貼片鋁電解電容的難點(diǎn)與未來的新技術(shù)
所謂金無足赤，人無完人。放在貼片鋁電解電容上也是適用的，貼片鋁電解電容存在著一定的等效串聯(lián)電阻。
什么是等效串聯(lián)電阻
ESR是Equivalent Series Resistance的縮寫，即“等效串聯(lián)電阻”。理想的電容自身不會(huì)有任何能量損失，但實(shí)際上，因?yàn)橹圃祀娙莸牟牧嫌须娮?，電容的絕緣介質(zhì)有損耗。這個(gè)損耗在外部，表現(xiàn)為就像一個(gè)電阻跟電容串聯(lián)在一起，所以就稱為“等效串聯(lián)電阻”。
等效串聯(lián)電阻的計(jì)算
按P=UI的公式來計(jì)算，要獲得同樣的功率，電壓降低了，那就必須得增大電流。例如INTEL、AMD的最新款CPU，電壓均小于2V，和以前3、 4V的電壓相比低得多。但另一方面這些芯片由于晶體管和頻率的激增，需求的功耗卻是增大了許多，對(duì)電流的要求就越來越高了。例如兩顆功率都是70W的CPU，前者電壓是3.3V，后者電壓是1.8V。那么，前者的電流I=P/U=70W/3.3V=21.2A；而后者的電流I=P/U=70W/1.8V=38.9A，將近是前者電流的兩倍。在通過電容的電流越來越高的情況下，假如電容的ESR值不能保持在一個(gè)較小的范圍，那么就會(huì)產(chǎn)生更高的紋波電壓（理想的輸出直流電壓應(yīng)該是一條水平線，而紋波電壓則是水平線上的波峰和波谷）,因此就促使工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，要使用最小的ESR電容器。和ESR類似的另外一個(gè)概念是ESL，也就是等效串聯(lián)電感。當(dāng)電容個(gè)數(shù)達(dá)到7個(gè)時(shí)，要求的電容ESR值為 2.26X7=17.4mΩ。 常用的高品質(zhì)電容ESR參數(shù)也才13 mΩ。
等效串聯(lián)電阻技術(shù)難點(diǎn)
串聯(lián)等效電阻ESR的單位是毫歐（mΩ）。通常鉭電容的ESR通常都在100毫歐以下，而鋁電解電容則高于這個(gè)數(shù)值，有些種類電容的 ESR甚至?xí)哌_(dá)數(shù)歐姆。ESR的高低，與電容器的容量、電壓、頻率及溫度都有關(guān)系，當(dāng)額定電壓固定時(shí)，容量愈大 ESR愈低。同樣當(dāng)容量固定時(shí)，選用高的額定電壓的品種也能降低 ESR；故選用耐壓高的電容確實(shí)有許多好處；低頻時(shí)ESR高，高頻時(shí)ESR低；高溫也會(huì)造成ESR的升高。
ESR值越大，濾除紋波效果就越差，尤其市面上很多只有4—5顆輸出電容的主板，將會(huì)影響主板的穩(wěn)定性，用高頻CPU時(shí)就更明顯了。甚至還有些用較差品牌，或是沒有保證的國(guó)產(chǎn)電容，可能還會(huì)出現(xiàn)象XX等廠曾出現(xiàn)電容爆裂現(xiàn)象。
未來等效串聯(lián)電阻的改進(jìn)方向
現(xiàn)在電子技術(shù)正朝著低電壓高電流電路的設(shè)計(jì)方向發(fā)展，供應(yīng)給元器件的電壓呈現(xiàn)越來越低的趨勢(shì)，但對(duì)功率的要求卻絲毫沒有降低。
從材料上改進(jìn)：
通過優(yōu)選材料，開發(fā)高溫下劣化很小的電解液，配合特殊的鉚接卷繞工藝，如負(fù)極增容貼片技術(shù)等，研制出耐高溫耐高紋波的高可靠性貼片鋁電解電容器，其壽命可達(dá)到135℃2000小時(shí)!適合及滿足高品質(zhì)節(jié)能燈使用要求。
從工藝上改進(jìn)：
節(jié)能燈用的電解電容器容易發(fā)生開關(guān)擊穿，除了對(duì)切割和鉚卷時(shí)的毛刺和箔灰嚴(yán)格管控外,另由于在電容器施加高紋波電流時(shí)或者短時(shí)間電壓差和大的充放電時(shí)，因?yàn)樨?fù)極導(dǎo)針鉚接處鋁梗上的電容量非常低，很容易發(fā)生負(fù)極打火擊穿，因此我們采取了在負(fù)極上墊上一小塊同樣比容的負(fù)極鋁箔來對(duì)其進(jìn)行增容處理，提高了產(chǎn)品的可靠性。
電解液添加劑
作為添加劑用的次亞磷酸銨，經(jīng)過大量的工藝試驗(yàn)，配合三元乙丙膠材質(zhì)的膠粒使用時(shí)效果比較好，但是配合丁基膠膠粒時(shí)使用的話，在老化過程中電壓稍高就會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)針圓弧部位電解紙發(fā)黑的情況，而且伴隨著還有產(chǎn)品鼓底現(xiàn)象，針對(duì)此現(xiàn)象并做了大量工藝試驗(yàn)的情況后，選擇8-羥基喹啉來代替次亞磷酸銨，由于8-羥基喹啉能夠和電解液中溶解下來的鋁離子進(jìn)行絡(luò)合，降低了產(chǎn)品的漏電流，取得了不錯(cuò)的效果，且產(chǎn)品在老化時(shí)未發(fā)生電解紙發(fā)黑情況。
