聚合物电容器和MLCC电容的区别

周一, 29 一月 2018 - 13:34

传统的有些使用了电解液的铝电解电容器（罐状）或者使用了二氧化锰的钽电解电容器是相对而言比较便宜，但是在频率特性、温度特性、使用寿命和可靠性方面来说要劣于聚合物电容器。村田公司的多层型聚合物铝电解电容器ECAS系列和其他的高分子型相比，虽然产品阵容相对较少，但是有卓越的频率特性。
<img alt="图1 电容器的特性比较" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e1dcca57-b024-4fde-a612-f17cc0d8bfc8" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE1%20%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84%E7%89%B9%E6%80%A7%E6%AF%94%E8%BE%83.jpg" />
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图1 电容器的特性比较
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我们将图1所示的6种型号的电容器的特性做一个比较。本回将红框框出部分的特性做一个比较。评价系统统一使用的是6.3V/100uF。

图2是阻抗特性和ESR的频率特性的比较数据。

一般来说电容器的ESR和阻抗越低，实际电路中的平滑特性和瞬态响应特性就越好。MLCC的ESR和阻抗都是最低的，其次是多层型聚合物铝电解电容器（ECAS系列）、其他的聚合物电容器，钽电解电容器（二氧化锰型），铝电解。

MLCC的电解质的钛酸钡和电极是多层的，在等价电路上一层一层的并联连接，因此能够使ESR很低。ECAS也不像MLCC，因为有多层的铝元素，所以能使ESR变低。其他的电容器基本上只有一个电容器元素，因此ESR值都相对较高。
<img alt="图2 阻抗和ESR的频率特性" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e78f8a6f-a7b1-4945-b6d9-547abeb662c3" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE2%20%E9%98%BB%E6%8A%97%E5%92%8CESR%E7%9A%84%E9%A2%91%E7%8E%87%E7%89%B9%E6%80%A7.jpg" />
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图2 阻抗和ESR的频率特性
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图3将通过纹波电流来表示电容器的发热特性。温度上升越困难说明电容器的特性越优良。发热的程度相对的也是ESR和电容器的体积引起的，过热的话会对可靠性和使用寿命产生影响。比如说，温度上升10℃的话，比较能有多少电流流出的话，ESR最低的MLCC流出的纹波电流肯定是最多的。接下来是多层型聚合物铝电解电容器（ECAS系列），其他的聚合物电容器，铝电解（液状），钽电解电容器（二氧化锰型）。 
 
因为一般来说MLCC的发热量很小，因此不太会被作为规范来保证，包括聚合物电容器在内的电解电容器是无法避免这种影响的，因此一般会对每个种类都有规定。

<img alt="图3 根据纹波电流看电容器的发热特性" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="579f98be-569f-48d7-b8aa-93e04a3b1b6b" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE3%20%E6%A0%B9%E6%8D%AE%E7%BA%B9%E6%B3%A2%E7%94%B5%E6%B5%81%E7%9C%8B%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84%E5%8F%91%E7%83%AD%E7%89%B9%E6%80%A7.jpg" />
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图3 根据纹波电流看电容器的发热特性
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接下来，图4所示是静电容量的温度特性。全固体的聚合物电容器，二氧化锰型钽电解电容器即使是温度变化时静电容量也并不会发生太大变化，常规铝电解电容器使用的是电解液，因此在低温下很难出现静电容量。MLCC也会因为使用的电介质的种类不同而导致温度特性

有差异，有静电容量的温度依存性。ECAS的温度特性很稳定，因此无须太过担心使用环境，请放心使用。
<img alt="图4 静电容量的温度特性" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9fda7fa7-2c1e-4d4e-8d8c-a47dd9ddadde" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE4%20%E9%9D%99%E7%94%B5%E5%AE%B9%E9%87%8F%E7%9A%84%E6%B8%A9%E5%BA%A6%E7%89%B9%E6%80%A7.jpg" />
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图4 静电容量的温度特性
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最后，图5所示的是DC偏置特性的比较。包含了聚合物电容器在内的电解电容器会由于施加电压也不会对介电常数产生变化，因此施加电压时容量也不会发生变化。即使施加额定电压静电容量也不会发生变化，这是电解电容器的优势。

MLCC使用的电介质也会有所区别，特别是使用高介电常数的电解质时，会因为施加直流电压而容易导致产生构造变形，因此静电容量的DC偏置依赖趋向于变高。但是最近我们开发了一种静电容量不易发生变化的MLCC。
<img alt="图5 各电容器的DC偏置特性" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2d61e5eb-6f0a-4d74-b122-c81b1c8e5b9d" src="/sites/default/files/inline-images/%E5%9B%BE5%20%E5%90%84%E7%94%B5%E5%AE%B9%E5%99%A8%E7%9A%84DC%E5%81%8F%E7%BD%AE%E7%89%B9%E6%80%A7.jpg" />
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图5 各电容器的DC偏置特性
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