综述:看电容选显卡_谭老_新浪博客
很多厂商都会采用NV/提供的公版PCB,公版的做工自然无需怀疑,至于非公版就需要仔细审查,到底是为了强化功能而开发、还是为了降低成本而开发?当各家的PCBxx相同时,那么PCB上的元件用料好坏就非常重要了,看似不起眼的电容成为了大家所xx的对象,也成为一些厂商划分档次、或者说是缩水的重要手段!
电容虽小却是一个国家工业技术能力的xx体现,尤其是xx电容所代表的是本国精密加工、化工、材料、基础研究的水平。日本和美国是电容设计研究能力最强的两个国家,其xx产品的设计制造要求甚至不亚于!
电容的用途十分广泛:
    1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
    2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
    3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路
    4.滤波:这个对板配件而言很重要,上的电容基本都是这个作用。
    5.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
    6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
    7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如、收音机、机。
    8.整流:在预定的时间开或者关闭半导体开关元件。
    9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机、加热设备、等等。
● 无机介质电容器:
    无机电容主要有陶瓷电容和云母电容,其基本结构就是在陶瓷片或者云母片的两面电镀金属材料比如银,配件中陶瓷电容很常见。
    陶瓷电容性质非常稳定、高频性能很好、无极性、耐压、耐热、低阻抗、体积小,综合性能好因此使用非常广泛,它可以应用在GHz级别的超高频器件上,比如xx雷达、电磁干扰发射器等精密仪器,当然、GPU、Chipset表面也只能使用陶瓷电容。
陶瓷电容之所以如此普及,这是因为能够在超高频率下正常工作的也只有陶瓷电容。所以我们可以看到,在插槽四周/背面,GPU四周/背面,还有、显存、芯片组、PCI-E插槽等,凡是高频器件周围都会有密密麻麻的陶瓷电容!
但是,陶瓷电容的价格比较昂贵,而且容量有限,因此不适合作为供电模块的滤波电容。不过近年来随着技术的发展,xx数字供电主控芯片也可以使用大量多层陶瓷电容,这可以让抗干扰能力、稳定性和转换效率都得到大幅提高!
● 电解电容器:
    电介质的材料除了无机物就是有机物,为什么还会单独分出一个电解电容来呢?这是因为无机电容和有机电容的绝缘材料在生产时就已确定,比如陶瓷、云母、塑料等。而电解电容的绝缘材料是在生产时通过化学反应生成的,比如铝片浸泡酸性溶液(电解液)通过电化学腐蚀之后,电容两极的有效表面积成倍增加,再加上电解液和金属之间的介质氧化膜非常薄,因此容量可以做到很大!虽然电解电容的介质也是无机物,但它与无机电容还是有本质区别的。
首先让我们了解一下电解电容的性能特点,这样我们才能清楚为什么、以及几乎所有的计算机设备里面都使用到了电解电容:
    电解电容特点一:单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍。
    电解电容特点二:额定的容量可以做到非常大,大型电解电容可以做到几万μf甚至几f(但不能和多电层电容相比)。
    电解电容特点三:价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对比较低。
    目前,新型的电解电容发展的非常快,某些产品的性能已达到无机电容器的水准,电解电容正在替换某些无机和有机介质电容器。电解电容的使用范围相当广泛,例如通讯产品,数码产品,上音响、发动机、ABS、、电子喷油系统以及几乎所有的家用电器。由于技术的进步,如今在小型化要求较高的xx电子对抗设备中也开始广泛使用电解电容。基本上,有的设备都会使用到电解电容,它价格便宜,使用在几百上千元的、上是再合适不过了。
    电解电容成本低,但是它的结构却非常复杂的,通过阳极和阴极的不同可以划分为好多种,接下来就专门介绍板卡设备常用的几种电解电容。
    电解电容的分类,传统的方法都是按阳极的材质分,比如铝、钽、铌等金属,其中铌电容很少见,板卡上最常用的还是铝电容和钽电容,相信很多人都比较耳熟。
● 铝电解电容
    各种电解电容的外观差异很大,但不管贴片工艺还是直插式(后文会有详细介绍),或者有塑料表皮的“包皮电容”,只要它们的阳极材质是铝,那么肯定就是铝电解电容。但是很多人可能受到误导以为只有“包皮电容”才是电解电容。
● 钽电解电容
    阳极使用金属钽的话,就是通常所说的钽电容,很多人看到这种黄豆状的小电容就会惊呼“这个做工真不错!”的确如此,因为之前只有xx才会不惜成本使用钽电容。
● 电解液(铝-电解液电容)
   电解液是最传统的电解质,电解液是由GAMMA丁内酯有机溶剂加弱酸盐电容质经过加热得到的。我们所见到的普通意义上的铝电解电容的阴极,都是这种电解液。
● 二氧化锰(钽-二氧化锰电解电容)
    二氧化锰通常是钽电容所使用的阴极材料,所以那些黑条或者黄豆状钽电容的正式名称是“钽-二氧化锰电解电容”,它不存在电解液,当然属于“固态”电容。
    固体二氧化锰的传导方式为电子导电,导电率是电解液离子导电的十倍(0.1S/CM),所以ESR比电解液低。一般来说钽-二氧化锰电解电容比铝电解液电容好得多,同时固体电解质也没有泄露或爆浆的危险。此外二氧化锰的耐高温特性也比较好,能耐的瞬间温度在500度左右。
● 固体聚合物导体(铝-固体聚合物导体电容)
    70年代末人们发现,使用搀杂法可以获得优良的导电聚合物材料,从而引发了一场聚合物导体的技术革命。1985年,日本首次开发了聚吡咯膜(PPY),如果使用复合法的话,可以使其导电率达到铜和银的水平,但它又不是金属而相当于工程塑料,附着性比金属好,同时价格也比铜和银低很多,此外,在受力情况下,其导电率还会产生变化(其特性很像人的神经系统)。这无疑是电容研发者梦寐以求的阴极材质。
电解电容器通常是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极(注意和电介质区分),电解电容器因而得名。

  注:由于电解电容器是有极性的电容器,在使用时一定要注意极性。若电解电容器反接可能会引起爆炸。

  那么人们常说的“液态电容”与“固态电容”、“加套电容”和“铝壳电容”是怎么回事呢?其实,它们均为指铝电解电容器。所谓“液态”或“固态”是指电解质的形态。由于液态电解质在高温下容易大幅度膨胀,为了安全通常会在电容器顶部留有防爆槽(防止爆炸并非防爆浆),让电解质可以渗漏出来以避免爆炸,这就出现了“电容爆浆”。这个设计就好像当年的高压锅上的保险垫片。而固态电解质基本不用担心这个问题,只要将空气抽净基本不会因受热膨胀发生爆炸,所以此类电容器一般没有防爆槽。
至于“加套电容”和“铝壳电容”,本是想表达“液态电容”与“固态电容”,这纯粹是一种因直接感性认知而产生的概念。电解电容器的外壳通常都是铝制,但是多数有塑料外套的电容均为液态电解质,而固态电解质电容的铝制外壳较为美观,因此人们产生了这样的说法。

  除了我们在板卡上常见的传统电解电容器之外,近年来有一种名为双电层电解电容器(法拉电容器)的新型元件逐渐受到xx。这种电容器只有一个固体电极板,它是利用了液体电解液与固体电极相界面上形成的双电层来存储电荷,也就是说电解液本身充当了另一个电极。由于液体与固体的接触界面上形成的双电层间距极其微小(即极板间距极小),所以它的等效电容量可以比传统的电解电容器大的多,足以达到法拉级(甚至可以达到数万法拉)。

  此类电容器得巨大容量使其xx可以作为电池使用。不过相比采用电化学原理的电池,双电层电解电容器的充放电过程xx没有涉及化学物质的变化,这种“物理电池”理论上可以经受无限次充放电循环,而且充电速度和能量转化率也远远高于普通化学电池。但毕竟金无足赤,人无完人,由于双电层间距极小,因此其耐压能力很弱,一般不会超过20V。
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