上期回顧：電容選型與應(yīng)用知識系列大講臺—電源設(shè)計中的電容應(yīng)用實例

本講是《電容選型與應(yīng)用知識系列大講臺》的最后一講，在之前跟大家一起討論過電容基礎(chǔ)知識大搜羅、電解電容應(yīng)用選型篇（一） 、電解電容應(yīng)用選型篇（二） 、超級電容選型應(yīng)用篇、電源設(shè)計中的電容應(yīng)用實例，這一講我們以Q/A的形式，一起探討工程師在設(shè)計中使用電容的常見問題及技巧，幫助工程師了解電容特性，在電路設(shè)計中正確選擇和運(yùn)用電容，更好的發(fā)揮電容儲能和濾波的技術(shù)特性，提高設(shè)計水平和產(chǎn)品可靠性....

Q：鋁電解電容長期存儲后，怎樣進(jìn)行重新賦能？
A：鋁電解電容長期擱置后（2年以上），要對其進(jìn)行額定電壓充電處理（賦能）后使用。因為鋁電解電容器長期存放后，漏電流有增加的趨勢，當(dāng)周圍溫度較高時，這種增加的趨勢更為顯著。主要是因為氧化鋁介質(zhì)膜受到了電解液中氯離子的損傷。通過賦能，可以修復(fù)氧化膜。關(guān)于賦能的方法，CDE公司推薦的方法是，經(jīng)過1000Ω的電阻加上額定電壓30分鐘來修復(fù)氧化膜，使其漏電流減低到正常值。

Q：鋁電解電容的漏電流測試的時間怎樣決定？
A：鋁電解電容的漏電流與其CU（C和U的乘積）有關(guān)，CU越大，漏電流也越大。漏電流隨測試時間而減小，一般認(rèn)為5分鐘后漏電流已經(jīng)減少到了接近穩(wěn)定值。利用隨時間而減小的特性，實際測試漏電流時，為了節(jié)省測試時間，當(dāng)漏電流提前達(dá)到小于限定值時，即可認(rèn)為其已經(jīng)合格，不用等測完5分鐘。

Q：相同容量的鉭電容是否比鋁電解電容的內(nèi)阻更小，濾波效果更好？
A：是的，相同容量的鉭電容是比鋁電解電容的內(nèi)阻更小。

Q：有的廠家建議為保證鉭電容的可靠性，使用時串聯(lián)R>3Ω/V的電阻，以限制電流在300mA以下，建議合理嗎？
A：事實上這種建議是何不合理的，實際上無法按這樣的要求去設(shè)計電路。實際使用上，為了保證可靠性，鉭電解電容的工作電壓應(yīng)該至少降額50%才能保證可靠性。對于電源主回路中的鉭電解電容，建議至少降額至其額定電壓的1/3。根據(jù)鉭電解電容在電子行業(yè)的使用經(jīng)驗來看，從可靠性的角度來考慮的話，選用的鉭電解電容時不要選用極限參數(shù)的CU值，需要用到較大容量時，可以用2個或幾個小容量的鉭電解電容并聯(lián)來替代一個大容量的鉭電解電容以提高可靠性。

Q：大容量鉭電容在熱插拔領(lǐng)域能否有效抑制瞬態(tài)電壓的干擾？
A：電容的電壓其實是個連續(xù)模式的，電流可瞬間的變化，但電流的電壓值瞬間是不允許變化的，它是一個連續(xù)模式，所以讓它抑制瞬態(tài)電壓的話，有點牽強(qiáng)，如果說是來抑制瞬態(tài)電流的話，可用鉭電容作為一個理想的器件。

Q：請問鉭電容的主要失效模式是什么？新型鉭電容對此有無改進(jìn)和突破？
A：目前鉭電容的失效模式就是短路，這種模式對工程師來講，有一種危害，所以有些廠商研發(fā)了一種帶保險絲的鉭電容，做成這種開路模式，從廠商的角度來講，做的新的鉭電容技術(shù)。

Q：鉭電容的最大應(yīng)用優(yōu)勢是什么？
A：鉭電容最大的優(yōu)勢是沒有壽命限制，另外是高CU值，就是高容量和電壓的比，電壓容量比是非常高的，還有就是封裝上的優(yōu)勢，它最小可以做到0402 的小封裝。

Q：如何解釋“鉭電容沒有壽命限制”？
A：所有的鉭電容有沒有壽命限制是取決于它的內(nèi)部所使用的材料，就是介質(zhì)材料和布局的材料，有壽命限制，是因為它采用了電解液，電解液會隨著使用的時間的長短蒸發(fā)引起的，如果電解蒸發(fā)完了，它就失效，所以它會有一個壽命，因為鉭電是固體電容，它所有的材質(zhì)，正極負(fù)極以及材質(zhì)都是固體材料，所以就相對比較的穩(wěn)定，只要在正常的條件下使用，理論上來講是沒有壽命限制的。

Q：鉭電容器的溫度和高頻范圍是多少？
A：如果是固體鉭電容，它的溫度是從負(fù)的55 度到正的125 度，隨著溫度的升高，電壓會有一定的衰減，溫度如果是100 度，電壓是6.3 伏的話，那可能就要增加0.9，如果到125 度的話，會有更低的壓降，在規(guī)格書里面都有詳細(xì)的介紹，至于說高頻特性，這個要看是多大，這些頻率是有一定的變化的。鉭電容在一般的頻率下，隨著頻率的升高，容量不會特別的大，像其它的ESR 值會有一些變化的。

Q：鉭電容和MLCC 在應(yīng)用上有何不同？
A：鉭電容和MLCC 是兩種完全不同的電容，介質(zhì)材料也是完全不一樣的，MLCC 是采用疊成的方式，而鉭電容是一個整體方式，疊成的方式在電壓或者是電流通過的時候，會有雜音存在，就是機(jī)械共振物理現(xiàn)象存在，比說說MLCC 的等效串聯(lián)電阻值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉭電容，但是現(xiàn)在MLCC 的技術(shù)是不能夠完全替代鉭電容，在大溶質(zhì)上面還不能做到，所以鉭電容在大電容方面有很大的優(yōu)勢。
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Q：請問濕式鉭電容與同規(guī)格的干式相比，哪種類型價格低？
A：濕式鉭電容和鉭電容是完全應(yīng)用在不同的地方的，濕式鉭電容應(yīng)用在一些比較特殊的場合，像石油勘探和一些比較特殊的軍工領(lǐng)域，鉭電容主要是應(yīng)用在一些工業(yè)領(lǐng)域方面，像消費類的電子產(chǎn)品方面，它們的價格是完全不能對比的，濕式鉭電容的價格幅度比較大，但是相對的鉭電容的價格就比較便宜的，濕式電容每批采購的數(shù)量會很少，有時候甚至是幾個幾個都可以買，但是鉭電容卻是論批次買的，所以它們的價格是沒有辦法對等的。

Q：超級電容器是否比電池更好？
A：超級電容器不同于電池，在某些應(yīng)用領(lǐng)域，它可能優(yōu)于電池。有時將兩者結(jié)合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結(jié)合起來，不失為一種更好的途徑。超級電容器在其額定電壓范圍內(nèi)可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學(xué)反應(yīng)限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。超級電容器與其體積相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)電容器相比可以存儲更多的能量，電池與其體積相當(dāng)?shù)某夒娙萜飨啾瓤梢源鎯Ω嗟哪芰?。在一些功率決定能量存儲器件尺寸的應(yīng)用中，超級電容器是一種更好的途徑。超級電容器可以反復(fù)傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復(fù)傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。超級電容器可以快速充電而電池快速充電則會受到損害。

Q：如何選擇我所需的超級電容器？
A：首先，功率要求、放電時間及系統(tǒng)電壓變化起決定作用。
其次，超級電容器的輸出電壓降由兩部分組成，一部分是超級電容器釋放能量；另一部分是由于超級電容器內(nèi)阻引起。兩部分誰占主要取決于時間，在非?？斓拿}沖中，內(nèi)阻部分占主要的，相反在長時間放電中，容性部分占主要。
根據(jù)最高工作電壓、工作截止電壓、平均放電電流、放電時間多長這四個基本參數(shù)決定您選擇電容器的大小。

Q：積分電容用什么類型的效果好
A：基本原則是：漏電流要小。積分電容理論上說采用云母電容最好。精度、穩(wěn)定度、溫度影響等不比 CBB 差，而且沒有吸收效應(yīng)，應(yīng)該試最為理想的器件。但是，云母電容容量不容易做得太大（一般 10P-10000P)，而且價格非常高。目前市場上常用的電容器損耗比較低的也就是 CBB 和云母。CBB 的成品容量比較大，所以選 CBB 電容 。

Q：同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好嗎？
A：耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數(shù)，對于 ESR 自然是越低越好。ESR 與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時候，容量越大，ESR 越低。在板卡設(shè)計中采用多個小電容并連多是出與 PCB 空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR 越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗，采用多個小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。

Q：ESR 越低，效果越好嗎？
A：結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說，對于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求，對 ESR 的要求可以適當(dāng)?shù)慕档?。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET 的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c。ESR 的要求則高一點，因為這里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是 ESR 并不是越低越好，低 ESR 電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時會導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計中，這里一般有一個參考值，此作為元件選用參數(shù)，避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。

Q：濾波電容、旁路電容、退耦電容的區(qū)別？
A：濾波電容、旁路電容、退藕電容主要是從不同的角度來命名。事實上，它們的原理和功能是一樣的。都是利用了電容器的儲能功能和阻抗頻率性能。有時不同的人的叫法之間會互相混淆。事實上可以不必區(qū)分得那么清楚，只要記住“大電容濾除低頻，小電容濾除高頻”這個業(yè)界總結(jié)出來的經(jīng)驗即可。

Q：耦合電容器的選用？
A：大家都知道耦合電容器再放大電路中主要起同交流阻直流的作用。電容器本身是有阻抗的，而且也有漏電流。所以要根據(jù)不同的需要選擇合適的電容器。對于低頻電路，比如音頻電路，電容器的容量必須足夠大，電容器的阻抗才夠小，所以一般是用電解電容做低頻電路的耦合電容。由于電解電容器的漏電流較大，所以必須選用低漏電系列的電解電容器。對于要求較高的場合，可以選用有機(jī)薄膜電容器作低頻耦合電容，不過有機(jī)薄膜電容的體積較大、價格較高。高頻放大電路中，此時即使容量不大阻抗也較小，片式陶瓷電容成為高頻耦合電容的最佳選擇，因為陶瓷電容有較好的高頻性能。

Q：在mp3、手機(jī)的音頻電路里，最常用的容量是多少？
A：在MP3、手機(jī)的音頻電路里，最常用的容量是從10UF 到220UF 的，其實山寨機(jī)手機(jī)里面，采用的是33UF,如果想要手機(jī)有更好的音效效果，建議使用100UF 或者220UF 的鉭電容。

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