液态电解电容与固态电容寿命比较

文: 吴振源 /工程部

评估电源供应器的寿命是否可以超过规格书的保固期，主要是以输出电容的寿命为主。目前业界较常用的两个种类，一个是液态电解电容，一个是固态电容。至于要选用哪一种，就要先了解这两种电容的性质。

表一是液态电解电容与固态电容的比较表。液态电解电容因容量大、价格低等特点广泛应用于整流、滤波电路中，但其发热会加快电解液的消耗以致干涸，甚至造成电解液的沸腾而爆浆开顶；与此同时，电解液的干涸还会降低纹波电流的承受能力，急剧缩短电容器的使用寿命，也会使漏电流增大、损耗增加、产生瞬时超温度等危害。因此，发热是电解电容器使用中不可忽视的因素，在使用中应该确保电解电容器不应超过其额定工作温度、尽量避开热源，必要的时候采用有效的措施进行冷却。

固态电容，是除了钽电容外最高端的电容，采用高导电性分子材料，里面是粉末状的电解质，具有防爆浆，稳定性好、可靠性高、耐高温、寿命长等优点。固态电容的主要作用就是将一些电流的尖峰和杂波进一步过滤，能保证各部分供电的稳定性。主板在长期使用的过程中过热导致电解液受热膨胀，当受热到超过沸点，电解电容会产生爆浆现象，即俗称的主板爆浆，较为高端的主板均会采用固态电容，以避免此情形。
 

                                                                                       
                                                                                       表一 液态电解电容与固态电容的比较表
 

Fig.1 Aluminum Electrolytic Capacitor	Fig.2 Conductive Polymer Aluminum Solid Capacitors

表二是两者的寿命比较。以6000hrs/105℃的液态电解电容与5000hrs/105℃的固态电容来做比较，图三是根据公式计算出不同温度下的寿命；由曲线图可以知道，在高温下，固态电容并无法展现出高寿命的特质，而在90℃以下，此特质才会越明显。
 

                                                             
                                                              表二 寿命比较表

                                                            图三 寿命曲线比较图

虽然固态电容与液态电解电容相比有极大的特性优势，但考虑到成本与较少高耐电压电容产品选择，设计者只会针对部分小型化或高信赖性需求的产品依测试结果使用固态电容，藉此达到产品小型化与高寿命要求，使用固态电容的产品也不见得有产品寿命的绝对优势，重要的其实是用户必须依实际温度与寿命需求选择适合的产品。产品寿命评估可参阅产品测试报告。

参考数据：
1 https://kknews.cc/zh-tw/digital/2br25by.html
2 https://www.flying1688.com/news_detail_36.htm