如果您查看電子設備(如個人計算機)的主板,您可能會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(電解質罐型,聚合物罐型和芯片型)和MLCC。
圖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,陰極由導電聚合物制成。圖2顯示了這種結構的一個例子。
圖2.導電聚合物鋁電容器的結構示例
在傳統的電解電容器中,電解質(電解質溶液)或二氧化錳(MnO2)用作陰極。使用導電聚合物代替了許多優點,使得可以實現更低的等效串聯電阻(ESR),更穩定的熱特性,更高的安全性和更長的使用壽命。從圖1中可以看出,聚合物電容器的ESR低于傳統的電解電容器。
請注意,用于陽極的閥金屬類型基本上決定了電介質的類型,這又決定了介電常數和直流偏置特性,以及聲學噪聲特性。因此,通過組合由不同材料制成的陽極,陰極和電介質,可以獲得各種各樣的特性。每個都有自己的優點和缺點,在選擇元件作為電路設計過程的一部分時必須牢記這一點。
ECAS系列 基于陰極材料和結構,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電聚合物和鋁元件的多層(層壓)結構的高導電性。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現大電容,并且由于缺少直流偏置,在施加直流電壓時電容保持穩定。因此,ECAS系列的主要特點是低ESR,高電容。
圖3. ECAS系列電容器結構示例
ECAS系列的主要應用 通過將ECAS系列添加到其多層陶瓷電容器(MLCC)產品系列中,村田制作所進一步擴大了客戶可選擇的范圍。隨著電子設備獲得越來越復雜的功能,CPU的電源線需要更嚴格的電壓控制等。保持電壓線穩定性有時需要大電容。在過去,我們建議使用多個MLCC,但現在在許多情況下我們可以提議將ECAS系列電容器與MLCC結合使用,以減少組件的數量和成本。
圖4顯示了CPU或FPGA的電源線的簡化電路圖。
圖4. CPU或FPGA電源線的簡化電路圖
ECAS系列具有低ESR,低阻抗和穩定的電容特性,非常適用于平滑(消除紋波和高瞬態響應)等各種類型的電源線,可承受電流負載的大幅波動。
基本上,ECAS系列電容器幾乎總是與MLCC結合使用,ECAS系列電容器在抑制電壓波動(高速備份)的應用中確實顯示出其價值。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,但ECAS系列電容器因其低ESR和ESR與電容之間的良好平衡而更加理想地適用于此類應用。
ECAS系列電容器廣泛用于PC和外圍設備(筆記本電腦,服務器,主板,多功能打印機等)和數字AV產品(LCD電視,游戲機,機頂盒等)。
如果您正在為CPU設計電源線,我們建議您使用ECAS系列。 |