板卡電容本質(zhì)大揭秘

在計(jì)算機(jī)板卡上，電容是必備的電氣元件，其擁有“隔直通交”的基本特性，利用這一基本特性，電容在電路中一般應(yīng)用于震蕩、電源和信號(hào)濾波、耦合、去耦等作用。其中這些電容大多分布在CPU插槽及主板外接電源接口附近，當(dāng)然內(nèi)存插槽與一些板卡插槽附近也會(huì)有電容的，這些電容的作用就是保證電源對(duì)主板相關(guān)配件的供電穩(wěn)定性。

1.板卡電容“濾波”基本原理圖：

電容“隔直通交”的基本特性

世界上沒(méi)有“絕對(duì)”的直流電2.板卡中的電容分類(lèi)：

其中計(jì)算機(jī)板卡上的大多數(shù)電容屬于電容分類(lèi)當(dāng)中的電解電容，而這些電解電容按照電解質(zhì)類(lèi)型又可以分為：固體聚合物電解電容（固態(tài)電容）、電解液電解電容（電解電容），還有固液混合電解電容。這里請(qǐng)注意一下，我們平時(shí)口頭上說(shuō)的的電解液電容與固態(tài)電容，其實(shí)都屬于電解電容的類(lèi)別，它們的陽(yáng)極同樣為鋁，而陰極分別為電解液與固態(tài)聚合物，特別的是，某些品牌的固態(tài)電容外面包有塑料外皮（PVC薄膜）是為了更好地適應(yīng)溫度和降低成本，而其中不乏優(yōu)秀的塑料外皮的固態(tài)電容，其電氣性能甚至要比一些鋁殼固態(tài)電容好的多。另外，大家青睞的鉭電容也屬于電解電容，與電解液電容和固態(tài)電容的區(qū)別在于鉭電容的陽(yáng)極為金屬鉭，金屬鉭的擁有比鋁更好的介電特性，鉭電容的陰極同樣為固態(tài)聚合物，但是由于金屬鉭比鋁要昂貴不少，所以在一般的板卡中很少見(jiàn)到鉭電容。

PCV包膜固態(tài)電容與鋁殼固態(tài)電容

通過(guò)鑒別主板上的上述電容可以判斷一款板卡的基本做工，以及廠商是否偷工減料等。小小的一顆電容其實(shí)比較便宜，但是對(duì)于大批量生產(chǎn)的板卡廠商來(lái)說(shuō)就是一筆不小的開(kāi)支，所以一些不負(fù)責(zé)任的板卡廠商就在這些電容上做文章了，特別是其中的一些廠商利用“全固電容”這個(gè)幌子來(lái)掛羊頭賣(mài)狗肉。如果大家在板卡中見(jiàn)到所謂的“全固電容”先不要對(duì)主板好壞妄下結(jié)論，因?yàn)橐恍┬C(jī)就在其中。板卡電容相關(guān)知識(shí)介紹

電容安裝工藝：

我們經(jīng)常聽(tīng)到某某電容采用貼片式或者直插式工藝，其實(shí)這都是電容在PCB板上的安裝工藝技術(shù)，貼片式電容指采用SMT（SurfaceMountTechnology，表面貼裝技術(shù)）安裝工藝的電容器，貼片式器件的好處就是，可以在與板卡結(jié)合處很好地減少水汽的凝聚和灰塵的堆積，這就提高了電氣元件的穩(wěn)定性。其中貼片式安裝的過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)高溫的波峰焊工藝處理，也就是說(shuō)耐溫不高的電容不能采用貼片式安裝。識(shí)別是否為貼片式安裝只需看其底坐是否黑色橡膠就可以了。而采用直插式電容，則是通過(guò)基本安裝工藝來(lái)焊接在PCB上的。因此可以這么說(shuō)，貼片電容大都是高檔電容，因?yàn)橘N片電容耐高溫能力必然強(qiáng)，而且使用貼片工藝生產(chǎn)的大多是中高端板卡；但插件電容不一定是低檔貨，像三洋、日本化工這些知名的頂級(jí)電容制造廠，相同類(lèi)型的電容會(huì)同時(shí)生產(chǎn)貼片和插件兩個(gè)版本，這是考慮到不同工廠設(shè)備的需要。

電容的ESR值：

ESR含義為等效串聯(lián)電阻，注意ESR與我們電路學(xué)中的容抗是兩個(gè)不同的概念，單位Ω（歐姆），板卡上的電容往往ESR值都比較低，所以板卡上電容ESR的單位一般是mΩ。其物理含義是指當(dāng)電流通過(guò)電容時(shí)電容器產(chǎn)生的電阻效應(yīng)，在遇到電壓變化對(duì)電容進(jìn)行充放電的時(shí)候，“電阻”自身會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓降，使電容兩端的電壓產(chǎn)生突然變化，直接降低電容在瞬間的濾波效果，影響整個(gè)電路的穩(wěn)定性。而且ESR還必然會(huì)帶來(lái)發(fā)熱以及能量損耗，所以各電容器廠商都在追求盡可能低的ESR。目前來(lái)說(shuō)，多數(shù)固態(tài)電解質(zhì)電容器的ESR通常都比液態(tài)電解質(zhì)電容器更低，不過(guò)需要明確的是，這并不是因?yàn)椤肮虘B(tài)”，而是因?yàn)槲镔|(zhì)本身。電容器的ESR和電容器的“體質(zhì)”有關(guān)，即電容的極板長(zhǎng)度、極板面積、電解質(zhì)等。

電容組合方式：

板卡上多采用并聯(lián)的方式，這是因?yàn)椴⒙?lián)多個(gè)電容可以起到加大總和容量與降低總體ESR的作用。舉例來(lái)說(shuō)，3個(gè)12mΩ、300μF、耐壓4V的電容并聯(lián)，理論上在電路中就相當(dāng)于一個(gè)4mΩ、900μF、耐壓4V的電容（如果兩個(gè)電容的耐壓值不同，那么取較小值）。板卡上也可能有將電容串聯(lián)的情況，但是運(yùn)用得很少，這是因?yàn)榇?lián)多個(gè)電容通常是為了起到增加總體耐壓值的作用，但同時(shí)也會(huì)使總體容量降低，ESR增大。板卡并不是高耐壓的場(chǎng)合，而在高頻電路中是很忌諱大ESR的。[NextPage]板卡電容相關(guān)品牌介紹

藍(lán)寶石電容：

藍(lán)寶石（就是nichicon）在電解電容方面與紅寶石齊名，目前藍(lán)寶石固態(tài)電容也比較多見(jiàn)，所以我對(duì)此起了興趣去查了一下。藍(lán)寶石LF系列固態(tài)電容的總體性能應(yīng)該是介于紫三洋SEPC系列與立隆OCR系列之間。但是藍(lán)寶石的LE系列才是它固態(tài)中的極品，ESR達(dá)到5mΩ，甚至還要優(yōu)于紫三洋SEPC系列。另外我還有興趣去了解了一下被一些人稱為“電解液電容之王”的nichiconHZ系列的實(shí)際參數(shù)，發(fā)現(xiàn)其規(guī)格最高的一款，電容容量為3300μF，耐壓值為6.3V，額定紋波電流4690mA，ESR僅為6.5mΩ。而且HZ全系列ESR最高的也只有14mΩ，看來(lái)這個(gè)“王”字也不是白給的，如此性能放在固態(tài)電容中也是上品，況且其容量也不是普通固態(tài)電容可比的。

藍(lán)寶石LF系列固態(tài)電容

紅寶石系列電容：

紅寶石在電容界是享有盛譽(yù)的。但紅寶石的固態(tài)電容并不出名，性能也很一般，板卡上似乎也沒(méi)怎么見(jiàn)過(guò)，但是紅寶石的電解液電容可是擁有極好的口碑，特別是較高端的MBZ系列電解液電容。MCZ是紅寶石電解電容中高端的型號(hào)，紅寶石MCZ電解液電容曾經(jīng)被升技等多家大廠用作高端產(chǎn)品的供電電路中，現(xiàn)在也能在一些高端主板中看見(jiàn)紅寶石MCZ的身影。

可以稱“王”的紅寶石MCZ電解液電容三洋OSCON電容：

首先我們來(lái)介紹著名的三洋OSCON電容，它的紫色固態(tài)電容可是一絕。紫三洋這樣的固態(tài)電容優(yōu)點(diǎn)不僅僅在于ESR低，最關(guān)鍵的是，它們的性能隨溫度變化而幾乎不變。壽命方面，紫三洋的工作溫度是-55度到105度，在最高工作溫度105度時(shí)，它的壽命與普通電解電容并沒(méi)有太大區(qū)別，為2000小時(shí)，但是每減少20度壽命提高10倍（最高壽命15年）。紫三洋也并非沒(méi)有缺點(diǎn)，最大的缺點(diǎn)就是容量低，像下圖中那樣就不適合用在大容量要求的場(chǎng)合中使用（需要并聯(lián)多顆，成本太高）。目前板卡中比較常見(jiàn)的是三洋SEPC系列的產(chǎn)品。

三洋SEPC鋁殼固態(tài)電容與三洋系紫皮PVC固態(tài)電容

日本化工NCC電容：

日本化工電容就是我們通常所說(shuō)的日化電容，是日本第一大廠日本化工的產(chǎn)品。日化電容的特點(diǎn)就是擁有很低的ESR值，這一點(diǎn)上可以與三洋的鋁殼固態(tài)電容相媲美，其次擁有較高的容值，濾波效果非常出色。日化固態(tài)電容的頂部是采用淡藍(lán)色的印刷，與藍(lán)寶石（nichicon）的藍(lán)色印刷比較接近。日化的電容相對(duì)于三洋的固態(tài)電容來(lái)說(shuō)價(jià)格要低廉一些，所以給人們的錯(cuò)覺(jué)就是日化的電容和三洋的電容差一個(gè)檔次，其實(shí)大家完全可以摒棄這個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，日化固態(tài)電容與三洋電容同樣擁有極好的電氣特性。

日化的鋁殼固態(tài)電容

富士通電容：

富士通的R5固態(tài)電容號(hào)稱軍工級(jí)固態(tài)電容，采用PVC包膜，擁有高耐壓、低容抗、低ESR等優(yōu)良特性，經(jīng)常用在服務(wù)器主板的供電穩(wěn)壓部分，與OSCON紫皮固態(tài)聚合物電容并駕齊驅(qū)，被許多玩家美譽(yù)為“素質(zhì)最好的電容“，盡管這種說(shuō)法不太科學(xué)但是仍然可以看出富士通R5固態(tài)電容的優(yōu)良電氣特性。

富士通鋁殼固態(tài)電容和PVC包膜的R5固態(tài)電容板卡其它方面也不能忽視：

電容是板卡電路中最近本的元件，其好壞與否直接影響到用戶系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以大家在選擇板卡的時(shí)候一定要注意上面元件的質(zhì)量，特別是選擇一些低價(jià)位的板卡更是要注意電氣元件的用料，因?yàn)閷?duì)于一些黑心廠商來(lái)說(shuō)利潤(rùn)主要出自那些元件當(dāng)中。

與電容相比板卡中的其他元件、輔助芯片也十分重要，因?yàn)樗鼈儾坏前蹇ǚ€(wěn)定的必要條件也是功能的基礎(chǔ)。在選購(gòu)板卡的時(shí)候看看上面的芯片，就可