上期回顧：電容選型與應用知識系列大講臺—電源設計中的電容應用實例

本講是《電容選型與應用知識系列大講臺》的最后一講，在之前跟大家一起討論過電容基礎知識大搜羅、電解電容應用選型篇（一） 、電解電容應用選型篇（二） 、超級電容選型應用篇、電源設計中的電容應用實例，這一講我們以Q/A的形式，一起探討工程師在設計中使用電容的常見問題及技巧，幫助工程師了解電容特性，在電路設計中正確選擇和運用電容，更好的發揮電容儲能和濾波的技術特性，提高設計水平和產品可靠性....

Q：鋁電解電容長期存儲后，怎樣進行重新賦能？
A：鋁電解電容長期擱置后（2年以上），要對其進行額定電壓充電處理（賦能）后使用。因為鋁電解電容器長期存放后，漏電流有增加的趨勢，當周圍溫度較高時，這種增加的趨勢更為顯著。主要是因為氧化鋁介質膜受到了電解液中氯離子的損傷。通過賦能，可以修復氧化膜。關于賦能的方法，CDE公司推薦的方法是，經過1000Ω的電阻加上額定電壓30分鐘來修復氧化膜，使其漏電流減低到正常值。

Q：鋁電解電容的漏電流測試的時間怎樣決定？
A：鋁電解電容的漏電流與其CU（C和U的乘積）有關，CU越大，漏電流也越大。漏電流隨測試時間而減小，一般認為5分鐘后漏電流已經減少到了接近穩定值。利用隨時間而減小的特性，實際測試漏電流時，為了節省測試時間，當漏電流提前達到小于限定值時，即可認為其已經合格，不用等測完5分鐘。

Q：相同容量的鉭電容是否比鋁電解電容的內阻更小，濾波效果更好？
A：是的，相同容量的鉭電容是比鋁電解電容的內阻更小。

Q：有的廠家建議為保證鉭電容的可靠性，使用時串聯R>3Ω/V的電阻，以限制電流在300mA以下，建議合理嗎？
A：事實上這種建議是何不合理的，實際上無法按這樣的要求去設計電路。實際使用上，為了保證可靠性，鉭電解電容的工作電壓應該至少降額50%才能保證可靠性。對于電源主回路中的鉭電解電容，建議至少降額至其額定電壓的1/3。根據鉭電解電容在電子行業的使用經驗來看，從可靠性的角度來考慮的話，選用的鉭電解電容時不要選用極限參數的CU值，需要用到較大容量時，可以用2個或幾個小容量的鉭電解電容并聯來替代一個大容量的鉭電解電容以提高可靠性。

Q：大容量鉭電容在熱插拔領域能否有效抑制瞬態電壓的干擾？
A：電容的電壓其實是個連續模式的，電流可瞬間的變化，但電流的電壓值瞬間是不允許變化的，它是一個連續模式，所以讓它抑制瞬態電壓的話，有點牽強，如果說是來抑制瞬態電流的話，可用鉭電容作為一個理想的器件。

Q：請問鉭電容的主要失效模式是什么？新型鉭電容對此有無改進和突破？
A：目前鉭電容的失效模式就是短路，這種模式對工程師來講，有一種危害，所以有些廠商研發了一種帶保險絲的鉭電容，做成這種開路模式，從廠商的角度來講，做的新的鉭電容技術。

Q：鉭電容的最大應用優勢是什么？
A：鉭電容最大的優勢是沒有壽命限制，另外是高CU值，就是高容量和電壓的比，電壓容量比是非常高的，還有就是封裝上的優勢，它最小可以做到0402 的小封裝。

Q：如何解釋“鉭電容沒有壽命限制”？
A：所有的鉭電容有沒有壽命限制是取決于它的內部所使用的材料，就是介質材料和布局的材料，有壽命限制，是因為它采用了電解液，電解液會隨著使用的時間的長短蒸發引起的，如果電解蒸發完了，它就失效，所以它會有一個壽命，因為鉭電是固體電容，它所有的材質，正極負極以及材質都是固體材料，所以就相對比較的穩定，只要在正常的條件下使用，理論上來講是沒有壽命限制的。

Q：鉭電容器的溫度和高頻范圍是多少？
A：如果是固體鉭電容，它的溫度是從負的55 度到正的125 度，隨著溫度的升高，電壓會有一定的衰減，溫度如果是100 度，電壓是6.3 伏的話，那可能就要增加0.9，如果到125 度的話，會有更低的壓降，在規格書里面都有詳細的介紹，至于說高頻特性，這個要看是多大，這些頻率是有一定的變化的。鉭電容在一般的頻率下，隨著頻率的升高，容量不會特別的大，像其它的ESR 值會有一些變化的。

Q：鉭電容和MLCC 在應用上有何不同？
A：鉭電容和MLCC 是兩種完全不同的電容，介質材料也是完全不一樣的，MLCC 是采用疊成的方式，而鉭電容是一個整體方式，疊成的方式在電壓或者是電流通過的時候，會有雜音存在，就是機械共振物理現象存在，比說說MLCC 的等效串聯電阻值要遠遠低于鉭電容，但是現在MLCC 的技術是不能夠完全替代鉭電容，在大溶質上面還不能做到，所以鉭電容在大電容方面有很大的優勢。
[page]

Q：請問濕式鉭電容與同規格的干式相比，哪種類型價格低？
A：濕式鉭電容和鉭電容是完全應用在不同的地方的，濕式鉭電容應用在一些比較特殊的場合，像石油勘探和一些比較特殊的軍工領域，鉭電容主要是應用在一些工業領域方面，像消費類的電子產品方面，它們的價格是完全不能對比的，濕式鉭電容的價格幅度比較大，但是相對的鉭電容的價格就比較便宜的，濕式電容每批采購的數量會很少，有時候甚至是幾個幾個都可以買，但是鉭電容卻是論批次買的，所以它們的價格是沒有辦法對等的。

Q：超級電容器是否比電池更好？
A：超級電容器不同于電池，在某些應用領域，它可能優于電池。有時將兩者結合起來，將電容器的功率特性和電池的高能量存儲結合起來，不失為一種更好的途徑。超級電容器在其額定電壓范圍內可以被充電至任意電位，且可以完全放出。而電池則受自身化學反應限制工作在較窄的電壓范圍，如果過放可能造成永久性破壞。超級電容器與其體積相當的傳統電容器相比可以存儲更多的能量，電池與其體積相當的超級電容器相比可以存儲更多的能量。在一些功率決定能量存儲器件尺寸的應用中，超級電容器是一種更好的途徑。超級電容器可以反復傳輸能量脈沖而無任何不利影響，相反如果電池反復傳輸高功率脈沖其壽命大打折扣。超級電容器可以快速充電而電池快速充電則會受到損害。

Q：如何選擇我所需的超級電容器？
A：首先，功率要求、放電時間及系統電壓變化起決定作用。
其次，超級電容器的輸出電壓降由兩部分組成，一部分是超級電容器釋放能量；另一部分是由于超級電容器內阻引起。兩部分誰占主要取決于時間，在非常快的脈沖中，內阻部分占主要的，相反在長時間放電中，容性部分占主要。
根據最高工作電壓、工作截止電壓、平均放電電流、放電時間多長這四個基本參數決定您選擇電容器的大小。

Q：積分電容用什么類型的效果好
A：基本原則是：漏電流要小。積分電容理論上說采用云母電容最好。精度、穩定度、溫度影響等不比 CBB 差，而且沒有吸收效應，應該試最為理想的器件。但是，云母電容容量不容易做得太大（一般 10P-10000P)，而且價格非常高。目前市場上常用的電容器損耗比較低的也就是 CBB 和云母。CBB 的成品容量比較大，所以選 CBB 電容 。

Q：同樣容量的電容，并聯越多的小電容越好嗎？
A：耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數，對于 ESR 自然是越低越好。ESR 與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關系。當電壓固定時候，容量越大，ESR 越低。在板卡設計中采用多個小電容并連多是出與 PCB 空間的限制，這樣有的人就認為，越多的并聯小電阻，ESR 越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗，采用多個小電容并聯，效果并不一定突出。

Q：ESR 越低，效果越好嗎？
A：結合我們上面的提高的供電電路來說，對于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求，對 ESR 的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET 的開關脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。ESR 的要求則高一點，因為這里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是 ESR 并不是越低越好，低 ESR 電容會引起開關電路振蕩。而消振電路復雜同時會導致成本的增加。板卡設計中，這里一般有一個參考值，此作為元件選用參數，避免消振電路而導致成本的增加。

Q：濾波電容、旁路電容、退耦電容的區別？
A：濾波電容、旁路電容、退藕電容主要是從不同的角度來命名。事實上，它們的原理和功能是一樣的。都是利用了電容器的儲能功能和阻抗頻率性能。有時不同的人的叫法之間會互相混淆。事實上可以不必區分得那么清楚，只要記住“大電容濾除低頻，小電容濾除高頻”這個業界總結出來的經驗即可。

Q：耦合電容器的選用？
A：大家都知道耦合電容器再放大電路中主要起同交流阻直流的作用。電容器本身是有阻抗的，而且也有漏電流。所以要根據不同的需要選擇合適的電容器。對于低頻電路，比如音頻電路，電容器的容量必須足夠大，電容器的阻抗才夠小，所以一般是用電解電容做低頻電路的耦合電容。由于電解電容器的漏電流較大，所以必須選用低漏電系列的電解電容器。對于要求較高的場合，可以選用有機薄膜電容器作低頻耦合電容，不過有機薄膜電容的體積較大、價格較高。高頻放大電路中，此時即使容量不大阻抗也較小，片式陶瓷電容成為高頻耦合電容的最佳選擇，因為陶瓷電容有較好的高頻性能。

Q：在mp3、手機的音頻電路里，最常用的容量是多少？
A：在MP3、手機的音頻電路里，最常用的容量是從10UF 到220UF 的，其實山寨機手機里面，采用的是33UF,如果想要手機有更好的音效效果，建議使用100UF 或者220UF 的鉭電容。

 延伸閱讀：愛因迪生常用電子元器件實戰知識講座——電容器篇
                   鉭電容應用與選型精彩問答