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主板上的电容
2017-10-05 | 阅:  转:  |  分享 
  
主板上的电容

电容分为很多种,在

??首先我们来看看最传统的电解电容。随着主板的发展,电解电容以及逐渐地淡出了主流的DIY硬件产品,只有少数的中低端主板仍然在沿用这种电容。价格低是其最主要的优势,而一些日系和台系厂商的产品在品质以及性能上还是有所保证的。

看上去很朴素的电解电容

??电解电容一般会拥有一层塑料制的“外衣”,上面会明确标注电容的容值以及耐压值。由于电解电容的耐压能力较为出色,防浪涌的能力强,所以比起主板,我们在电源产品中仍然会经常看到。

随着主板用料的进化以及厂商的宣传,主板上的电解电容以及慢慢地被固态电容所取代。当然固态电容之所以能够在主板上一统江湖,与其优点还是密不可分的。相比于电解电容,固态电容不会出现爆浆的危险,这也是厂商大力宣传的卖点之一。另外固态电容在稳定性以及寿命上都要优于电解电容,更适合工作在环境恶劣的电脑机箱中。还有一点,那就是固态电容对于运行温度不敏感,所以不会因为高温高湿而影响到电容的参数。



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如同小钢炮一样的固态电容

??固态电容并没有塑料制的外皮,而是直接将铝壳暴露在外面。电容的规格被标注在电容顶部,一般来讲字体最大的数字是电容的容值,单位一般为微法(μF)。而电容值的下方会标注电容的精度以及耐压或者耐流值,用户只要仔细阅读就能够明白其中的意思。

电器性能出色钽电容

??最后笔者再来说一说钽电容,这种电容拥有着非常出色的性能:耐高温、稳定性高、电感效应低、精度高,滤高频谐波出色,所以经常被用在高频电路或者高温高压的电路上,这也是为什么我们经常在主板供电模块上看到其身影。2页

钽电容的标示方法也是多种多样,不过对于容值来说主要还是直接通过数字来标出。除了电容值,不同的钽电容会有不同的表示。



前面的内容看完,相信大家已经对不同的电容有着各种了解。不过对于

●误解1:日系电容是唯一选择

??目前电容产地主要分为两大阵营,分别是以三洋、红宝石、尼吉康等领衔的日系厂商以及万裕、斐成、钰邦等领衔的台(港)系厂商。总整体来说,日系厂商的电容比台系厂商的更加出色,所以会经常出现在中高端主板产品中。

尼吉康电容的确性能出色,但是不是唯一的选择

不过,有些用户对于电容的品牌非常执着,可以说是非日产电容不买。首先这个事情是非常不现实的,因为一款主板所有电容都采用日产知名品牌的产品在成本上就无法控制。另外对于电容来说,台系电容对于日常使用来说已经绰绰有余,所以我们对于赫赫有名的“紫三洋”、“尼吉康LF”等知名电容还是要保持理性的态度。

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●误解2:电容容量越大越好

??电容容量越大,电容能够承载的电荷量就越大。如果我们把电容当做一个电池来看的话,电容每一次的充放电就能够带来更大的负载。于是,许多人就认为电容量越大的主板电气性能越好。的确,大容量电容可以带来可以拥有更大的负载,但是随之而来的,电容充放电的时间也会增加,从而降低电容的高频性能,同时大电容往往会拥有更大的寄生电感量,从而降低滤波效果,影响电路的稳定性。所以说,电容容量要按需分配,才能让电器性能达到最佳状态。

电容按需分配还是好电路的基础

●误解3:电容性能一定是钽电容>固态电容>电解电容

现在主板厂商逐渐放弃电解电容,普及了固态电容在主板上的应用,甚至是在中高端主板上采用大量钽电容。于是大家就会认为钽电容的性能比固态电容好,固态电容比电解电容好。其实无论是哪种电容,都有着优劣之分。前面笔者已经介绍每种电容的优缺点。钽电容由于内部结构限制,不可能做到非常大的电容量,这时候就需要固态电容甚至是电解电容的支持,在其他方面也是如此。三种电容相互补充,并没有谁一定比谁优秀,更没有相互之间可以取代的结论,厂商推广钽电容必然有自己的原因,对此,我们保持理性按需选择就足够了。





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一些电容甚至可以让主板厂商自行定制

??综上所述,电容是主板上非常重要的元器件之一,我们的主板如果离开电容,将会变得一无是处。反过来,电容也并不是什么高科技的产物,对于电容的种类以及规格,我们要理性对待,理性选择主板。不要相信传言,盲目跟从,这样的话,笔者相信你一定会选到称心如意的产品。

http://mb.zol.com.cn/343/3434154.htmlmb.zol.com.cntrue中关村在线http://mb.zol.com.cn/342/3429773.htmlreport2123??前面的内容看完,相信大家已经对不同的电容有着各种了解。不过对于主板上各种各样电容,笔者相信有许多朋友仍然对电容有着比较大的误解。那么最后,笔者就针对几个关注度比较高的问题,来和大家解答一下有关电容方面的问题。●误解1:日系电容是唯一选择&...

对于普通的DIY玩家来说,快速判断元器件的好坏比较困难。像电容,电感,外形都长得差不多,更加难以分辨。

尽量通过简单的描述来告诉大家什么是电容

首先我们要了解的是日常我们所说的电容其实全称应该叫做“电容器”。顾名思义,这个小东西是用来容纳“电”的容器,而这里的电我们称之为电荷。电荷有正电荷和负电荷两种,而电容内部就容纳着这些电荷,从而达到一定的功能。











??不同于电阻,电容的内部其实是断路的。电容内部拥有储存正电荷和负电荷的极板,以及之间的绝缘物质,所以对于直流电来说,电容在一般情况下是起到隔断的作用,也就说我们常说的“隔直通交”。当然“隔直通交”只是算是电容的基本功能,介于电容独特的电气特性,它在电路中还可以做更多的事情。



固态电源的内部结构?

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负责滤波的贴片式电容

就像电容的内部结构,其工作原理其实并不复杂。虽然外表上看不出电容在通电时有什么变化,其实其内部一直进行着储存电荷和释放电荷的工作。这一充一放看似简单,但是在我们的主板电路中,还是起到了非常重要的作用,比如滤波、退耦、振荡等。想了解电容具体作用需要一定的电路基础我们在购买如果我们从字面意义上来看,“用料”的意思就是指的是主板上的元器件,用料的好坏其实就是主板上元器件的质量以及性能。但是就像其它的概念一样,用料的好坏并没有一个具体的量化的标准,所以主板之间的用料不能像性能一样通过跑分成绩来互相对比





对于高手来说,主板上的元器件可以通过品牌、型号以及规格等进行对比,这样通过经验来判断这款主板的用料是否优秀。但是对于普通的DIY玩家来说,判断元器件好坏就显得比较困难了。如果是在外型上有着诸多的不同那还算容易分辨,但是如果外形都长得一样的话,恐怕普通人就难以区分了。





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小小电容拥有着大大的学问

作为厂商和用户最为看重的用料,电容在主板上的地位举足轻重。电容也是经常会被大家提起的元器件之一,电容的好坏也成为了厂商相互竞争的一大噱头。所以,笔者在本文中就先通过主板上的电容来向大家讲述一下用料的区别。



?在日常生活中很多电子产品都会用到<电容>这个对线路划缺不可的电子元件,包括我们的电脑所使用的主板,硬盘,电源等等地方.它对线路中起到过滤杂质,纯净和稳定线路的作用.?电容的种类有很多.按照其规格,耐压,等分为很多种类其中以下面所讲的使用为最多见.让我们一起来学习下到底这不起眼的小东西能为你带来什么样的用.上面是世界上最贵的电解电容,没有之一,一只能买一个i5处理器9页????在电子产品中,电解电容器占有相当大的比重,其可靠性在整机中起着至关重要的作用。在整机故障原因中,由电容器选择和应用方面的原因造成的故障约占电容器总失效率的55~85%;电容器自身质量造成的失效约占15~45%。从以上数据可以看出,电容器失效的主要原因与选择和使用不当有关。因此,做好电解电容器的选择和应用,对保证产品质量和可靠性具有重要的意义。首先在选择电容器时,要对电解电容器的主要技术性能进行了解,对它的电容量、工作电压、漏电流、损耗角正切值、温度特性、阻抗频率特性、反向耐电压、储存性能以及价格等方面进行比较。同时要注意电容器所使用的材质,最常用的材质是陶瓷,这种材质性能稳定,介电系数高,电容器容量大,自谐振频率可达到1~20MHz;最高可用到50?MHz。另一种常用的材质是NPO,NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。?NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃,这种材质具有很好高频特性,但介电常数低、容量小,一般不在10?MHz以下使用。还有其他材料所生产的电容器但使用环境也各有不同。一般通用的以上面两种材料为主要品。



电解电容器分铝电解电容器和钽电解电容器两大类。钽电解电容器又分固体钽电解电容器和液体钽电容器。三种电容器各有特点,选择时应有所区别。铝电解电容器的优点是价格低、产量大、重量轻、有自愈特性。容量和额定电压可到大容量水平。其缺点是介质损耗大、绝缘性能差(漏电流大)、容量偏差大,并有搁置效应。再加之一般是用铝作外壳的非气密封元件,故可靠性较差。适应环境温度范围窄,尤其是负温特性差,一般为-20℃(个别种品可达-40℃,严选标准为-55℃)。适用于对环境条件要求不高的一般民用电子产品及对可靠性要求不高的电子整机上。。(多见于主板,硬盘,显卡。电源。等.或小型高精度线路和电压高的电路上)固态电容全称为:固态铝质电解电容。它与普通电容(即液态铝质电解电容)最大差别在于采用了不同的介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容的介电材料则为导电性高分子。?对于长时间使用电脑的朋友,一定有过或者听过由于板卡电容导致电脑不稳定,甚至于电容爆裂的事情!那就是因为一方面板卡在长时间使用中,过热导致电解液受热膨胀,导致电容失去作用甚至由于超过沸点导致膨胀爆裂!另一方面是,如果板卡在长期不通电的情形下,电解液容易与氧化铝形成化学反应,造成开机或通电时形成爆炸的现象。但是如果采用固态电容,就完全没有这样的隐患和危险了!钽电解电容器钽电解电容器与铝电解电容器相比,其优点是环境温度范围宽,一般为-55℃~+125℃;钽氧化膜的绝缘电阻是铝氧化膜的2倍,故漏电流小;在半导体器件工作电压范围内,(实际的指标高电压直流电100v以下使用)。相同容量的钽电容器比铝电解电容器体积小2倍,并具有损耗小、性能稳定、寿命长、可靠性高等优势。钽解电容器适用于军用电子设备或者是精度较高的电子电路上。其缺点是价格高,制造额定电压低。受到成本的限制,所以用量极少。而某种钽解电容器采用了环氧树脂包封,因而大大降低了固体钽电容器的价格,所以,部分民用整机也已批量采用.由于环氧树脂固体钽电容器是非密封元件,不适宜使用环境条件恶劣的电子整机上,故在军用产品上应采用全密封钽的解电容器。电解电容器介质损耗大,容量误差大、绝缘性能差,只适合建议用在各种50~100?Hz电子设备工频电源中的滤波以及低频电路中的旁路、耦合电容、或对容量误差要求不高的低频电路中。液体钽电容器漏电流较小,单位体积电容量与工作电压的乘积特别大,尤其适合在中高压条件下的大容量电路中。但是,这种电容器有酸性液体,如果一旦发生漏液,可能使印制板连线短路,从而引起整机发生严重故障,所以,一般军用电子设备禁止使用液钽电容器。以保证其可靠性。?其次电解电容器的可靠性应用上。首先降低电解电容器的工作电压是延长电容器使用寿命,提高可靠性的最有效方法。因为电解电容器的失效率与外加电压和电容器额定电压之比的二次方成正比。电解电容器用于电源滤波电路的场合最多,输入电压发生变化或负载突然开路,滤波电容器两端的电压都会随之发生变化,如果不进行降额设计,很可能使电容器击穿。此外,从输入端进来的交流电压并非是正弦波电压,一般非正弦波的峰值电压要比正弦波电压高,可对电容器的寿命和可靠性造成较大影响,所以,在设计时,使用时要对电解电容器的工作电压进行较大幅度的降额,对电解电容器电压的降额幅度要根据整机的可靠性要求及电容器使用的具体电路而定。一般可分三级,一级为额定电压的50%;二级为60%;三级为70%。高压大容量的电容器应选择较大的降额幅度。电容器的容量越大,氧化膜的面积越大,出现介质缺陷的机率也越大,可靠性越低。。。一般电解电容器都有正负极之分。当用于既有直流电压又有交流电压分量的脉动电路中时,其工作特性应特别注意。电解电容在使用时,一定要符合电解电容器两端规定的电压极性要求。当用于级间耦合或脉冲电路时,在电容器上施加的直流电压还要叠加交流电压成分的幅值,在某些情况下有可能使交流分量的负峰值电压超过正直流电压值,从而使极性电容器处在反向工作状态,这样会使电容器的漏电流剧增,进而破坏正向工作特性而造成失效。因此,当电容器两端存在脉动交流成分时,交流峰值电压与所加直流电压之和不应超过电容器的额定工作电压。其原因是交流成分引起电容器的温升发热比直流成分严重的多,所以要严格控制纹波的大小,一般不应超过电容器额定工作电压的百分之二十。即可对于钽电解电容器,也应控制在百分之十以内。由于纹波电压可使电解液极化,且对损耗电阻RS影响很大,所以要对加到电容器上的纹波峰值电压进行有效的控制。一般技术条件规定允许的交流分量是指工频50?Hz条件下的允许值,如果使用频率超过上述条件,可按下面进行计算:Ssh为电容器外壳表面积(单位cm2),t为一定环境温度下允许的温升(℃),f伪纹波电压的正弦频率(Hz),C为电容量(μF),tgδ为实际使用频率下的损耗角正切值。

电容只要鼓泡漏液都是因为过压造成的。其实,并非如此。电容鼓泡漏液的最终原因都是因为过热。电解电容因为其结构特性,内部装有电解液,在使用过程中如果出现过压现象,这时电容的漏电流增大,电容会在短时间内迅速发热,导致电容的温度升高,电容内部的电解液会因高温变成气体致使电容内部的压力增大。当这个压力超过电解电容的铝外壳承受压力的时候,电容就会发生爆炸。为了避免电容爆炸造的不必要的人身和物品损伤,每个电解电容的顶部都有成十字或三叉及其他形状的压力释放点,这是人为的制造压力薄弱点,当电容内部压力过大时,就会从此处泄压,避免产生爆炸情况。



再来分析一下主板结构。该型号主板CPU周围使用的电解电容是为CPU供电稳压滤波的,10个电容全部为并联结构,总容量为15000UF。其排列为一字排开。该主板支持PIVCPU,CPU的核心电压值为1.5V。这个电压是由开关稳压管T经过整流二极管D把电源输出的+12V直流电压变压后供应过来的。根据电路,只要开关管不击穿短路,电解电容绝对不会过压鼓泡的。如果真的是关稳压管击穿,那CPU也一定会同时报废。

仔细观察主板结构,这10个并在一起的电容并不是全部鼓泡,有的鼓了,有的没有鼓。如果是过压,这10个电容绝对不会有一个幸免。结果只有一种可能,电容过热。仔细观察就可以发现,这10电容中,靠近CPU散热器和波波磁环的电容都鼓泡,而在风扇卡座后面因为被支架遮挡的或较远的就没有鼓泡。大家都去过网吧,网吧的机器好象是成年不“洗澡”的,只有到网吧易手了,老板不想干了,把机器卖了,这时买机器的人才会为了多赚点钱,对机器除除尘。正因为网吧的机器是24小时不休息的,而多数网吧老板在开业的时候,为了降低风险购买的机器都是低档机,只要能开机运行就可以了。当然这些低档的主板满足家庭使用是绰绰有余有余的,一般家庭平均一天开机两个小时就不错了。但是因为网吧机器连续工作,再加上不除尘,CPU和主机散热不良,导致CPU散热器温度过高,会达到60-70度。

电解电容短时间的靠近这样的高温物体,也不会出现什么问题,但是几千个上万个小时的如此工作,各部分元器件会过早的进入失效期,电解电容会因周围环境温度过高,而内部压力过大,最后造成电容断续爆裂而漏液。

华擎的H81主板,发现现在的中低端主板CPU滤波电容越来越少了,弱弱的讨论一下难道说cpu制程先进了,不需要那么多电容了45纳米到22纳米了,还集成GPU了处理器功耗降低了,对电流要求就低了,和P4单核时代动辄上百瓦功耗来说,我的第一台电脑用的P4506功耗95WTDP!!现在一颗高端I7也就高十几瓦,普通的奔腾双核只有30多瓦TDP不是实际上的功率,但是可以作为参考,因为热量主要是电流的热效应



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璐瑶电脑2017-10-5







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