【电气基础】固态电容性能全方位解析

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正文

进入LGA 775平台之后，随着中央处理器(CPU)运算频率及晶体管数目不断的增加，为求系统稳定，英特尔(Intel)建议主板(MB)厂商，在新一代的主板上使用固态电容。越来越多的主板厂商都将自家的高端主板的处理器供电部分均采用的是固态电容，那么究竟什么是固态电容呢?

固态电容的全名为导电性高分子聚合物铝质电解电容也叫高分子铝电容，是目前电容器产品中最高阶的产品，固态电容的介电材料则为功能性导电高分子，能大幅提升产品的稳定度与安全性，它与液态铝质电解电容最大差别，在于所使用的阴极材料，过去铝质电解电容所使用的阴极材料是电解液，而固态电容则是导电性高分子聚合物材料，常见的导电性高分子聚合物有PPY,PEDH。

既然固态电容如此受到Intel和主板厂商的重视，那么究竟固态电容有何种特性呢，相较之前的电解电容来说，又有何优点呢，下面就来为大家一一做出详细的解析。首先来谈谈电解电容的局限性。

由于近年来PC的频率越来越高，功耗随之增大，这对于CPU \ Memory \ PCI EXPressdevices供电部分的电容的要求就越来越高。而传统的液态铝电解电容器无论阻抗再低，总依然会存在发热，当温度升高到一定程度时，电容器内部蒸汽压增大。此时滤波与稳压的电容功能也会不断降低甚至因为温度的持续攀升，进而产生鼓凸漏液的情况因而发生(就是DIY玩家通常所说的“电容爆浆”)，往往因为故障的并联电容造成主板的运行不正常，甚或完全无法运行而需要送修。

由上图我们可以看到，新世代的固态电容采用具有高导电度及优异热稳定性之导电高分子材料作为固态电解质，代替传统式铝电解电容器内的电解液，大幅改善传统液态铝电解电容器之缺点并展现出极为优异的电器特性与可靠度，导电性高分子铝固态电解容器已成为下一世代固态电解电容器的开发主流，导电性高分子固态电容器也成为尖端先进的电容器代名词。

那么为何导电性高分子比液态电解质要好呢?由上图对比不难发现，导电性高分子的电子在分子上移动较快(低阻抗)而液态电解质的离子在液态中移动较慢(高阻抗)，这就导致了导电性高分子拥有比液态电解质更为优秀的传导性指数，由上图我们可以看到，导电性高分子的传导性指数达到了液态电解质的10000倍!

固态电容优良特性解析(1)

上图清楚的表列了固态电容的四大优良特性，下面就来一一做出说明

由这张图我们可以看到，随着频率的不断提高，固态电容在高频率下呈现出了更低的阻抗，低阻抗代表低电阻损失,不会消耗电力转变成热，因而不会使温度上升，也就不会使电容劣化，能使得系统更加稳定!

由这张图我们可以看到，固态电容的耐高涟波电流要比标准电容和电解电容的更高一些，耐高涟波电流代表有较高的能力适应交流电流,在高频交换式电源设计如CPU电源模组是非常重要的。

以上是电解电容和固态电容的寿命对比图。由这张图我们可以看到，尽管随着温度的升高，固态电容相对电解电容多出来的寿命越来越少，但我们还是可以看到，即便是在95摄氏度的高温之下，固态电容仍能够拥有比电解电容多出60%的寿命。

固态电容优良特性解析(2)

由这张随着温度升高，电容量变化率的曲线图我们可以看到，当温度从-55摄氏度到+105摄氏度变化时，固态电容的电容量变化率曲线接近直线，而电解电容的电容量变化率曲线像一座山坡一样陡峭，这说明了固态电容的电容量在高低温度变化下要比电解电容稳定得多。

同样由上图我们可以看到，当温度从-55摄氏度到+105摄氏度变化时，固态电容的阻抗值接近直线，而电解电容的阻抗值曲线像一座山坡一样陡峭，这说明了固态电容的阻抗在高低温度变化下依然保持较低的水平而且比电解电容要稳定得多。

由这张固态电容和电解电容的特性比较表我们可以看到，固态电容在耐热性、允许涟波电流、高频下的等效串联电阻(阻抗)、安全性以及环保等方面的表现都要优于电解电容。

上图是固态电容的一些特色的总结，正是由于固态电容有如此多的优良特性，才会受到广大DIY用户和主板厂商的欢迎，成为如今高端主板上必备的用料之一。