电容长期不用会失效吗 点击：7209 | 回复：6
发表于：2007-07-17 19:46:00
4楼
主板上常用的电源电路有两种形式，一种是开关电源，由双MOSFT和电感、电容组成。一种是低压差线性调压芯片组成的调压电路。这两种电路都能够为主板上不同的芯片和组件提供精密的电源。同样的，主板上的组件也分许多种，有的对电压敏感，有的对电流敏感。因此在设计上必须为这些不同的组件设计不同的供电和参考电压电路。
●对于CPU供电电路
由于现在的CPU功耗非常大，从低负荷到满负荷，电流的变化是非常大的。为了保证CPU能够在快速的负荷变化中，不会因为电流供应不上而歇菜，CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力。供电电路中的MOSFET，电感线圈和电容都会影响到这一能力。一个最理想的状态是，厂商使用最快速的MOSFET，高磁通量粗导线的电感线圈，以及超低ESR的输入输出电容。但实际上，出于成本的考虑，这并不能实现。
厂商可能会选用快速的MOSFET，快速的MOSFET的开关噪声比较小，这样就可以将输入输出的电容等级下降一点。Intel的主板使用高导磁的电感磁芯（降低了线圈的损耗电流），因此它的线圈使用单根比较粗一点的就可以了。但大多数厂商会使用便宜一点的磁芯，使用三线并绕的方式来解决，这样即使损耗大一些，线圈也不会发太多的热。
●对于输入输出电容
对于输入输出电容，一般的要求是，输入电容要尽可能的大，相对容量的要求，对ESR的要求可以降低一点，因为输入电容主要是耐压，其次要吸收MOSFET的开关脉冲。
对输出电容，耐压得要求和容量可以低一点（Intel的主板，这部分的电容往往都是4~6.3V，470~680左右的容量），ESR的要求要高一点，因为要保证足够的电流通过量，但并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡，而消振电路比较复杂，而且会增加很大的成本。
因此目前厂商往往会在实验电路板上得出一个合适的参数值，然后以此作为元件选用参数，这样可以不用消振电路。
●对于电容爆浆
对于发生了电容爆浆这样的事件，要从几方面考虑，开关电路是否短路了，是否有开关管损坏，输入的电源质量如何。只有在确定了是由于电容品质或者电容老化导致的爆浆后，更换电容才有实际的意义。
电容爆浆是由于电容发热引起的，发热是由大电流引起的，不正常的大电流，一般是由于用电组件短路或者超压导致电容极间击穿短路。
一般情况下，开关电源的输出电容是不容易爆浆的，因为这部分电容耐电流的能力很强，而且工作电压不高，在发生短路故障后，开关管自动保护，这部分电容就不工作了，爆浆的大部分都是输入电容。这部分电容的工作电压高达12V，对于使用劣质电源的用户来说，峰值电压还可能会更高一点。
这部分电容的工作电压高达12V，对于使用劣质电源的用户来说，峰值电压还可能会更高一点。开关脉冲会达到工作电压的2~5V，如果MOSFET的质量不是很好，或者由于电路设计的硬伤，这个倍率还会高些。我们以P4的2V为标准，这要求输入电容的耐压值至少在2*2~2*5V即4V~10V之间。现在你明白了为什么电容的耐压值一般都是在6.3~16V之间了吧。
更换电容时，我们一般选用高耐压值的电容。因为在市场上，我们很难买到低ESR的电容，这时，通过提高电容的等级，可以一定程度上弥补这样缺陷。一般情况下，使用16V，3300微法左右的输入电容替换是没有什么问题的。
●对于电容的品质
一般来说，主板的电容要求都是精度比较高的，但没有高到精密电源的等级。日产电容如Rubycon，nichicon等，精度非常好，寿命也比较长，但价格比较高，而且很难买到合适的正品。港产或者台产的电容，精度差，寿命也短，但价格便宜，供货量大，所以主板厂商选择这些元件是比较头痛的。
有时候，并不是出于成本的考虑，rubycon这样的电容大厂，对于用户都是限量供应的，如果一个主板厂商，造板子时突然说电容供货跟不上了，那还不是等于自杀，而且电解电容还不能长期保存，在没有定期充放电的情况下，会失效。
台湾电容产业这两年有不小的进步，主要是购买了日本和德国的技术，产量比较大，采购也容易，当然他们的产品质量和日产德产的还有差距。实验室条件下，台产Gluxcon和Rubycon比较，相同容量，台产货效能是日产货的80%。也就是说，你就认为3300微法的Gluxcon就是2200微法的好了。
结论：我们不能光看电容就确定主板的好坏，电容并不是主板最主要的部件，有些地方，省掉了也不影响运行。相反，主板的品检标准非常重要，如果厂商能够坚持严格的品检，那么使用什么元件都不重要，因为品检时的环境不可能是日常使用环境中能够达到的，相反，如果厂商没有良好的设计和试验环境，最终产品没有品检，那么就无法发现元件搭配中的问题，即使全是名牌元件，搭出来的还是不稳定有缺陷的产品。
●对于CPU供电电路
由于现在的CPU功耗非常大，从低负荷到满负荷，电流的变化是非常大的。为了保证CPU能够在快速的负荷变化中，不会因为电流供应不上而歇菜，CPU供电电路要求具有非常快速的大电流响应能力。供电电路中的MOSFET，电感线圈和电容都会影响到这一能力。一个最理想的状态是，厂商使用最快速的MOSFET，高磁通量粗导线的电感线圈，以及超低ESR的输入输出电容。但实际上，出于成本的考虑，这并不能实现。
厂商可能会选用快速的MOSFET，快速的MOSFET的开关噪声比较小，这样就可以将输入输出的电容等级下降一点。Intel的主板使用高导磁的电感磁芯（降低了线圈的损耗电流），因此它的线圈使用单根比较粗一点的就可以了。但大多数厂商会使用便宜一点的磁芯，使用三线并绕的方式来解决，这样即使损耗大一些，线圈也不会发太多的热。
●对于输入输出电容
对于输入输出电容，一般的要求是，输入电容要尽可能的大，相对容量的要求，对ESR的要求可以降低一点，因为输入电容主要是耐压，其次要吸收MOSFET的开关脉冲。
对输出电容，耐压得要求和容量可以低一点（Intel的主板，这部分的电容往往都是4~6.3V，470~680左右的容量），ESR的要求要高一点，因为要保证足够的电流通过量，但并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡，而消振电路比较复杂，而且会增加很大的成本。
因此目前厂商往往会在实验电路板上得出一个合适的参数值，然后以此作为元件选用参数，这样可以不用消振电路。
●对于电容爆浆
对于发生了电容爆浆这样的事件，要从几方面考虑，开关电路是否短路了，是否有开关管损坏，输入的电源质量如何。只有在确定了是由于电容品质或者电容老化导致的爆浆后，更换电容才有实际的意义。
电容爆浆是由于电容发热引起的，发热是由大电流引起的，不正常的大电流，一般是由于用电组件短路或者超压导致电容极间击穿短路。
一般情况下，开关电源的输出电容是不容易爆浆的，因为这部分电容耐电流的能力很强，而且工作电压不高，在发生短路故障后，开关管自动保护，这部分电容就不工作了，爆浆的大部分都是输入电容。这部分电容的工作电压高达12V，对于使用劣质电源的用户来说，峰值电压还可能会更高一点。
这部分电容的工作电压高达12V，对于使用劣质电源的用户来说，峰值电压还可能会更高一点。开关脉冲会达到工作电压的2~5V，如果MOSFET的质量不是很好，或者由于电路设计的硬伤，这个倍率还会高些。我们以P4的2V为标准，这要求输入电容的耐压值至少在2*2~2*5V即4V~10V之间。现在你明白了为什么电容的耐压值一般都是在6.3~16V之间了吧。
更换电容时，我们一般选用高耐压值的电容。因为在市场上，我们很难买到低ESR的电容，这时，通过提高电容的等级，可以一定程度上弥补这样缺陷。一般情况下，使用16V，3300微法左右的输入电容替换是没有什么问题的。
●对于电容的品质
一般来说，主板的电容要求都是精度比较高的，但没有高到精密电源的等级。日产电容如Rubycon，nichicon等，精度非常好，寿命也比较长，但价格比较高，而且很难买到合适的正品。港产或者台产的电容，精度差，寿命也短，但价格便宜，供货量大，所以主板厂商选择这些元件是比较头痛的。
有时候，并不是出于成本的考虑，rubycon这样的电容大厂，对于用户都是限量供应的，如果一个主板厂商，造板子时突然说电容供货跟不上了，那还不是等于自杀，而且电解电容还不能长期保存，在没有定期充放电的情况下，会失效。
台湾电容产业这两年有不小的进步，主要是购买了日本和德国的技术，产量比较大，采购也容易，当然他们的产品质量和日产德产的还有差距。实验室条件下，台产Gluxcon和Rubycon比较，相同容量，台产货效能是日产货的80%。也就是说，你就认为3300微法的Gluxcon就是2200微法的好了。
结论：我们不能光看电容就确定主板的好坏，电容并不是主板最主要的部件，有些地方，省掉了也不影响运行。相反，主板的品检标准非常重要，如果厂商能够坚持严格的品检，那么使用什么元件都不重要，因为品检时的环境不可能是日常使用环境中能够达到的，相反，如果厂商没有良好的设计和试验环境，最终产品没有品检，那么就无法发现元件搭配中的问题，即使全是名牌元件，搭出来的还是不稳定有缺陷的产品。
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