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固态铝电容器与液态铝电容器的异同

2021-07-26 11:11:12

一、性能上的异同

  1.固态铝电容器的固态电解质电导率高于一般液态电解质大约 102~103 倍, 具有比液态铝电容器低得多的 ESR 值,达到 5mΩ(实测值)左右,因而固态铝电容器阻抗-频率特性优良。

  2.在使用温度范围内,固态电解质的电性能几乎不发生变化,因此固态铝电容器具有很好的温度特性,几乎可以在-55~105℃的宽温度范围内保持电性能不变;一般情况下,液态铝电容器的电性能受温度变化波动较大。

  3.液态铝电容器是靠电解液中的离子导电来传递信息的,因此速度慢,且受频率、温度等因素影响大;固态电解质依靠电子导电方式传递信息,不存在液态电解质那样的载流子延迟问题。

  4.固态铝电容器的允许纹波电流大。固态铝电容器由于ESR 低,可以在瞬间向负荷提供很大的电流,本身因为焦尔热引起的发热量很少。以相同尺寸(φ8mm×8mm 及同等体积)的产品比较,钽电容器为1900mA,液态铝电容器为 630mA,而固态铝电容器可以达到 6100 mA。

  5.液态电容器中的铝箔和电解纸在使用过程中, 由于周围环境的影响 (比如用于功率放大器中)可能会发生振动,这种振动会对信号产生“染色效应”及造成信息失落;固态铝电容器中,固态电解质将铝箔和隔离纸很好地固定,避免了上述的振动。

  6.固态电解质没有挥发性,在使用中不易损失,因此使用寿命比液态电容器高出很多。液态铝电容器遵循温度每下降 10℃,寿命提高 2 倍的原则;固态铝电容器则遵循温度每下降20℃,寿命提高10倍的原则(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.由于固态电解质中不含有可以修复铝氧化膜的的活动离子,受此限制,在目前的技术水平下,固态铝电容器的耐压能力受到限制。以当前的行业水平,一般的生产厂家,固态铝电容器的上限工作电压只有 50v,而液态铝电容器的工作电压已达到 500v 以上。

  二、制程的异同

  固态铝电容器制造过程与液态铝电容器相比的主要不同点:

  1) 素子在含浸之前需要进行碳化处理,以便降低隔离层的阻抗并提高吸附性;

  2) 含浸之前需要进行补形成处理,目的是修补损坏的氧化膜并修复铝箔切割造成的裸露铝;

  3) 含浸完成后,需进行加热聚合反应;

  4) 老化机理与液态铝电容器不同。

  综合起来,性能上的差异可以通过下面的表格表示:

  The Fertures of Conductive Polymer Capacitor Compared to Other Aluminium Capacitors

  Characteristics

  

  Characteristics

Type of Capacitor

小型化

频率特性

温度特性

电压

容量

寿命

价格 × ESR

液体铝电容器

×

×

×

卷绕结构固态电容器

有机半导体型

×

导电高分子型

◎◎

×

叠层结构固态电容器

◎◎

××

  where:good←◎○△×→bad