KEMET聚合物電容一日談（二）

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　　本文主要內容爲聚合物鉭電解電容與MnO2電解電容的區別。

　　

鉭聚合物 VS 鉭二氧化錳電容

1 安全性

　　工程師對鉭電容的第一印象就是鉭電容的爆炸威力，確實不少反坦克武器的藥型罩或爆炸成型外殼都是用鉭金屬作成，坦克的外殼都能輕鬆撕破，可想而知鉭電容的爆炸威力不小。不過能爆炸的但是鉭二氧化錳電容，鉭聚合物電容可炸不了，爲何呢？
　　咱們先看看鉭二氧化錳電容爲何會爆炸：當電容遇到反向電壓（就是交流電或生產時搞錯了極性）或突發大電流時，因爲熱量迅速增長，陰極二氧化錳會釋放出大量的氧氣，氧氣經過介質五氧化二鉭的裂縫或空隙遇到陽極鉭，這些鉭但是純正鉭粉啊，氧氣遇到鉭再加高熱，就是皮厚的坦克也怕碰見，以後就是轟的一聲…… 
　　小則顯卡報廢，大則傷人，您應該慶幸的是鉭電容的體積廣泛較小，若是多裝點鉭粉，那可就……通常來講早期的DIAMOND、STB、創新等公司設計的高端顯卡所有采用鉭二氧化錳電容，在設計和生產時對於電容的極性和大電流都有極其嚴格的要求，所以工程師和工廠都是戰戰兢兢，生怕這些傢伙會惹禍。 
　　不過要是DIAMOND等公司的顯卡設計師能等到今天用鉭聚合物電容可就不會這麼懼怕了，由於他們根本不會爆炸。當鉭聚合物電容碰到極性相反的電壓或巨大的電流時，高熱首先會讓部分陰極聚合物揮發，即便有些聚合物釋放出氧氣也不要緊，其它聚合物會吸取氧氣並膨脹，這樣從根本上杜絕氧氣與鉭粉接觸，沒有了氧氣這個氧化劑，爆炸怎麼發生呢？由此看出鉭聚合物電容還有自愈特性，即便碰到惡劣條件還能繼續工做，因此可靠性特別高。

　　在施加兩倍的反向電壓，外帶瞬間20安培電流的巨大折磨下那些鉭二氧化錳所有灰飛煙滅，而剩餘的鉭聚合物電容卻完整無缺，下次您看到小黃豆時可別都認爲他們脾氣火爆啊，它們中的鉭聚合物電容但是安靜包容的「你們閨秀」。

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MnO2-Ta爆炸原理圖示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Polymer-Ta自愈原理圖示

 

　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　MnO2-Ta與Polymer-Ta對比試驗

 2 降壓特性

　　那些標稱爲16V的鉭電容甚至要降壓到8V使用，就是這樣還不能保證不被擊穿呢！是啊鉭二氧化錳電容確實有這個問題存在，那是由於電容的陰極二氧化錳太剛硬威猛，因爲二氧化錳的硬度高，在使用過程當中的熱脹冷縮產生的應力致使二氧化錳顆粒能夠擠壓薄薄的五氧化二鉭介質層，致使介質變薄，因此電壓越高越容易擊穿介質致使短路，所以傳統上鉭二氧化錳電容都是要降壓50%使用

　　但是鉭聚合物電容就不會了，因爲聚合物又軟可塑性又強，即便碰到應力也不會對五氧化二鉭介質層形成極大的傷害，所以其低壓產品只要降壓10%使用，高壓產品如16V降壓20%使用便可，也就是說16V鉭聚合物電容安全工做電壓是12.8V，恰好應用於670、9600的12V外接電源濾波上。

　　如下爲MnO2-Ta與Polymer-Ta額定電壓下失效PPM值

　　　　　　　　　　　　　　　　MnO2-Ta　　　　　　　　　　　　Polymer-Ta

　　應用於50%額定電壓時　　　　　  9　　　　　　　　　　　　　　　   0

　　應用於50%額定電壓時　　　　　458　　　　　　　　　　　　　　　 5

 　   應用於50%額定電壓時　　　　  1700　　　　　　　　　　　　　　　10

　　應用於50%額定電壓時　　　　  2943　　　　　　　　　　　　　　    65

 

3 高頻特性

　　　　

　　

　　如今顯卡使用的PWM廣泛工做在100KHZ（也就是100000HZ）左右的開關頻率上，在此頻率上100UF的鉭聚合物電容能夠保持99UF的容量，就算有些比較高頻的PWM開關在500KHZ頻率上其仍然保持64UF的容量，而此時鉭二氧化錳電容就可憐了，基本當不了電容用啦。

　　　　　　　　

　　不過也能夠看出：到了1MHZ的開關頻率時可就是MLCC的天下了，全部電解電容都完蛋