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片式聚合物叠层铝电容PK钽电容

2017-06-05 20:37:04 

铝电解家族的新品种——片式聚合物叠层铝电容(以下简称MLPC),采用高导电率的聚合物材料作为阴极。外观与大尺寸mlcc基本一致,其电气性能超过了液体片式铝电解电容和固体片式钽电解电容。

虽然钽电容在一定程度上优于铝电解电容,但由于钽电容一旦损坏就容易造成短路进而燃烧,所以很多用户设计中明确表示禁用钽电容。也因此,聚合物叠层铝电容替代钽电容貌似成为趋势。

以下是几种电容细分门类的分类介绍,我们来一窥其中的究竟:

一、电解液电容

含有电解液的电容产品是历来使用的最多的电容之一,因价格便宜、技术难度不高,因此数量繁多。一旦出现意外,电解液气化时必然从顶部凹槽冲出,不会将外壳炸得四分五裂,有效避免爆炸时殃及池鱼、炸坏电容附近其它元件,这种情况被称为电容“爆浆”。传统电解液电容在这些年逐渐被性能更高的其他电容取代。

二、固态电容

全称为固态铝质电解电容,与普通电容(即液态铝质电解电容)最大差别在于采用了不同的介电材料,液态铝电容介电材料为电解液,而固态电容的介电材料则为导电性高分子。

固态电容有更好的电气性能、没有污染、可耐300度以上的高温、安全性较好。当遇到高温时,电解质只是熔化而不会产生爆炸,因此它不像普通铝电解液电容那样开有防爆槽。

固体电容的缺陷在于成本昂贵,耐电压性能不强,很难超过300V。

三、钽电容

固体钽电容器是1956年美国贝尔实验室首先研制成功的。性能优异,是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。钽电容器外形多样,并制成适于表面贴装的小型和片型元件。不仅在军事通讯、航天等领域广泛应用,而且在汽车,工业控制,影视设备、通讯仪表等市场也大量使用。钽电容又分两种——二氧化锰钽电容、钽聚合物电容(polymer或KO)。钽聚合物电容高频特性优异、无爆炸燃烧风险、电压降额无需砍半,但价格昂贵。

四、片式叠层聚合物铝电容(MLPC)

MLPC是采用高导电率的聚合物材料作为阴极的片式叠层铝电解电容器,具有超越现有液体片式铝电解电容器和固体片式钽电解电容器的卓越电性能。

叠层聚合物铝电容在额定电压范围内无需降压使用,具有极低的ESR,降低纹波电压能力强,允许通过更大纹波电流。MLPC在高频下,阻抗曲线呈现近似理想电容器的特性;在频率变化情况下,电容量非常稳定。主要应用于主板(笔记本电脑、平板显示器、数字交换机) 旁路去耦/储能滤波电容、开关电源、DC/DC变换器、高频噪声抑制电路及便携式电子设备等,替代大尺寸D壳钽电容的市场前景广阔,全球市场容量预估超过30 亿元人民币之多。以下是图表示例:

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电气性能比拼:钽电容 VS MLPC

钽电容和MLPC都是目前最好的电容,那强强对决谁更胜一筹呢?通过以下图表对比可以看出:MLPC相比钽电容,有着更好的电气性能。MLPC电容的ESR和ESL值更低,是目前所有电容中最低的,比钽电容(二氧化锰钽电容和聚合物钽电容)明显低。

ESR对比(ESR值一般是越低越好):

吸噪能力对比

频率特性对比

综合对比分析,MLPC电容在各种重要物理参数上,比钽电容都有提升明显,凭借优异的性能跻身是目前最优秀的电容元件之一。MLPC这种新品种,有着广阔的市场应用前景。

目前全球只有屈指可数的几家厂商可以大规模的投产MLPC,分别为松下,村田,Kemet , 湖南艾华,福建国光,万裕三信。


MLPC也有弱点:耐压很难过35V (钽电容最高可以到63V),容值很难超过560UF(钽电容可以到2200UF),另外尺寸目前也很难做小,暂时只有7343这一个尺寸,对应替换钽电容的D壳。 603235283216等小尺寸很难实现量产,在工艺和技术上都需要时间去进一步沉淀,才能够走上替代D壳钽电容的坦途。

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