什么是固液混合電容？- 固液混合電容簡介

在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電容器是一種至關(guān)重要的元件。它們廣泛應(yīng)用于各類電路中，用于儲(chǔ)存和釋放電荷。本文將介紹一種新興的電容器類型——固液混合電容器(Hybrid E-Cap)，探討其結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用領(lǐng)域。

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固液混合電容的定義

導(dǎo)電聚合物混合鋁電解電容器（簡稱“固液混合電容器”）采用導(dǎo)電性聚合物與電解液融合的混合電解質(zhì)，兼具導(dǎo)電性聚合物電解電容器與鋁電解電容器的優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)異。其特點(diǎn)有：體積小、擊穿電壓高、容量大、ESR低、紋波電流大、壽命長等。

固液混合電容的結(jié)構(gòu)

下面比較一下常見的鋁電解電容器與混合電容器的基本構(gòu)造。兩者的構(gòu)造基本相同，最主要的區(qū)別是：

固液混合電容器使用電解液導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料作為電解質(zhì)。

固液混合電容的優(yōu)點(diǎn)

固液混合電容器的最大特點(diǎn)是，與傳統(tǒng)的鋁電解電容器相比，它具有更低的ESR、能夠通過較大的紋波電流。

更低的ESR不僅能獲得較大的噪聲吸收效果，還能減少因ESR而導(dǎo)致的能量損失，而且因能量損失而導(dǎo)致的自身溫度上升也會(huì)較小。自身溫度上升越小，電容器的壽命就越長，如果壽命相同，則ESR較低的電容器可以視為能夠通過較大的電流。

下圖為鋁電解電容器與混合電容器的ESR頻率特性比較圖：

通常情況下，鋁電解電容器的容量越大、體積越大，ESR越低。但是，與鋁電解電容器相比，低ESR的固液混合電容器可以用更小的容量和更小的尺寸獲得同等的ESR值。例如：47μF的固液混合電容器的ESR甚至可以低于330μF的傳統(tǒng)液態(tài)鋁電解電容器。

作為一個(gè)例子，我們比較了在開關(guān)電源輸出濾波中使用330μF鋁電解電容器和47μF固液混合電容器的效果。如下所示，使用47μF固液混合電容器可以降低輸出紋波電壓。此外，電容器的尺寸也可以從?10×10.2 mm大幅縮小到?6.3×5.8 mm。

固液混合電容的應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例1：電源

電源的輸出電容器，將徑向引線型220μF鋁電解電容器×1+MLCC×5替換為：1個(gè)47μF固液混合電容器?；旌想娙萜鳛楸砻尜N裝型，除了減少元件數(shù)量和貼裝面積、實(shí)現(xiàn)全表面貼裝外，還不使用短路故障模式的MLCC，提高了可靠性。

實(shí)例2：汽車電子

發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中，DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入用的鋁電解電容器，用固液混合電容器進(jìn)行替代。元件數(shù)量減少了一半，PCB占用面積面積也顯著減少，同時(shí)獲得了更高的壽命、更好的可靠性。

結(jié)論

如上所述，混合電容器通過采用導(dǎo)電性聚合物，在保留了傳統(tǒng)鋁電解電容器的優(yōu)點(diǎn)（安全性、低LC）的同時(shí)，改善了低溫特性、ESR特性、高紋波等弱點(diǎn)。利用這些特點(diǎn)，在汽車和工業(yè)設(shè)備等需要安全性和可靠性的應(yīng)用中，混合電容器將會(huì)得到越來越多的采用。