固態(tài)電容全稱為:固態(tài)鋁質(zhì)電解電容。它與普通電容(即液態(tài)鋁質(zhì)電解電容)最大差別在于采用了不同的介電材料,液態(tài)鋁電容介電材料為電解液,而固態(tài)電容的介電材料則為導(dǎo)電性有機(jī)高分子化合物。由于固態(tài)電容采用導(dǎo)電性高分子產(chǎn)品作為介電材料,該材料不會(huì)與氧化鋁產(chǎn)生作用,通電后不至于發(fā)生爆炸的現(xiàn)象;同時(shí)它為固態(tài)產(chǎn)品,自然也就不存在由于受熱膨脹導(dǎo)致爆裂的情況了。固態(tài)電容具備環(huán)保、低阻抗、高低溫穩(wěn)定、耐高紋波及高信賴度等優(yōu)越特性,是目前電解電容產(chǎn)品中最高階的產(chǎn)品。
電容優(yōu)點(diǎn)
1.高穩(wěn)定性
固體鋁電解電容可以持續(xù)在高溫環(huán)境中穩(wěn)定工作,使用固態(tài)鋁電解電容可以直接提升主板性能。同時(shí),由于其寬溫度范圍的穩(wěn)定阻抗,適于電源濾波。它可以有效地提供穩(wěn)定充沛的電源,在超頻中尤為重要。
固態(tài)電容在高溫環(huán)境中仍然能正常工作,保持各種電氣性能。其電容在全溫度范圍變化不超過(guò)15%,明顯優(yōu)于液態(tài)電解電容。同時(shí)固態(tài)電解電容的電容量與其工作電壓基本無(wú)關(guān),從而保證其在電壓波動(dòng)環(huán)境中穩(wěn)定工作。
2.壽命長(zhǎng)
固態(tài)鋁電解電容具有極長(zhǎng)的使用壽命(使用壽命超過(guò)50年)。與液態(tài)鋁電解電容相比,可以算作“長(zhǎng)命百歲”了。它不會(huì)被擊穿,也不必?fù)?dān)心液態(tài)電解質(zhì)干涸以及外泄影響主板穩(wěn)定性。由于沒(méi)有液態(tài)電解質(zhì)諸多問(wèn)題的困擾,固態(tài)鋁電解電容使主板更加穩(wěn)定可靠。
固態(tài)的電解質(zhì)在高熱環(huán)境下不會(huì)像液態(tài)電解質(zhì)那樣蒸發(fā)膨脹,甚至燃燒。即使電容的溫度超過(guò)其耐受極限,固態(tài)電解質(zhì)僅僅是熔化,這樣不會(huì)引發(fā)電容金屬外殼爆裂,因而十分安全。
工作溫度直接影響到電解電容的壽命,固態(tài)電解電容與液態(tài)電解電容在不同溫度環(huán)境下壽命明顯較長(zhǎng)。
3.低ESR和高額定紋波電流
ESR(EquivalentSeriesResistance)指串聯(lián)等效電阻,是電容非常重要的指標(biāo)。ESR越低,電容充放電的速度越快,這個(gè)性能直接影響到微處理器供電電路的退藕性能,在高頻電路中固態(tài)電解電容的低ESR特性的優(yōu)勢(shì)更加明顯。可以說(shuō),高頻下低ESR特性是固態(tài)電解電容與液態(tài)電容性能差別的分水嶺。固態(tài)鋁電解電容的ESR非常低,同時(shí)具有非常小的能量耗散。在高溫、高頻和高功率工作條件下固態(tài)電容的極低ESR特性可以充分緩沖電路中power cord間產(chǎn)生的高幅值電壓,防止其對(duì)系統(tǒng)的干擾。
目前CPU的功耗非常大,主頻已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出1GHz,同時(shí)CPU的峰值電流達(dá)到80A或更多,輸出濾波電容已經(jīng)接近工作臨界點(diǎn)。另一方面,CPU采用多種工作模式,大部分時(shí)間處于工作模式的轉(zhuǎn)換過(guò)程。當(dāng)CPU由低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)為全負(fù)荷狀態(tài)時(shí),這種CPU的瞬間(一般小于5毫秒)切換需要的大量能量均來(lái)自CPU供電電路中的電容,此時(shí)固態(tài)電容高速充放電特性可以在瞬間輸出高峰值電流,保證充足的電源供應(yīng),確保CPU穩(wěn)定工作。
電容利與弊
液體電解電容的絕緣介質(zhì)為液態(tài)電解液,液態(tài)粒子在高溫下十分活躍,對(duì)電容內(nèi)部產(chǎn)生壓力,它的沸點(diǎn)不是很高,因此可能會(huì)出現(xiàn)爆漿的情況,固態(tài)電容采用了有機(jī)高分子化合物電介質(zhì),固態(tài)粒子在高溫下,無(wú)論是粒子澎漲或是活躍性均較液態(tài)電解液低,它的沸點(diǎn)也高達(dá)攝氏度350度,因此幾乎不可能出現(xiàn)爆漿的可能性。從理論上來(lái)說(shuō),固態(tài)電容幾乎不可能爆漿。
固態(tài)電容在等效串聯(lián)阻抗表現(xiàn)上相比傳統(tǒng)電解電容有更優(yōu)異的表現(xiàn),據(jù)測(cè)試顯示,固態(tài)電容在高頻運(yùn)作時(shí)等效串聯(lián)電阻極為微小,而且導(dǎo)電性頻率特佳,具有降低電阻抗和更低燒輸出的特色,在100KHz至10MHz之間表現(xiàn)最為明顯。而傳統(tǒng)電解電容比較容易受使用環(huán)境的溫度和濕度影響,在高低溫穩(wěn)定性方面稍差。即使是在零下攝氏55度至105度,固態(tài)電容的ESR(等效串聯(lián)電阻)阻抗可以低達(dá)0.004~0.005歐姆,但電解電容則會(huì)因溫度而改變。在電容值方面,液態(tài)電容在攝氏度20度以下,將會(huì)比其標(biāo)示的電容值為低,溫度越低電容值也會(huì)隨之而下降,在攝氏零下20度下電容量下降約13%、攝氏零下55度下電容量更達(dá)至37%。當(dāng)然,這對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)沒(méi)有什么影響,但對(duì)于采用液態(tài)氮作終極超頻的玩家來(lái)說(shuō),固態(tài)電容器可保證不會(huì)因溫度降低而使電容容量上受到影響,從而導(dǎo)致超頻穩(wěn)定性大打折扣,因?yàn)楣虘B(tài)電容在零下55度其電容值只會(huì)下降不足5%。固態(tài)電容確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn),但它并不是任何時(shí)候都適用。
固態(tài)電容的低頻響應(yīng)不如電解電容,如果用于涉及到音效的部分會(huì)得不到最佳的音質(zhì)效果。也就是說(shuō),一款主板采用全固態(tài)電容并不一定是最合理的!不管是固態(tài)電容還是電解電容,它們的主要作用是濾除雜波,因此電容只要容量達(dá)到一定的數(shù)值要求即可,只要其元件質(zhì)量過(guò)關(guān),也能確保主板的穩(wěn)定運(yùn)行。而這一點(diǎn),電解電容也完全能做到!
固態(tài)電容在105攝氏度的時(shí)候,它和電解電容的壽命同樣為2000小時(shí),在溫度降低后,它們的壽命會(huì)增加,但是固態(tài)電容壽命增加的幅度更大,一般情況下電容的工作溫度在70度或更低,這個(gè)時(shí)候固態(tài)電容的壽命可能會(huì)達(dá)到23年,幾乎是電解電容的6倍多!但是……你的主板在23年后還會(huì)繼續(xù)使用嗎?而且這個(gè)23年是指全天候24小時(shí)開(kāi)機(jī),即使電容有那么長(zhǎng)的壽命,其它元器件恐怕也不能挺23年!
固態(tài)電容與電解電容相比,同體積同電壓下,電解電容的容量遠(yuǎn)大于固態(tài)電容,目前電腦主板CPU電源部分大都采用固態(tài)電容,雖避免了爆漿問(wèn)題,但由于體積限制,容量冗余很少;再者因容量問(wèn)題,不得不提高CPU供電部分開(kāi)關(guān)的頻率。固態(tài)電容和電解電容在使用過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)容量衰減問(wèn)題,而采用固態(tài)電容的電路板,容量稍有波動(dòng),就會(huì)使電源出現(xiàn)波紋,造成CPU不能正常工作。因此,理論上固態(tài)電容的壽命很高,但采用固態(tài)電容的板子壽命就未必高。
采用固態(tài)電容電腦板的維修:由于CPU供電部分常常是多個(gè)電容并聯(lián),因固態(tài)電容不會(huì)出現(xiàn)變形、爆漿、漏液等的現(xiàn)象,目測(cè)是基本沒(méi)有辦法可以判斷是哪一只出現(xiàn)故障,所以在維修中常采取拆除其中一只(無(wú)論好壞),換一只大容量的電容(很多時(shí)候可以用電解電容),這種辦法一般能快速解決問(wèn)題。
理論上固態(tài)電容的壽命很高,但是在實(shí)際使用過(guò)程中仍然會(huì)出現(xiàn)很多故障,筆者在維修過(guò)程中曾多次遇到電容失效問(wèn)題,
目前看來(lái),不少?gòu)S商推出的以超頻為賣點(diǎn)的主板大都會(huì)使用固態(tài)電容,“固態(tài)電容的主板更能超”這個(gè)說(shuō)法只能說(shuō)勉強(qiáng)正確,對(duì)超頻起決定作用的并不是電容。線路的設(shè)計(jì)、BIOS的研發(fā),CPU本身體質(zhì)的好壞以及散熱措施都可能決定超頻的成敗。所以不存在說(shuō)“將主板上的普通電解電容更換為全固態(tài)電容就能提升主板的超頻性能”,這種說(shuō)法完全錯(cuò)誤!如果真的要說(shuō)固態(tài)電容對(duì)超頻的影響的話,那就是由于它擁有更高的耐壓和耐溫能力,因此對(duì)超頻后的系統(tǒng)穩(wěn)定性提供了一定的保障。
參考資料 >
一切為了穩(wěn)定高效 固態(tài)電容以及全固態(tài)電容供電.中國(guó)知網(wǎng).2020-06-14