会攒机不叫DIY,最深入电容剖析

互联网 | 编辑: 2004-08-03 17:00:00 一键看全文

因为我们相信你并不是那种仅仅满足于用半瓶子醋的DIY知识骗几个MM和菜鸟的“DIY玩家”,所以我们很真诚地邀请您阅读这篇有史以来IT媒体中最专业的关于电容的文章。

第7页:阴极的革命 固体聚合物导体

4.如果说TCNQ是电解电容革命的开始的话,那么真正的革命的主角当属PPY(聚吡咯)以及PEDT这类固体聚合物导体。

著名的SANYO OSCON SVP系列铝固体聚合物导体电容

70年代末人们发现,使用搀杂法可以获得优良的导电聚合物材料,从而引发了一场聚合物导体的技术革命。1985年,小日本首次开发了聚吡咯膜,如果使用复合法的话,可以使其导电率达到铜和银的水平,但它又不是金属而相当于工程塑料,附着性比金属好,同时价格也比铜和银低很多,此外,在受力情况下,其导电率还会产生变化(其特性很像人的神经系统)。这无疑是电容研发者梦寐以求的阴极材质。2000年,美国人因为发明了大规模制造PPY聚吡咯膜的方法,而获得了当年的诺贝尔化学奖,其重要性可见一斑。聚吡咯的用途非常广泛,从隐形战斗机到人工手,以及显示器和电池、电容等等。聚吡咯的研发实力,可以反映出一个国家的化学水平,而我国的西安交通大学和成都电子科技大学在这方面比较突出。

三洋CVEX 固体聚合物导体+电解液混合电容 注意防爆槽

使用PPY聚吡咯和PEDT做为阴极材料的电容,叫做固体聚合物导体电容。其电导率可以达到100S/CM,这是TCNQ盐的100倍,是电解液的10000倍,同时也没有污染。固体聚合物导体电容的温度特性也比较好,可以忍耐300度以上的高温,因此可以使用SMT贴片工艺安装,也适合大规模生产。固体聚合物导体电容的安全性较好,当遇到高温的时候,电解质只是熔化而不会产生爆炸,因此它不像普通铝电解液电容那样开有防爆槽(三洋有一种CVEX电容,阴极为固体聚合物导体加电解液的混合型,因此也有防爆槽)。固体聚合物导体电容的缺陷在于其价格相对偏高,同时耐电压性能不强。

GF 6800U使用的CHEMICON PS/16V电容 无防爆槽

最新锐的GF 6800 Ultra显卡,在NVIDIA公版上就使用了CHEMICON PS/16V固体聚合物导体电容。我看到有些“高手”对此不屑一顾,说16V算什么?确实,和使用电解液为阴极的电容相比,16V确实不算什么。但是在16伏特电压下,它的ESR性能不是一般的电解液电容所能达到的,因此才被应用到GF 6800 Ultra这样的顶级显卡上。

小地:使用不同的阳极和阴极材料可以组合成多种规格的电解电容,是吗?

万鹏:是这样的。基本上所有组合都可以。例如钽电解电容也可以使用固体聚合物导体做为阴极,而铝电解电容既可以使用电解液,也可以使用TCNQ、PPY和PEDT等等。现在新型的钽电容也采用了PPY和PEDT这类固体聚合物导体做阴极,因此性能进步很多,也没有以往二氧化锰阴极易爆炸的危险。如今最好的钽聚合物电容的ESR可以达到5毫欧姆。这类性能高、体积小的钽聚合物电容一般使用手机、数码相机等一些对体积要求较高的设备上。

小地:你刚才提到了有些电容不适合SMT贴片工艺,请问是否使用SMT,对性能会带来什么影响?

万鹏:无论是插件还是贴片式的安装工艺,电容本身都是直立于PCB的,根本的区别方式是SMT贴片工艺安装的电容,有黑色的橡胶底座。SMT的好处主要在于生产方面,其自动化程度高,精度也高,在运输途中不像插件式那样容易受损。但是SMT贴片工艺安装,需要波峰焊工艺处理,电容经过高温之后可能会影响性能,尤其是阴极采用电解液的电容,经过高温后电解液可能会干枯。插件工艺的安装成本低,因此在同样成本下,电容本身的性能可以更好一些。由于欧美工厂的机械成本低而人工比较贵,所以大部分倾向于SMT贴片制造。而国内工厂的人工较便宜,所以厂商更愿意使用插件式安装。

在性能方面,插件式电容对频率的适应性差一些,不过不到500MHz以上的频率是很难体现出差异的。使用插件式安装的电容中也有很好的产品,例如CHEMICON的PS系列有一部分就是使用插件式的。

主板上的电容大多有“皮”

小地:有塑料外皮的电容和没有外皮的铝壳电容,性质上有什么区别吗?为什么主板上大都使用前者?

新款主板开始使用铝聚合物高档电容

万鹏:所有的直立式电容都是铝壳电容。只不过有一部分电容外面包了PVC薄膜,这样对温度的适应性会好一点,但是这样做会污染环境,所以现在的电容都很少使用了。从成本上将,有塑料外皮的电容对铝壳要求低,成本会低一些。主板产品因为面积大,可以用稳压电源,这样开关频率相对较低,所以没必要太好的电容,而显卡因为面积小,对电容要求就高。不过现在很多新款主板也开始用比较高档的电容了。

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