在现代电子设备中，电容器是一种至关重要的元件。它们广泛应用于各类电路中，用于储存和释放电荷。本文将介绍一种新兴的电容器类型——固液混合电容器(Hybrid E-Cap)，探讨其结构、工作原理以及应用领域。
固液混合电容的定义
导电聚合物混合铝电解电容器（简称“固液混合电容器”）采用导电性聚合物与电解液融合的混合电解质，兼具导电性聚合物电解电容器与铝电解电容器的优点，性能优异。其特点有：体积小、击穿电压高、容量大、ESR低、纹波电流大、寿命长等。
固液混合电容的结构
下面比较一下常见的铝电解电容器与混合电容器的基本构造。两者的构造基本相同，最主要的区别是：
固液混合电容器使用电解液导电聚合物复合材料作为电解质。
固液混合电容的优点
固液混合电容器的最大特点是，与传统的铝电解电容器相比，它具有更低的ESR、能够通过较大的纹波电流。
更低的ESR不仅能获得较大的噪声吸收效果，还能减少因ESR而导致的能量损失，而且因能量损失而导致的自身温度上升也会较小。自身温度上升越小，电容器的寿命就越长，如果寿命相同，则ESR较低的电容器可以视为能够通过较大的电流。
下图为铝电解电容器与混合电容器的ESR频率特性比较图：
通常情况下，铝电解电容器的容量越大、体积越大，ESR越低。但是，与铝电解电容器相比，低ESR的固液混合电容器可以用更小的容量和更小的尺寸获得同等的ESR值。例如：47μF的固液混合电容器的ESR甚至可以低于330μF的传统液态铝电解电容器。
作为一个例子，我们比较了在开关电源输出滤波中使用330μF铝电解电容器和47μF固液混合电容器的效果。如下所示，使用47μF固液混合电容器可以降低输出纹波电压。此外，电容器的尺寸也可以从ø10×10.2 mm大幅缩小到ø6.3×5.8 mm。
固液混合电容的应用实例
实例1：电源
电源的输出电容器，将径向引线型220μF铝电解电容器×1+MLCC×5替换为：1个47μF固液混合电容器。混合电容器为表面贴装型，除了减少元件数量和贴装面积、实现全表面贴装外，还不使用短路故障模式的MLCC，提高了可靠性。
实例2：汽车电子
发动机ECU中，DC-DC转换器输入用的铝电解电容器，用固液混合电容器进行替代。元件数量减少了一半，PCB占用面积面积也显著减少，同时获得了更高的寿命、更好的可靠性。
结论
如上所述，混合电容器通过采用导电性聚合物，在保留了传统铝电解电容器的优点（安全性、低LC）的同时，改善了低温特性、ESR特性、高纹波等弱点。利用这些特点，在汽车和工业设备等需要安全性和可靠性的应用中，混合电容器将会得到越来越多的采用。
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