简析固态电容
电容器的八个重要参数
春节刚过,DIY市场各个厂商们都非常的努力,各种产品都刮出了一阵降价风暴,尤其是显卡市场,很多产品打出了499甚至399的冰点价,这种降价的幅度有点令大家心惊胆颤的。老祖宗说“一分钱一分货”,这句话不是没有道理,不少人就要问了,这些降价产品能不能放心购买?在这些迅猛降价的板卡中,究竟哪些产品值得信赖?虽然一般来说,高性能产品的质量一定不会差,但是需要注意的是,如果保持高性能,那么对于产品的元器件的要求就会比较高,如果只使用普通水准的元器件,时间长了就会严重老化,造成损坏。那我们究竟如何来辨别一款产品的质量是好是坏呢?首先就让我们从电容器等方面来逐一阐述。
电容器的重要作用
在板卡方面,电容器是必备的电气元件之一。这个小个头却有着大智慧的元件在电路中起着不可磨灭的作用。它拥有“隔直通交”的基本特性。我们知道在电气电路中存在交流电与直流电两种电信号,而交流电与直流电信号在叠加后仍然是交流电,而交流电由于它自己的一些特性,往往带有很多噪声,这些噪声会严重影响板卡的使用性能。这时候,电容器就利用它“隔直通交”的这一基本特性,在电路中滤去这些交流噪声,为板卡输出较纯净较稳定的输出电压。
电容器的八个重要参数:
1、电容量
C=Q/U
表示带电体所带电荷与其电位势的比值。
比如我们要计算板卡某个供电部位对电容容量的需求,使用如下公式:
C = I/(∆V/∆t)
假如CPU的电流I为50A, ∆V=50mV时,∆t=10μS。则容量要求为C=10000μf。要得到理想的滤波效果的话,就要求要7颗1500μf的电容并联使用。
2、耐压值
耐压值表示电容正负两极之间的最大压差,如果出现过压现象,电容就被击穿,漏电流增大,电容内部发热巨增,电容内部的电解液会因高温汽化导致电容内部压力增大。当这个压力超过电容外壳承受压力的时候,电容就会发生爆炸。
3、损耗正切值
损耗正切值用tgδ表示,它是交流电压下介质中的能量损耗标称。损耗跟温度及电压有关系,损耗值越小,电容发热就越小,热量对电容的工作寿命有很大的影响。
4、ESR
ESR含义为等效串联电阻,单位为欧姆(Ω),板卡上的电容往往ESR值都比较低,所以板卡上电容ESR的单位一般是mΩ。其物理含义是指当电流通过电容时电容器产生的电阻效应。在遇到电压变化对电容进行充放电的时候,电阻自身会产生一个压降,使电容两端的电压产生突然变化,直接降低电容在瞬间的滤波效果,影响整个电路的稳定性。而且ESR还必然会带来发热以及能量损耗,所以各电容器厂商都在追求尽可能低的ESR。
目前来说,多数固态电容的ESR通常都比液态电容更低。电容器的ESR和电容器的体质有关,即电容的极板长度、极板面积、电解质等。主板CPU供电部分都是用的低ESR的电容,因为ESR值越大,滤波效果就越差。
5、纹波电流
纹波电流也称涟波电流,我们知道电容具有“隔直通交”的特性,纹波电流就是用了通交流的特性,将有害的交流成分滤掉,使直流成分更纯,有助于CPU的工作稳定。
从公式I=U/R可以看出,纹波电流是跟ESR值是成正比关系的。在同等条件下(例如材料,环境等),ESR值越低,电容的耐纹波电流能力越强,尤其是在主板开关电源部分显得尤为重要。耐纹波电流能力差,ESR值大,发热量就会增大,电容的寿命将会极大的降低,甚至很容易出现爆裂现象。
6、耐温值
电解电容一般耐温值有85℃及105℃两种,在环境差的条件下,选择高耐温的电容器有利于延长电容的工作寿命。
7、漏电流
电容在直流的条件下也不是完全绝缘的,漏电流的要求一般为I≤0.01CU,漏电流越小越好,漏电流小,电容的发热量小。
8、电容寿命
电容寿命计算公式为:Lx=Lo×2【to-(tx+ Δ t)】/10
正常使用下电容的寿命约为2000小时,但电容的寿命跟工作温度有很大的关系。通常所说的2000小时的工作寿命是指电容在工作温度下,如105℃,80%工作电压(加上纹波电压不超过标称电压),加上标称的纹波电流,工作2000小时参数变化率在要求的范围内,无故障出现(如电容爆浆等)。所以,要求高寿命的电容,跟选择好品质的电容是相依相存的,电容每个参数的好与坏都会直接影响到电容的工作寿命。
电容分类与固态电容
电容器的分类:
1、按照结构可分为:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
2、按电解质可分为:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
3、按用途可分为:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合和小型电容器。
4、按制造材料可分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等。
目前板卡上的大多数电容属于电解电容,而这些电解电容按照电解质类型又可以分为:固体聚合物电解电容(固态电容)、电解液电解电容(液态电解电容),还有固液混合电解电容。
现在固态电容算的上板卡上的流行元素之一,这主要是因为2005年Intel发出的倡议:所有搭配Intel双核处理器的主板需在供电部分采用固态电容。从此各大厂商纷纷效仿,固态电容的风潮随之席卷开来。
什么是固态电容:
固态电容即有机半导体固态聚合物电容器,具有高频低阻抗、高温稳定、快速放电、体积小、无漏液等特点。在85℃的工作环境中,寿命最高可达40000小时。因为生产材料与专利的问题,目前固态电容的成本要高出传统电解电容10倍以上。所以这也出现了某些品牌的固态电容外面包有塑料外皮,是为了更好地适应温度和降低成本,而其中不乏优秀的塑料外皮的固态电容,其电气性能甚至要比一些铝壳固态电容好的多。
固态电容不是神话
我们知道固态电容是具有较长的使用寿命和较低的ESR值,以我们经常津津乐道的三洋SVP系列固态电容为例,其ESR值仅为8mΩ,使用寿命可以达到30年。虽然小小的一颗电容其实比较便宜,但是对于大批量生产的板卡厂商来说就是一笔不小的开支,所以一些不负责任的板卡厂商就在这些电容上做文章了,特别是其中的一些厂商利用“全固态电容”这个幌子来挂羊头卖狗肉。
其实通过鉴别主板上的电容可以判断一款板卡的基本做工,以及厂商是否偷工减料等,但是如何识别这些电容对于很多初接触DIY的玩家来说,是一个头疼的问题。现在我们就将目前市面上一些比较常见的优质电容器展示给大家。当然,优质的电容器当然不止我们展示的这些,但我们的目的是让大家在选购板卡的时候能更明确这块板卡的基本素质。
著名板卡电容一览
著名板卡电容一览:
常见板卡:目前已经很少见了。
NICHICON是日本的老牌电容厂,其成名的时间和著名的RUBYCON(红宝石)差不多。不过它如今的水平比RUBYCON要好一些,不过和SANYO(三洋)、CHEMICON(黑金刚)等品牌相比,普遍的指标都比较低。NICHICON的电容产品主要分为LF和LE系列。LF系列固态电容的总体性能应该是介于紫SANYO的SEPC系列与立隆OCR系列之间。但是NICHICON的LE系列才是它固态中的极品,ESR能达到5mΩ,甚至还要优于紫SANYO的SEPC系列。
常见板卡:技嘉、微星、华硕
SANYO在电解电容行业里可以说事绝对的龙头老大。SANYO的电容不论是种类和产量都是最多的,而且研发技术水准也是数一数二的。说到SANYO电容,不得不说的就是SANYO系列里的紫色固态电容(俗称紫三洋),这可是可是SANYO的一绝。这种固态电容不仅在于ESR低,最主要的是它们的性能随温度变化几乎不变。紫三洋可以在-55℃到105℃之间的环境下工作,在最高工作温度105℃时,它的寿命与普通电解电容也没有太大区别。虽然优点众多,但其最大的缺点就是容量太低,不适合用在大容量要求的场合中,因为这样的话需要多颗并联,成本太高。瑞福电子为您报道|固态电容|固态电解电容
常见板卡:早期比较常用,现在也很少见了。
CHEMICON也是一家非常老牌的厂,在收购了美国陶瓷电容大厂AVX后可谓如虎添翼。为了和SANYO竞争,CHEMICON的产品在价格相同的前提下,其规格往往会比SANYO更高。这有些像AMD对付INTEL的方式。
著名板卡电容一览(2)
著名板卡电容一览:
常见板卡:升技、服务器主板、工作站主板
RUBYCON在电容界是享有盛誉的,但RUBYCON的固态电容并不出名,性能也很一般,板卡上似乎也没怎么见过。不过RUBYCON当中较高端的MBZ系列电容却经常在一些高端主板中被经常使用。
常见板卡:技嘉
日化电容是日本第一大厂日本化工的产品。日化电容的特点就是拥有可以与SANYO铝壳固态电容相媲美ESR值和较高的容值,滤波效果非常出色。日化固态电容的顶部也是采用淡蓝色的印刷,与NICHICON的蓝色印刷比较接近。日化电容相对于SANYO的固态电容来说价格要低廉一些,但是却拥有同样极好的电气性能。
常见板卡:R5:昂达、七彩虹早期板卡、技嘉部分板卡、服务器、工作站主板
L8:市面上大多数板卡
作为军工级的FUJITSU的R5(图中黄色)固态电容被玩家美誉为“素质最好的电容”,拥有高耐压、低容抗、低ESR等优良特性,瑞福电子为您报道|固态电容|固态电解电容,经常用在服务器主板的供电稳压部分,与紫三洋并驾齐驱,由此可以体现出其优良电气特性。另外FUJITSU的L8(图中红色)固态电容也同样拥有卓越的电气指标。L8可适应-50℃至150℃间的宽幅温差变化,耐温≥150℃,超低ESR值(仅5mΩ),性能非常强悍。
常见板卡:磐正、七彩虹
近期也有不少板卡采用OCRZ固态电容。OCRZ固态电容出自台系大厂立隆,从参数上看这种电容性能与日系的相当,甚至在阻抗等某些单项上还要强于日系。因为价格较低,目前这种电容被采大量采用。
真假固态电容识别与质量列表
真假固态电容的识别
显然,这只是“像”固态电容而已,这种电容在很多廉价板卡中实在是太常见了。它们也使用了铝壳封装,所以很多人都误认为是固态电容,实际上它是普通的铝壳电解液电容。这种电容的特点就是容量大、耐压、价格极其便宜,大概连紫三洋的十分之一都不到。这些黑心厂商为了让自己的产品显得更好看,开始将普通的电解液电容使用铝壳封装,使得使用这种电容的产品看上去更好看一些,一些不清楚真相的消费者往往会上当。更为可耻的是,有些厂商给普通液态电容或者二手翻新电容安装了漂亮的铝壳,从而以次充好。这样做是一种对消费者极其不负责任的行为,因为这样的电容只不过是穿了一个好看的马甲而已,但本质上还是极其普通的铝电解液电容,一旦电容寿终正寝可能会出现爆炸而不是爆浆事件!
电容器质量列表
总的来说,目前市面上的电容品牌分为三类:一线品牌是以RUBYCON、SANYO为代表的高品质电容,二线则是以TAICON、NIPPON、JACKCON为代表的大众化电容,最后则为以SACON、GSC、CHOCON为代表的中小品牌。
一线电容:
SANYO------三洋
RUBYCON----红宝石
Nichicon---蓝宝石
NCC--------日本化工
FUJITSU----富士通
Panasonic--松下
KZG--------日系名厂
KZE--------日系名厂
OCRZ-------台湾立隆
二线电容:
OST-------日系电容
Jackcon---爆浆之王
Taicon----台湾电容
NIPPON----日系电容
Teapo-----台湾(智宝)电容
三线电容: 瑞福电子为您报道|固态电容|固态电解电容
Sacon-----韩国(士康)电容
GSC-------台湾(也是爆浆之王)
Choyo-----台湾电容
Chocon----台湾电容
Fcon------台湾电容
Evercon---台湾电容
常见板卡厂商管用电容器表
板卡厂商 |
贯用电容品牌 | 板卡厂商 | 贯用电容品牌 |
升技 |
Rubycon |
华擎 |
KZG KZE |
华硕 |
Nichicon KZG SANYO |
映泰 |
FUJITSU OST |
磐正 |
SANYO OCRZ OST |
技嘉 |
Rubycon KZG NCC |
微星 |
FUJITSU SANYO |
硕泰克 |
SANYO Sacon |
双敏 |
Choyo OST |
七彩虹 |
OCRZ Taicon |
昂达 |
KZG FUJITSU |
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电容是板卡电路中最基本的元件,作用也很重要,所以其质量高低直接影响到板卡工作的稳定性。而固态电容的作用也只是在工作时让滤出的电流更纯净而已,能够长时间的保证稳定。大家在选择板卡的时候一定要注意上面元件的质量,特别是选择一些低价位的板卡更是要注意电气元件的用料,以免花了钱还得不到好的产品。瑞福电子为您报道|固态电容|固态电解电容