Polymer技術(shù)會(huì)帶領(lǐng)鉭電容實(shí)現(xiàn)“二次起飛”嗎？
小易說(shuō)：來(lái)，跟老司機(jī)一起探討polymer技術(shù)引領(lǐng)鉭電容實(shí)現(xiàn)“二次飛躍”的可能性。選型替代、查料問(wèn)貨、拓展供應(yīng)商就上穎特新網(wǎng)~
圈內(nèi)盆友都知道，在電容家族，鉭電容是老四。
鉭電容主要應(yīng)用在軍事通訊、航天、工控、影視設(shè)備、通訊儀表、固態(tài)硬盤(pán)、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
有剛?cè)胄械男∨笥颜f(shuō)市面上的鉭電容有黑鉭和黃鉭，分不清孰優(yōu)孰劣。其實(shí)是這樣的：黃鉭是在表面用聚氧樹(shù)脂包裹而成，而黑鉭是開(kāi)模將鉭粉壓成型，一般來(lái)講，美系鉭電容多為黃色，日系多為黑色，顏色區(qū)分跟性能沒(méi)啥關(guān)系。
再來(lái)，按材料分的話，鉭電容分為普通二氧化錳鉭電容和聚合物鉭電容（液態(tài)鉭比較小眾，暫時(shí)不提及）。聚合物鉭電容（polymer鉭電）高頻特性優(yōu)異，價(jià)格也貴。生產(chǎn)聚合物鉭電容的優(yōu)秀廠商主要有KEMET、AVX、三洋等。
從市場(chǎng)份額看，AVX和KEMET約占60%的鉭電份額，此外還有NEC、VISHAY、NICHICON、羅姆、松下（含三洋）、三星電機(jī)、松尾電機(jī)、Abracon等。其中AVX和KEMET鉭電容市占率高，市場(chǎng)上現(xiàn)貨較多，NEC、VISHAY、NICHICON等鉭電容市占率則相對(duì)小，但常用型號(hào)有時(shí)也會(huì)有現(xiàn)貨。
市場(chǎng)需求是元器件行業(yè)發(fā)展的方向，便攜、高可靠性、小型化是市場(chǎng)對(duì)終端產(chǎn)品的需求，這就對(duì)上游的元器件小型化提出了更高要求，因此，在這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)下，片式鉭電容快速替代了老式的引線式鉭電容器，使得片式化率超過(guò)90%。
鉭電容優(yōu)越性，愛(ài)不離手
鉭電容的工作溫度范圍寬、溫度特性穩(wěn)定、比容大、具有獨(dú)特的自愈特性，能滿足長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。鉭電容經(jīng)常被應(yīng)用于大容量濾波的地方，像CPU插槽附近就看到鉭電容的身影，多與陶瓷電容，電解電容配合使用或應(yīng)用于電壓、電流不大的地方。
適合鉭電容的頻率區(qū)間為100KHz--800KHz。
鉭電容的弱點(diǎn)，恨鐵不成鋼
看完鉭電容的優(yōu)勢(shì)之后，我們?cè)賮?lái)看看它有哪些致命弱點(diǎn)。
二氧化錳鉭電容的關(guān)鍵成分是Ta2O5，受熱后應(yīng)力不穩(wěn)定，抗浪涌電壓和浪涌電流能力都較差，且失效的模式為短路（易引起高溫、火災(zāi)），這也是很多電路設(shè)計(jì)全面杜絕二氧化錳鉭電容的理由。
另外，使用二氧化錳片式鉭電對(duì)濾波電路中的開(kāi)關(guān)浪涌脈沖非常敏感，如果不能大幅度降額使用，開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)的電流和電壓脈沖容易把電容器的介質(zhì)層擊穿，從而造成電容器失效。
為了保證片式鉭電容器具有更好的頻率特性和安全性，采用一種導(dǎo)電高分子材料PEDT[聚噻吩]來(lái)替代二氧化錳作為片式鉭電容器的陰極，我們也叫聚合物POLYMER鉭電容。
由于導(dǎo)電高分子材料的電阻率要比二氧化錳半導(dǎo)體低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此片式鉭電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）得到大幅度降低，最低可達(dá)幾毫歐。同時(shí)，使得片式鉭電容器的頻率特性得到較大的改善，頻率范圍大幅度增加。
在開(kāi)關(guān)電路中，高功率脈沖會(huì)導(dǎo)致電介質(zhì)層晶體在電場(chǎng)壓力下出現(xiàn)微觀位移。由于作為陰極的導(dǎo)電高分子材料具有有機(jī)物的特性，柔軟且覆蓋完整，不會(huì)像二氧化錳固體那樣與晶體產(chǎn)生錯(cuò)位擠壓而導(dǎo)致晶體物理結(jié)構(gòu)損壞而擊穿。
所以，使用導(dǎo)電高分子材料制造陰極的片式鉭電容器對(duì)電路中存在的浪涌脈沖呈現(xiàn)出非常強(qiáng)的鈍感現(xiàn)象。即使是頻繁的脈沖也不能破壞電容器的電介質(zhì)層。實(shí)際使用時(shí)，不需要大幅降額就可以具有非常高的安全性。
由于高分子材料的分子鏈大且完整，因此生產(chǎn)結(jié)束的鉭電容器電介質(zhì)層表面會(huì)均勻覆蓋一層足夠厚度的聚噻吩材料。此材料可以把易氧化燃燒的金屬鉭與富含氧的空氣隔開(kāi)。當(dāng)出現(xiàn)意外的擊穿現(xiàn)象時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)快速氧化導(dǎo)致的燃燒和爆炸現(xiàn)象，不會(huì)引發(fā)火災(zāi)和二次擊穿，具有出色的安全性和高可靠性。
綜合比較，聚合物POLYMER鉭電容，對(duì)比普通二氧化錳鉭電容的優(yōu)點(diǎn)如下：
1.具有極低的ESR和較低的ESL，可使用在頻率更高的濾波電路。
2.意外擊穿時(shí)不燃燒不爆炸，不會(huì)引發(fā)火災(zāi)和二次擊穿效應(yīng)，安全性優(yōu)良。
3.使用在低阻抗的開(kāi)關(guān)電源電路，對(duì)浪涌電流和電壓不敏感，只需要降額10-20%使用，安全性高，失效率更低。
4.內(nèi)阻低，具有更高的耐紋波能力，在進(jìn)行濾波和大功率放電時(shí)產(chǎn)生的熱量大幅度降低，濾波效果更好，放電波型更容易符合技術(shù)要求。
5.可靠性與二氧化錳做陰極的片式鉭電容器相比，高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
6.在高紋波的濾波電路和大功率高頻率放電電路中使用，不需要大幅度降額。
正因?yàn)槿绱，鉭電容兩大巨頭AVX和KEMET公司不斷推出polymer鉭電容。AVX公司的TCJ 、TCM、TCN、F38等系列， KEMET公司的T520、T521、T525、T529、T530、T545系列鉭電容（KEMET內(nèi)部俗稱KO-CAP）。綜上來(lái)看呢，polymer鉭電容取代二氧化錳鉭電容似乎是一個(gè)難以阻擋的趨勢(shì)。
最后關(guān)于鉭電容的降額設(shè)計(jì)，其實(shí)是一個(gè)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值。即使在大公司內(nèi)部，也是根據(jù)試驗(yàn)或者事件不斷修正這個(gè)數(shù)值。由于沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)范，所以工程師往往感到迷茫。今天先貼出鉭電容的幾個(gè)指標(biāo)，提出降額規(guī)范，供大家參考：
文章 / 穎特新老司機(jī)
圖片 / 網(wǎng)絡(luò)
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-05
