聚合物電容器的基礎——何為聚合物電容器（二）？
在前編中我們已經闡述了電容器的種類和鄙公司聚合物電容器ECAS系列的概要。本回將對各電容器特性的數據進行相互比較。
圖1是各電容器的特性比較表。傳統(tǒng)的有些使用了電解液的鋁電解電容器（罐狀）或者使用了二氧化錳的鉭電解電容器是相對而言比較便宜，但是在頻率特性、溫度特性、使用壽命和可靠性方面來說要劣于聚合物電容器。
鄙公司的多層型聚合物鋁電解電容器ECAS系列和其他的高分子型相比，雖然產品陣容相對較少，但是有卓越的頻率特性。
圖1 電容器的特性比較
我們將圖1所示的6種型號的電容器的特性做一個比較。本回將紅框框出部分的特性做一個比較。評價系統(tǒng)統(tǒng)一使用的是6.3V/100uF。（刊登的數據只作為例子之一，請作為參考值使用。）
圖2是阻抗特性和ESR的頻率特性的比較數據。
一般來說電容器的ESR和阻抗越低，實際電路中的平滑特性和瞬態(tài)響應特性就越好。MLCC的ESR和阻抗都是最低的，其次是多層型聚合物鋁電解電容器（ECAS系列）、其他的聚合物電容器，鉭電解電容器（二氧化錳型），鋁電解（液狀）。
MLCC的電解質的鈦酸鋇和電極是多層的，在等價電路上一層一層的并聯連接，因此能夠使ESR很低。ECAS也不像MLCC，因為有多層的鋁元素，所以能使ESR變低。其他的電容器基本上只有一個電容器元素，因此ESR值都相對較高。
圖2 阻抗和ESR的頻率特性
接下來，圖3將通過紋波電流來表示電容器的發(fā)熱特性。溫度上升越困難說明電容器的特性越優(yōu)良。發(fā)熱的程度相對的也是ESR和電容器的體積引起的，過熱的話會對可靠性和使用壽命產生影響。比如說，溫度上升10℃的話，比較能有多少電流流出的話，ESR最低的MLCC流出的紋波電流肯定是最多的。接下來是多層型聚合物鋁電解電容器（ECAS系列），其他的聚合物電容器，鋁電解（液狀），鉭電解電容器（二氧化錳型）。
因為一般來說MLCC的發(fā)熱量很小，因此不太會被作為規(guī)范來保證，包括聚合物電容器在內的電解電容器是無法避免這種影響的，因此一般會對每個種類都有規(guī)定。
圖3 根據紋波電流看電容器的發(fā)熱特性
關于MLCC的紋波電流的思索請參考以下鏈接。
接下來，圖4所示是靜電容量的溫度特性。全固體的聚合物電容器，二氧化錳型鉭電解電容器即使是溫度變化時靜電容量也并不會發(fā)生太大變化，常規(guī)鋁電解電容器使用的是電解液，因此在低溫下很難出現靜電容量。MLCC也會因為使用的電介質的種類不同而導致溫度特性有差異，有靜電容量的溫度依存性。ECAS的溫度特性很穩(wěn)定，因此無須太過擔心使用環(huán)境，請放心使用。（實際使用時含有自發(fā)熱的電容器的表面溫度請控制在最高使用溫度105℃以下。）
圖4 靜電容量的溫度特性
MLCC的溫度特性請參考以下鏈接。
最后，圖5所示的是DC偏置特性的比較。包含了聚合物電容器在內的電解電容器會由于施加電壓也不會對介電常數產生變化，因此施加電壓時容量也不會發(fā)生變化。即使施加額定電壓靜電容量也不會發(fā)生變化，這是電解電容器的優(yōu)勢。
MLCC使用的電介質也會有所區(qū)別，特別是使用高介電常數的電解質時，會因為施加直流電壓而容易導致產生構造變形，因此靜電容量的DC偏置依賴趨向于變高。但是最近我們開發(fā)了一種靜電容量不易發(fā)生變化的MLCC。
圖5 各電容器的DC偏置特性
MLCC的靜電容量會由于施加DC偏置而改變的規(guī)律之詳細說明請點擊以下鏈接。
結語
這里介紹的特性比較只是其中一部分，各電容器中都有我們擅長和薄弱的領域，實際設計電路時除了這些特性以外，還必須考慮成本、尺寸等各種各樣的因素，選擇最適合的電容器。單純的只是因為空余空間大，只需要靜電容量的情況下我們推薦您一般的鋁電解電容器。靜電容量和ESR都十分重要的情況下推薦您使用聚合物電容器。而對尺寸有限制的情況下，大能量的MLCC是最理想的，即使是您需要的是在電壓異常的情況下也很強大的電容器，高耐壓、能承受逆電壓的MLCC是當仁不讓的。
ECAS系列的ESR較低，靜電容量相對較大并且穩(wěn)定，特別適合廣泛使用在CPU和FPGA等負載變動激烈的電源線的平滑用途和改善瞬態(tài)響應特性之中。此外，產品高度與罐狀鋁電解電容器的高度相比更低，因此適用于對薄型化有要求的電子設備中，并且其靜電容量的溫度特性很穩(wěn)定，也適合使用在戶外工作的電子設備中。
圖6是從側面看的概況圖。CPU和DC-DC轉換器等能動原件的周圍都配置了這樣的被動原件。為了電子設備的正常運作，必須要滿足基本的目標阻抗。因此，必須要配置各種種類的電容器，將它們組合起來。
圖6 各電容器的使用例
村田制作所除了豐富的MLCC的產品陣容，還追加了覆蓋到更低頻率范圍的聚合物鋁電解電容的產品陣容。我們的優(yōu)勢在于可向客戶一條龍?zhí)峁╇娫淳中必須的輸入輸出用途的電容器，歡迎您在設計電子設備時使用村田的電容器產品。
ECAS系列的詳細陣容請參考以下鏈接。
擔當：株式會社村田制作所 聚合物設備商品部
編輯：admin 最后修改時間：2017-12-13
