电容器是许多电路设计中绝对必要的组件，而铝电解电容器长期以来一直是一种流行的选择。然而， KEMET 新推出的铝聚合物电容器提供了许多改进，包括低 ESR、更好的温度稳定性和更长的使用寿命。在本文中，我们将了解为什么选择铝聚合物电容器而不是铝电解电容器是一个好主意。
KEMET 的新型铝固体聚合物电容器系列采用固体聚合物电解质代替导电液体电解质。传统的铝电解电容器采用导电液体电解质，因此通常被描述为“湿”电容器。固体聚合物的优点包括低 ESR，并且在温度、频率和使用寿命内保持稳定。这意味着它们比“湿”电容器能够承受更高的纹波电流并且使用寿命更长。此外，如果包装得当，固体聚合物可以使它们具有更强的抗震性。
什么是固态聚合物电容器？
一般来说，电容器是由绝缘体（电介质）隔开的两个导电板（电极）。电解电容器是有极化的，这意味着只有当一个端子的电压始终高于另一个端子的电压时，它们才会工作。如果施加反向电压，电容器可能会损坏。
图 2：电解电容器的基本概念
在铝电解电容器中，电极由铝箔制成，两个铝电极之间是浸透导电液体电解质的电解纸。其中一个电极（阳极）上的氧化层是电介质。另一个箔电极称为阴极。
相比之下，在铝聚合物电容器中，电解质是固体聚合物材料。这种导电聚合物材料可降低 ESR、提高温度稳定性并延长预期寿命。固体聚合物的电解质也不会像“湿”电解质那样因干燥而失效。
图 3：采用固体聚合物电解质的铝电解电容器
固体聚合物有哪些好处？
这些新型固体聚合物电容器中用作电解质的固体有机聚合物的导电性比传统液体电解质高出一个数量级。这意味着它们具有优异的电气特性。
低 ESR
固体聚合物电容器由于 KEMET 专有的有机聚合物材料的高导电性和固体聚合物阴极结构而具有非常低的 ESR。低 ESR 意味着当电容器执行其工作时，只有很少的功率以热量的形式被浪费。
高纹波承受能力
由于通过电容器 ESR 的高纹波电流会导致功率耗散，因此较低的 ESR 等于电容器中耗散的功率较少，从而保持电容器温度较低，使其在高温应用中更可用，并延长其使用寿命。通过 ESR 的纹波电流也会在轨道上产生噪声电压，因此在相同的应用中，较低的 ESR 意味着较少的噪声。
ESR 稳定性
固体聚合物电解质在不同的工作频率、工作温度以及电容器的整个使用寿命内都具有高度的稳定性。聚合物电容器在很宽的频率范围内具有较低的 ESR，这意味着谐波不是过度发热和功率损耗的来源。
电容稳定性
固体聚合物电解质的另一个优点是，在产品的使用寿命期间，电容更加稳定。传统“湿”铝电解电容器的电容损耗率要高得多。
预期寿命长
在 105°C 温度下，其预期寿命可达 5,000 小时，远远超过传统的铝电解电容器。更好的是，电容器的工作温度每降低 20°C，预期寿命就会增加一个数量级（十倍）。
固态聚合物电容器为何具有良好的抗震性？
KEMET 的 A768 系列 固体聚合物电容器经过特殊设计，可抵抗高达 30G 的振动力。除了上述聚合物电容器的所有优点之外，固体聚合物的内部结构也更稳定，这意味着它可以承受更高的振动。但为了实现这一潜力，我们做出了某些设计选择来利用并创建 A768 系列。
较高的底座 - A768 较高的底座可为电容器罐提供更大的物理支撑。
额外的端子——额外的“假”端子不能提供更好的电气连接。相反，它们的作用是为 PCB 提供更稳定、物理连接更紧密的基础。坚固的聚合物结构、更高的底座以及额外的“假”端子共同打造出能够承受高达 30G 振动的产品。这些零件直径为 10 毫米，符合 AEC-Q200 汽车标准。
防振固体聚合物电容器的理想应用
许多应用都受益于能够在高振动环境下运行的坚固电容器。最好的应用之一是汽车中的电源转换电路。随着越来越多的电子设备被安装到车辆中，并且越来越多的车辆部件包含电气系统，对极端条件下高可靠性电源转换的需求也随之增加。
新型电动汽车需要大量的电源转换电路，从电池的充电和维护到向传动系统和控制系统输送电力。发动机、车轴、车轮和路面等运动部件产生的振动对汽车的每个部件都会造成严重影响。有了 KEMET 的防振系列电容器，电气子系统、发动机控制单元和汽车 DC/DC 转换器可以比以往任何时候都更可靠地长时间运行。
KEMET 的 A768 铝聚合物电容器系列
KEMET 的 A768 系列电容范围从 18µF 至 1000µF，电压范围从 16 V 至 80 VDC。这些电容器具有宽工作温度范围（从 -55°C 至 125°C）、汽车 AEC-Q200 认证和防振封装，非常适合大多数电源转换应用，尤其是车辆和工业机器应用。
KEMET 的铝聚合物电容器不含卤素，并与标准无铅焊接组装工艺兼容。