態鋁電容器制造過程與液態鋁電容器相比的主要不同點:

  1) 素子在含浸之前需要進行碳化處理,以便降低隔離層的阻抗并提高吸附性;

  2) 含浸之前需要進行補形成處理,目的是修補損壞的氧化膜并修復鋁箔切割造成的裸露鋁;

  3) 含浸完成后,需進行加熱聚合反應;

  4) 老化機理與液態鋁電容器不同。

  綜合起來,性能上的差異可以通過下面的表格表示:

  The Fertures of Conductive Polymer Capacitor Compared to Other Aluminium Capacitors

  Characteristics

  

  Characteristics

Type of Capacitor

小型化

頻率特性

溫度特性

電壓

容量

壽命

價格 × ESR

液體鋁電容器

×

×

×

卷繞結構固態電容器

有機半導體型

×

導電高分子型

◎◎

×

疊層結構固態電容器

◎◎

××

  where:good←◎○△×→bad


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