电容器用于电路中，主要是作为整流的滤波元件、直流电源的退耦元件以及音频电路中作旁路、耦合元件。正常工作时，均有一个共同点，即都会受到不同频率脉冲电压的冲击。尤其是目前开关电源广泛地应用于pc机、邮电通讯和各种视听电子设备中，为抑制开关电源所产生的噪声和高次谐波对市电造成的污染，在开关电源输人和输出回路中均采用耐大纹波电流冲击的电解电容器进行滤波。

　　为适应航天、航空各种电子设备高速发展的需要，电容器的发展趋势是小型化、轻型化和高性能化。型号缩小的同时，在能量转换线路中，有更高的纹波负载电流加于电容器上，尤其是高频脉动电流的冲击致使电容器工作温度升高，在如此严酷的环境中，要求电容器具有较低的阻抗和较小的等效串联电阻。

　　电解电容器提供了比较高的电容值，因此提供了稳定频率的比较低阻抗，它显然是低压-高纹波电流电路的比较佳选择。然而，由于能量的低效率，电解电容器的应用受到了限制。它能否广泛应用的关键在于损耗（tgS）的显著改善和应用频率的明显提高，或者说具有比目前更好的等效串联电阻（ESR）。

　　陶瓷电容器和聚合物薄膜电容器提供了极低的等效串联电阻（ESR）以及在高频共振频率（兆赫范围内）具有很低的阻抗，它显然是所有高速电路的必然选择。由于电解电容器在低温环境中阻抗较大，其应用受到限制。如果能够降低低温阻抗，电解电容器将被更广泛地应用在高负载电流设备中，比如输出滤波。

　　由于电解电容器比陶瓷电容器和聚合物薄膜电容器在高频（50kHZ）下稳定，用电解电容器代替陶瓷电容器和聚合物薄膜电容器将会改善输出滤波部分的性能和可靠性。

　　与陶瓷电容器和聚合物薄膜电容器相比，在相同容量下，电解电容器具有较小的尺寸。因而缩小了寄生行为和提高了在高能量电路中的能量转换效率。本文重点讨论电容器在较高电压和高频电路中的应用趋势。

　　能量转换技术的前景是计算机的高压终端用户。这些用户的共同特点是希望更高效的能量供给。分布式能量系统（基于48V能量而不是低能量USP系统）越来越广泛的应用显然是电信级的选择。因为极板空间正成为十分重要的问题，越来越高的开关频率的应用要求所用元器件的小型化。48V电信传输的标准化和它的延时电池反馈孕育着正在成长的小型化能量转换器系统D 1几种电容器的性能特点1.1高压聚合薄膜塑料薄膜电容器使用的介质材料是塑料薄膜，这有利于电容器小型化，并且也可在塑料薄膜上面蒸发金属膜电极，进一步缩小体积，提高比率电容。同时，在高电容量精度和纯交流以及中等电容量范围内，高、中工作电压方面该电容器的应用也很广泛。

　　1.2高压电解电容器随着普遍输人电压的提高，转换器的标准电压也在提高，铝*基金项目：国家自然科学基金资助项目（60371028）刘仲娥：女，1941年生，教授，博士生导师，主要从事功能材料和电子兀器件的研究Tel电解电容器的耐压己提升至450500V.没有其它电容器能像铝电解电容器那样能提供如此高能量的储存性能，因此电解电容器主要用于纹波电路和频率电路中。目前主要是提高电容器的寿命和纹波电流等级。高压电容器用的电解质是篼阻抗，用以避免击穿电压的产生。选择小直径复合单元低阻抗的电容器用于增加电容器的抗纹波电流能力。电压输人用的电解电容器必须保证其具有长寿命。

　　目前铝电解电容器正朝着长寿命、高CV值、高纹波、低阻抗及宽温化等方向发展。在超高压铝电解电容方面，国外已研制及630V/6800jiF，cl3l00mmX250mm的产品，国内尚无此类招电解电容器的报道。这种铝电解电容器具有大容量、单体额定工作电压篼、外形尺寸大及寿命长的特点。2003年日本Nichicon公司已生产出耐压为500V，标称电容量为100012000fiF的铝电解电容器，其耐久性在85*C下已达到5000h. 1.3中压电容器电池应用的能量系统、DC传输电压和正在成长的DC到DC转换系统，在电信中，比较普遍的是48V到5V的转换，共鸣控制的高频开关技术从200Hz到千赫，甚至发展到100万赫兹的开关频率系统。在开关频率电路中，电解电容器被陶瓷和复合薄膜电容器所取代。陶瓷和聚合薄膜电容器提供了较低ESR和阻抗。由于较高的损耗因子以及较大的ESR特性使得钽电解电容器应用于48V电路中效率不是很高，因此电解电容器目前应用于较低电压范围作为输人滤波电容器。

　　陶瓷电容器一直用于48V电压传输，它应用于高性能的DC到DC转换器上的输人滤波器。陶瓷电容器设计趋势是继续用高K材料以及降低绝缘材料的厚度来增加电容器的单位容量，使电压和电流趋于稳定。目前国产高频陶瓷电容器的介电常数已达100，损耗值小于5X10-4.多层薄膜电容器由叠层薄膜类型到真正的表面贴装演化而来。由于聚合绝缘材料没有电压和电流的依赖性，用于篼压电路中具有稳定的系统。用大电容的高稳定性薄片的聚合薄膜制作的100V、1.系列的精致超薄薄膜的电容器，其高频的ESR和ESL在电路稳定性上要比陶瓷电容器好。

　　1.4低压电解电容器由于数字电路的应用，低压区域是比较大的和比较快的需求市场。钽电容器几乎独占了用于5V输出和高强度能量供给的电容器市场，因为这是唯一的可输人滤波部分几百微法的电容器系统。由于铝电解电容器具有很高的损耗因子、有限的使用寿t命，并不适于低压能量转换系统。多层陶瓷电容器和聚合类型电容器仅限于高纹波电流、低电压电路。然而，低压lOOOfiF装置的固体钽电容器，可用于3.3V传输线。由于钽片做得更厚更密，其直流损耗提高，所以电容的增大只改善了总的ESR.为了克服多层钽片的高阻抗问题，多层片正在作成分离的片包装。无的失效和烧坏仍然是个问题。过去经常讨论到的部分熔断将使电压下降，负载电流增大。因此，为了降低ESR，钽电容器采用PPY作为电解质，将大幅度降低产品的ESR.在此着重讨论液体钽电解电容器。此种电容器自从20世纪5年代被研制出以后就被广泛地应用于滤波、旁路、耦合及退耦等电路中。由于高比容钽粉的采用和生产工艺的逐步改进，使得产品成本逐步降低，因此得到了迅速发展。特别是全密封结构的采用，彻底解决了液体钽电解电容器存在的漏液问题，提高了产品的可靠性，使之在许多特殊场合如军事、航天等领域具有其它类型电容器不可替代的地位。而且使用范围还不断向对产品可靠性要求严格的通信、工业控制等领域拓展。与其它类型的电容器相比，液体钽电容器具有以下特点：单位体积内电容量大，即比容量高。目前钽粉的比容已达到30000hF*V/g，液体钽电解电容器的比容量已超过50IVF/Cm3.国内4326厂已生产出6.3V/330CVF的产品，日本已生产出6.3V/5500/xF的产品。与其它电解电容器相比。液体钽电解电容器具有比较小的漏电流，它的漏电流值是同规格铝电解电容器的1/10.液体钽电解电容器具有长寿命的特点，并且经存储后可以立即使用。我国的几个厂家生产的液体钽电容器产品。其可靠性均达到相应的国家标准和国军标的要求。需着重指出的是，液体钽电解电容器的耐压值正在逐步提高。美国生产的液体钽电容器耐压值已达到150V，而国产的液体钽电容器的耐压值已达到160V，此类产品广泛用于航空、航天和其它自动控制的电子仪器中。由此不难看出，液体钽电解电容器有着广阔的发展前景。

　　具有聚合物电解质的铝电解电容器可在25V下获得较低的纹波电流。固体电解质系统适合SMT组装和用于再流焊的片式钽电容器，虽然其单位体积的型号和电容特性不像固钽那样好，但高频特性非常好。因此，这项技术更适合应用于将来的低压频电路。由前所述，聚合电解质系统应用于钽电容器是解决高频ESR问题的较好方法。

　　2讨论高频开关调整器需要改进输入电容器的ESR来控制系统噪声。由于输人的电压由中压变换到高压，MLC与MLP电容器是仅有的选择。在低压（高纹波电流）的输出条件下，同一电容器上很难同时获得低ESR和高负载电流。当电容器用于快速回应和篼纹波电流的电路中，电解电容器仍然是一个重要的选择。

　　另一方面，更薄的陶瓷片和聚合膜使电容器的性能向低ESR发展。在低压条件下，采用聚合物作为电解质的铝电解电容器适用于篼频低阻抗电路中。在钽电解电容器中选择聚合物的电解质可在低ESR和系统稳定电路中有更大发展。