Polymer技術會帶領鉭電容實現“二次起飛”嗎？
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圈內盆友都知道，在電容家族，鉭電容是老四。
鉭電容主要應用在軍事通訊、航天、工控、影視設備、通訊儀表、固態(tài)硬盤、醫(yī)療設備等領域。
有剛入行的小朋友說市面上的鉭電容有黑鉭和黃鉭，分不清孰優(yōu)孰劣。其實是這樣的：黃鉭是在表面用聚氧樹脂包裹而成，而黑鉭是開模將鉭粉壓成型，一般來講，美系鉭電容多為黃色，日系多為黑色，顏色區(qū)分跟性能沒啥關系。
再來，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，暫時不提及）。聚合物鉭電容（polymer鉭電）高頻特性優(yōu)異，價格也貴。生產聚合物鉭電容的優(yōu)秀廠商主要有KEMET、AVX、三洋等。
從市場份額看，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、松尾電機、Abracon等。其中AVX和KEMET鉭電容市占率高，市場上現貨較多，NEC、VISHAY、NICHICON等鉭電容市占率則相對小，但常用型號有時也會有現貨。
市場需求是元器件行業(yè)發(fā)展的方向，便攜、高可靠性、小型化是市場對終端產品的需求，這就對上游的元器件小型化提出了更高要求，因此，在這個發(fā)展趨勢下，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90%。
鉭電容優(yōu)越性，愛不離手
鉭電容的工作溫度范圍寬、溫度特性穩(wěn)定、比容大、具有獨特的自愈特性，能滿足長期工作的穩(wěn)定性。鉭電容經常被應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，恨鐵不成鋼
看完鉭電容的優(yōu)勢之后，我們再來看看它有哪些致命弱點。
二氧化錳鉭電容的關鍵成分是Ta2O5，受熱后應力不穩(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），這也是很多電路設計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濾波電路中的開關浪涌脈沖非常敏感，如果不能大幅度降額使用，開機和關機時的電流和電壓脈沖容易把電容器的介質層擊穿，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，采用一種導電高分子材料PEDT[聚噻吩]來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。
由于導電高分子材料的電阻率要比二氧化錳半導體低幾個數量級，因此片式鉭電容器的等效串聯電阻（ESR）得到大幅度降低，最低可達幾毫歐。同時，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。
在開關電路中，高功率脈沖會導致電介質層晶體在電場壓力下出現微觀位移。由于作為陰極的導電高分子材料具有有機物的特性，柔軟且覆蓋完整，不會像二氧化錳固體那樣與晶體產生錯位擠壓而導致晶體物理結構損壞而擊穿。
所以，使用導電高分子材料制造陰極的片式鉭電容器對電路中存在的浪涌脈沖呈現出非常強的鈍感現象。即使是頻繁的脈沖也不能破壞電容器的電介質層。實際使用時，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，因此生產結束的鉭電容器電介質層表面會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。當出現意外的擊穿現象時，不會出現快速氧化導致的燃燒和爆炸現象，不會引發(fā)火災和二次擊穿，具有出色的安全性和高可靠性。
綜合比較，聚合物POLYMER鉭電容，對比普通二氧化錳鉭電容的優(yōu)點如下：
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.意外擊穿時不燃燒不爆炸，不會引發(fā)火災和二次擊穿效應，安全性優(yōu)良。
3.使用在低阻抗的開關電源電路，對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.內阻低，具有更高的耐紋波能力，在進行濾波和大功率放電時產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，高一個數量級。
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。
正因為如此，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內部俗稱KO-CAP）。綜上來看呢，polymer鉭電容取代二氧化錳鉭電容似乎是一個難以阻擋的趨勢。
最后關于鉭電容的降額設計，其實是一個試驗經驗統計值。即使在大公司內部，也是根據試驗或者事件不斷修正這個數值。由于沒有統一規(guī)范，所以工程師往往感到迷茫。今天先貼出鉭電容的幾個指標，提出降額規(guī)范，供大家參考：
文章 / 穎特新老司機
圖片 / 網絡
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
