電容器用于電路中，主要是作為整流的濾波元件、直流電源的退耦元件以及音頻電路中作旁路、耦合元件。正常工作時，均有一個共同點(diǎn)，即都會受到不同頻率脈沖電壓的沖擊。尤其是目前開關(guān)電源廣泛地應(yīng)用于pc機(jī)、郵電通訊和各種視聽電子設(shè)備中，為抑制開關(guān)電源所產(chǎn)生的噪聲和高次諧波對市電造成的污染，在開關(guān)電源輸人和輸出回路中均采用耐大紋波電流沖擊的電解電容器進(jìn)行濾波。

　　為適應(yīng)航天、航空各種電子設(shè)備高速發(fā)展的需要，電容器的發(fā)展趨勢是小型化、輕型化和高性能化。型號縮小的同時，在能量轉(zhuǎn)換線路中，有更高的紋波負(fù)載電流加于電容器上，尤其是高頻脈動電流的沖擊致使電容器工作溫度升高，在如此嚴(yán)酷的環(huán)境中，要求電容器具有較低的阻抗和較小的等效串聯(lián)電阻。

　　電解電容器提供了比較高的電容值，因此提供了穩(wěn)定頻率的比較低阻抗，它顯然是低壓-高紋波電流電路的比較佳選擇。然而，由于能量的低效率，電解電容器的應(yīng)用受到了限制。它能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵在于損耗（tgS）的顯著改善和應(yīng)用頻率的明顯提高，或者說具有比目前更好的等效串聯(lián)電阻（ESR）。

　　陶瓷電容器和聚合物薄膜電容器提供了極低的等效串聯(lián)電阻（ESR）以及在高頻共振頻率（兆赫范圍內(nèi)）具有很低的阻抗，它顯然是所有高速電路的必然選擇。由于電解電容器在低溫環(huán)境中阻抗較大，其應(yīng)用受到限制。如果能夠降低低溫阻抗，電解電容器將被更廣泛地應(yīng)用在高負(fù)載電流設(shè)備中，比如輸出濾波。

　　由于電解電容器比陶瓷電容器和聚合物薄膜電容器在高頻（50kHZ）下穩(wěn)定，用電解電容器代替陶瓷電容器和聚合物薄膜電容器將會改善輸出濾波部分的性能和可靠性。

　　與陶瓷電容器和聚合物薄膜電容器相比，在相同容量下，電解電容器具有較小的尺寸。因而縮小了寄生行為和提高了在高能量電路中的能量轉(zhuǎn)換效率。本文重點(diǎn)討論電容器在較高電壓和高頻電路中的應(yīng)用趨勢。

　　能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的前景是計(jì)算機(jī)的高壓終端用戶。這些用戶的共同特點(diǎn)是希望更高效的能量供給。分布式能量系統(tǒng)（基于48V能量而不是低能量USP系統(tǒng)）越來越廣泛的應(yīng)用顯然是電信級的選擇。因?yàn)闃O板空間正成為十分重要的問題，越來越高的開關(guān)頻率的應(yīng)用要求所用元器件的小型化。48V電信傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化和它的延時電池反饋孕育著正在成長的小型化能量轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)D 1幾種電容器的性能特點(diǎn)1.1高壓聚合薄膜塑料薄膜電容器使用的介質(zhì)材料是塑料薄膜，這有利于電容器小型化，并且也可在塑料薄膜上面蒸發(fā)金屬膜電極，進(jìn)一步縮小體積，提高比率電容。同時，在高電容量精度和純交流以及中等電容量范圍內(nèi)，高、中工作電壓方面該電容器的應(yīng)用也很廣泛。

　　1.2高壓電解電容器隨著普遍輸人電壓的提高，轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)電壓也在提高，鋁*基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（60371028）劉仲娥：女，1941年生，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事功能材料和電子兀器件的研究Tel電解電容器的耐壓己提升至450500V.沒有其它電容器能像鋁電解電容器那樣能提供如此高能量的儲存性能，因此電解電容器主要用于紋波電路和頻率電路中。目前主要是提高電容器的壽命和紋波電流等級。高壓電容器用的電解質(zhì)是篼阻抗，用以避免擊穿電壓的產(chǎn)生。選擇小直徑復(fù)合單元低阻抗的電容器用于增加電容器的抗紋波電流能力。電壓輸人用的電解電容器必須保證其具有長壽命。

　　目前鋁電解電容器正朝著長壽命、高CV值、高紋波、低阻抗及寬溫化等方向發(fā)展。在超高壓鋁電解電容方面，國外已研制及630V/6800jiF，cl3l00mmX250mm的產(chǎn)品，國內(nèi)尚無此類招電解電容器的報(bào)道。這種鋁電解電容器具有大容量、單體額定工作電壓篼、外形尺寸大及壽命長的特點(diǎn)。2003年日本Nichicon公司已生產(chǎn)出耐壓為500V，標(biāo)稱電容量為100012000fiF的鋁電解電容器，其耐久性在85*C下已達(dá)到5000h. 1.3中壓電容器電池應(yīng)用的能量系統(tǒng)、DC傳輸電壓和正在成長的DC到DC轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，在電信中，比較普遍的是48V到5V的轉(zhuǎn)換，共鳴控制的高頻開關(guān)技術(shù)從200Hz到千赫，甚至發(fā)展到100萬赫茲的開關(guān)頻率系統(tǒng)。在開關(guān)頻率電路中，電解電容器被陶瓷和復(fù)合薄膜電容器所取代。陶瓷和聚合薄膜電容器提供了較低ESR和阻抗。由于較高的損耗因子以及較大的ESR特性使得鉭電解電容器應(yīng)用于48V電路中效率不是很高，因此電解電容器目前應(yīng)用于較低電壓范圍作為輸人濾波電容器。

　　陶瓷電容器一直用于48V電壓傳輸，它應(yīng)用于高性能的DC到DC轉(zhuǎn)換器上的輸人濾波器。陶瓷電容器設(shè)計(jì)趨勢是繼續(xù)用高K材料以及降低絕緣材料的厚度來增加電容器的單位容量，使電壓和電流趨于穩(wěn)定。目前國產(chǎn)高頻陶瓷電容器的介電常數(shù)已達(dá)100，損耗值小于5X10-4.多層薄膜電容器由疊層薄膜類型到真正的表面貼裝演化而來。由于聚合絕緣材料沒有電壓和電流的依賴性，用于篼壓電路中具有穩(wěn)定的系統(tǒng)。用大電容的高穩(wěn)定性薄片的聚合薄膜制作的100V、1.系列的精致超薄薄膜的電容器，其高頻的ESR和ESL在電路穩(wěn)定性上要比陶瓷電容器好。

　　1.4低壓電解電容器由于數(shù)字電路的應(yīng)用，低壓區(qū)域是比較大的和比較快的需求市場。鉭電容器幾乎獨(dú)占了用于5V輸出和高強(qiáng)度能量供給的電容器市場，因?yàn)檫@是唯一的可輸人濾波部分幾百微法的電容器系統(tǒng)。由于鋁電解電容器具有很高的損耗因子、有限的使用壽t命，并不適于低壓能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。多層陶瓷電容器和聚合類型電容器僅限于高紋波電流、低電壓電路。然而，低壓lOOOfiF裝置的固體鉭電容器，可用于3.3V傳輸線。由于鉭片做得更厚更密，其直流損耗提高，所以電容的增大只改善了總的ESR.為了克服多層鉭片的高阻抗問題，多層片正在作成分離的片包裝。無的失效和燒壞仍然是個問題。過去經(jīng)常討論到的部分熔斷將使電壓下降，負(fù)載電流增大。因此，為了降低ESR，鉭電容器采用PPY作為電解質(zhì)，將大幅度降低產(chǎn)品的ESR.在此著重討論液體鉭電解電容器。此種電容器自從20世紀(jì)5年代被研制出以后就被廣泛地應(yīng)用于濾波、旁路、耦合及退耦等電路中。由于高比容鉭粉的采用和生產(chǎn)工藝的逐步改進(jìn)，使得產(chǎn)品成本逐步降低，因此得到了迅速發(fā)展。特別是全密封結(jié)構(gòu)的采用，徹底解決了液體鉭電解電容器存在的漏液問題，提高了產(chǎn)品的可靠性，使之在許多特殊場合如軍事、航天等領(lǐng)域具有其它類型電容器不可替代的地位。而且使用范圍還不斷向?qū)Ξa(chǎn)品可靠性要求嚴(yán)格的通信、工業(yè)控制等領(lǐng)域拓展。與其它類型的電容器相比，液體鉭電容器具有以下特點(diǎn)：單位體積內(nèi)電容量大，即比容量高。目前鉭粉的比容已達(dá)到30000hF*V/g，液體鉭電解電容器的比容量已超過50IVF/Cm3.國內(nèi)4326廠已生產(chǎn)出6.3V/330CVF的產(chǎn)品，日本已生產(chǎn)出6.3V/5500/xF的產(chǎn)品。與其它電解電容器相比。液體鉭電解電容器具有比較小的漏電流，它的漏電流值是同規(guī)格鋁電解電容器的1/10.液體鉭電解電容器具有長壽命的特點(diǎn)，并且經(jīng)存儲后可以立即使用。我國的幾個廠家生產(chǎn)的液體鉭電容器產(chǎn)品。其可靠性均達(dá)到相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和國軍標(biāo)的要求。需著重指出的是，液體鉭電解電容器的耐壓值正在逐步提高。美國生產(chǎn)的液體鉭電容器耐壓值已達(dá)到150V，而國產(chǎn)的液體鉭電容器的耐壓值已達(dá)到160V，此類產(chǎn)品廣泛用于航空、航天和其它自動控制的電子儀器中。由此不難看出，液體鉭電解電容器有著廣闊的發(fā)展前景。

　　具有聚合物電解質(zhì)的鋁電解電容器可在25V下獲得較低的紋波電流。固體電解質(zhì)系統(tǒng)適合SMT組裝和用于再流焊的片式鉭電容器，雖然其單位體積的型號和電容特性不像固鉭那樣好，但高頻特性非常好。因此，這項(xiàng)技術(shù)更適合應(yīng)用于將來的低壓頻電路。由前所述，聚合電解質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)用于鉭電容器是解決高頻ESR問題的較好方法。

　　2討論高頻開關(guān)調(diào)整器需要改進(jìn)輸入電容器的ESR來控制系統(tǒng)噪聲。由于輸人的電壓由中壓變換到高壓，MLC與MLP電容器是僅有的選擇。在低壓（高紋波電流）的輸出條件下，同一電容器上很難同時獲得低ESR和高負(fù)載電流。當(dāng)電容器用于快速回應(yīng)和篼紋波電流的電路中，電解電容器仍然是一個重要的選擇。

　　另一方面，更薄的陶瓷片和聚合膜使電容器的性能向低ESR發(fā)展。在低壓條件下，采用聚合物作為電解質(zhì)的鋁電解電容器適用于篼頻低阻抗電路中。在鉭電解電容器中選擇聚合物的電解質(zhì)可在低ESR和系統(tǒng)穩(wěn)定電路中有更大發(fā)展。