什麼是好電容?電容爆裂的原因

什麼是好電容?電容爆裂的原因

A 什麼是好電容。

1.電容容量越大越好。

    很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補償的能力越強。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，增加成本的同時還影響空氣流動和散熱。關鍵在於電容上存在寄生電感，電容放電迴路會在某個頻點上發生諧振。在諧振點，電容的阻抗小。因此放電迴路的阻抗最小，補充能量的效果也最好。但當頻率超過諧振點時，放電迴路的阻抗開始增加，電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補償電流的頻率範圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說，電容越大越好的觀點是錯誤的，一般的電路設計中都有一個參考值的。

2.同樣容量的電容，並聯越多的小電容越好，

    耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數，對於ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關係。當電壓固定時候，容量越大，ESR越低。在板卡設計中採用多個小電容並連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認為，越多的並聯小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點的阻抗，採用多個小電容並聯，效果並不一定突出。

3.ESR越低，效果越好。

    結合我們上面的提高的供電電路來說，對於輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET的開關脈衝。對於輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點。ESR的要求則高一點，因為這裡要保證的是足夠的電流通過量。但這裡要注意的是ESR並不是越低越好，低ESR電容會引起開關電路振蕩。而消振電路複雜同時會導致成本的增加。板卡設計中，這裡一般有一個參考值，此作為元件選用參數，避免消振電路而導致成本的增加。

4.好電容代表著高品質。

   “唯電容論”曾經盛極一時，一些廠商和媒體也刻意的把這個事情做成一個賣點。在板卡設計中，電路設計水平是關鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商採用四相供電更穩定的產品一樣，一味的採用高價電容，不一定能做出好產品。衡量一個產品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的誇大。

B 電容爆漿之面面談

爆漿的種類：

分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

對於輸入電容來說，就是我是說的C1，C1對由電源接收到的電流進行過濾。

    輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質有關。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩定等都使電容過於充放電過於頻繁，長時間處於這類工作環境下的電容，內部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會發生爆漿。

    對於輸出電容來說，就我說的C2，對經電源模塊調整后的電流進行濾波。此處電流經過一次過濾，比較平穩，發生爆漿的可能性相對來說小了不少。但如果環境溫度過高，電容同樣容易發生爆漿。 

爆漿的原因：

    電容爆漿的原因有很多，比如電流大於允許的穩波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。

我們知道電容有一個重要的參數就是耐溫值，指的就是電容內部電解液的沸點。當電容的內部溫度達到電解液的沸點時，電解液開始沸騰，電容內部的壓力升高，當壓力超過泄爆口的承受極限就發生了爆漿。所以說溫度是導致電容爆漿的直接原因。

    電容設計使用壽命大約為2萬小時，受環境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實驗證明環境溫度每升高10℃，電容的壽命就會減半。主要原因就是溫度加速化學反應而使介質隨時間退化失效，這樣電容壽命終結。

    為了保證電容的穩定性，電容在插板前要經過長時間的高溫環境的測試。即使是在100℃，高品質的電容也可以工作幾千個小時。同時，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標準範圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設計壽命到達之後就發生爆漿。只是無法保證電容的設計的容量標準。

    所以，短時期內，正常使用的板卡電容就發生爆漿的情況，這就是電容品質問題。

    另外，不正常的使用情況也有可能發生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會導致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發電容使用故障。