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[提問(wèn)] 最初設計時(shí)就會(huì )避開(kāi)鉭電容,這是為什么呢?三大理由告訴你原因

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發(fā)表于 2023-2-20 10:10:12 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
關(guān)鍵詞: 鉭電容 , 電容 , 元器件
  100uF的鉭電容與100uF的陶瓷電容的價(jià)格相差多少,你知道嗎?
  10倍!鉭電容的價(jià)格大概是陶瓷電容的10倍。
  1、鉭電容成本較高
  如果電容容量需求在100uF以下,在耐壓滿(mǎn)足的前提下,我們現在絕大多數情況會(huì )選用陶瓷電容,而不用鉭電容,就是因為鉭電容貴。
  鉭電容的主要材料是鉭,這種金屬是稀缺金屬,全球已探明儲量不多,因此價(jià)格很貴。所以鉭電容價(jià)格也就很貴,一般只有對價(jià)格不敏感的高端產(chǎn)品才會(huì )使用。
  此外,鉭電容不但貴,性能對比其他電容也沒(méi)有絕對的優(yōu)勢。
  2、鉭電容容量較小
  鉭電容屬于電解電容的一種,但相比于普通的電解電容,鉭電容使用金屬鉭做介質(zhì),不像普通電解電容那樣使用電解液,因此鉭電容容量受到限制達不到很高,容量相對較小。
  因此,在體積允許的情況下,如果對電容容量要求高,多會(huì )選用鋁電解電容。這里注意的一個(gè)點(diǎn)是,鉭電容的電容量做不到特別大,但它的比容量卻是非常高的,即單位體積內的電容量非常大。
  3、鉭電容耐電壓/電流能力較弱
  除了價(jià)格較貴、容量較小外,鉭電容的耐電壓及電流能力也較弱,只能用于一些電壓和電流小的地方,像CPU插槽附近就不會(huì )看到鉭電容的身影。
  由于鉭電容耐過(guò)壓能力不好,一般使用鉭電容時(shí)會(huì )降額定電壓40%,即10V耐壓的鉭電容,施加電容最大不超過(guò)6V。而且鉭電容耐電流紋波不太行,很容易過(guò)熱;若鉭電容失效還極容易導致短路,把PCB燒穿,因此,單板電源入口和開(kāi)關(guān)電源上一般不用鉭電容。
  綜上,由于價(jià)格和性能方面的原因,鉭電容在一般應用場(chǎng)景下并沒(méi)有太多絕對優(yōu)勢。在絕大多數情況下,鋁電解電容和陶瓷電容搭配使用就足夠了,如果要求更高些,還有高分子聚合物電容可選用。高分子聚合物電容的損耗極低,具有理想的高頻低阻抗特性,所以被廣泛應用于退耦、濾波等電路中,特別是在高頻濾波電路中表現十分優(yōu)秀。
  4、什么時(shí)候選用鉭電容?
  既然鉭電容這么多缺點(diǎn),一般情況下又不選用它,那它存在的理由是什么呢?
  存在即合理。鉭電容盡管在電容器中占比較低,使用的場(chǎng)景也不是特別廣泛,但其具有自身非常鮮明的特點(diǎn),在一些極端工作環(huán)境下,鉭電容甚至是唯一的選擇。
  溫度范圍要求比較寬的場(chǎng)景:鉭電容由于內部沒(méi)有電解液,很適合在高溫下工作;鉭電容在零下25度到125度均可正常工作,工作溫度范圍很寬。
  集成度比較高的場(chǎng)景:鉭電容器的工作介質(zhì)是在鉭金屬表面生成的一層極薄的五氧化二鉭膜。此層氧化膜與組成電容器的一端極結合成一個(gè)整體,不能單獨存在。因此鉭電容單位體積內具有非常高的工作電場(chǎng)強度,所具有的電容量特別大,即比容量特別高,因此特別適宜于小型化、集成度比較高的場(chǎng)景,比如用于鋁電解電容占的面積比較大,陶瓷電容容量不夠的情況。
  穩定性、精度要求特別高的場(chǎng)景:鉭電容的容值的溫度穩定性比較好。因此,在一些耦合、濾波的場(chǎng)景中,如果對相位和濾波的頻率特性、容量精度都要求比較高時(shí),會(huì )選用無(wú)極性的鉭電容。比如高音質(zhì)要求的音頻電路設計。
  長(cháng)壽命場(chǎng)景:鉭電容具有自動(dòng)修復或隔離氧化膜缺陷的特性,使氧化膜介質(zhì)在任何時(shí)候都能得到強化和恢復,不會(huì )造成連續的累積損傷。這種獨特自愈性能,保證了其長(cháng)壽命和可靠性的優(yōu)勢。這一點(diǎn),鋁電解電容由于電解質(zhì)干涸,壽命更短。
  其他特定場(chǎng)景:鉭電容具有優(yōu)良的性能,體積小且電容大,它在電力濾波器、交流旁路等方面幾乎沒(méi)有競爭對手。例如在大容量,但是需要低ESL的場(chǎng)景,我們就選用鉭電容。
  結語(yǔ):
  整體來(lái)看,鉭電容雖然有貴、容量較小、耐電壓性能不夠好的缺點(diǎn),但是相比電解電容,鉭電容壽命更長(cháng),對極端溫度的耐受性更好,體積上面也更容易做;對比陶瓷電容,鉭電容的電容值穩定,隨溫度和施加電壓的變化不明顯,工作溫度范圍更寬。因此,鉭電容適用于儲能、濾波等電路,大量用于高可靠電子設備。
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