电容器的历史与选择方法-感算商城

前言

上篇文章中，我们回顾了松下机电株式会社所销售的普通电解电容器与导电性聚合物电容器的产品发展历程及其被应用于主要设备的背景，并追溯了直至2010年代的产品历史。本文中，我们还将进一步探讨进入2020年代后支撑社会发展的尖端电子设备趋势，并解说此前介绍的本公司电容器的基本区分使用要点。

PART 01

未来电子设备的发展方向

及对电容器的要求

松下电器机电在不断满足各时代先进设备需求的过程中，广泛推出了作为普通电解电容器进化形态的导电性聚合物电容器，并扩大了其应用领域和用途范围。纵观2020年代电子设备的发展方向，特别是AI（人工智能）服务的普及和扩展备受瞩目。通过海量数据处理，基于AI的对话交互与内容生成已成为现实，今后将推进面向高阶业务代理AI、自主机器人、自动驾驶等普及的研发。为实现这些技术，预计高性能处理器的使用量将不断增加。

但另一方面，这些技术的实现将导致社会电力使用量增加，从而加剧对地球环境（如全球变暖）的担忧。因此，作为对策，我们正在积极推动向以可再生能源为主体的社会转型。通过构建不使用化石燃料、在可再生能源发电、蓄电池和电动汽车间循环利用电能的系统，减少导致地球环境恶化的二氧化碳排放量，实现可持续发展社会。在如此背景下，构成该生态系统的个别电子设备正在愈发积极地推进节能与资源节约举措，更高效的功率半导体（SiC/GaN）和更高可靠性的零部件应用范围在不断扩大。

为实现支撑2020年代社会发展的这些电子设备的目标性能，需要在比以往更严苛的使用环境下开发出满足性能、品质和尺寸等改善要求的电容器。松下电器机电的导电性聚合物电容器，正是为满足2020年代这类尖端电子设备需求而研发的产品，并将持续为支撑未来社会的电子设备提供关键保障。

图表　松下电器机电的导电性聚合物电容器产品推出与应用拓展总结

PART 02

普通电解电容器和

导电性聚合物电容器的选择方法

在俯瞰历史层面后，接下来将基于之前的内容，对普通电解电容器和导电性聚合物电容器的基本区分使用要点进行解说。

2-1

电气特性与尺寸

在选定电容器时，需综合评估电气特性、尺寸、可靠性和成本等各项要求，其中最重要的是电气特性和尺寸。为实现设备所需的性能和尺寸，首先需筛选出满足这些要求的电容器。对于不需要高性能和高功能的设备，由于使用的半导体电流较小，因此对电容器的电气特性和尺寸要求并不严苛。因此，可使用低成本的普通电解电容器。另一方面，若是需要高性能和高功能的设备，由于半导体电流增大，在电气特性方面尤其需要低ESR（等效串联电阻）的电容器。普通电解电容器难以满足此要求，因此需使用导电性聚合物电容器。※

※ 在使用对电压波动敏感的半导体的0.xV～100V电路中，对两者进行比较。含与陶瓷电容器并用的场景。

作为导电性聚合物电容器产品的区分使用，当安装空间（面积、高度）充足时，宜选用OS-CON或Hybrid；当安装空间受限时，宜选用SP-Cap或POSCAP。特别是尖端的高性能设备，由于需要集成大量电路且对小型化有较高要求，电容器安装空间（面积、高度）被极度压缩，因而SP‑Cap和POSCAP 的应用趋势愈发凸显。

由于各产品的额定值差异，其适用的电路电压和电流范围也有所不同（如下图所示），特别是近年来，随着AI实用化的进展，不仅数据中心，而且在安装空间受限的信息终端中，为了执行AI功能，处理器也在不断向高性能化发展，因而导电性聚合物电容器的应用机会显著增加。

图表　基于电路电压和电流的区分使用

2-2

可靠性与成本

在筛选出满足电气特性和尺寸要求的电容器后，需考虑满足所需可靠性和成本的电容器。普通电解电容器若能满足电气特性与尺寸方面的条件，则其在成本上便是优选。但是，在车载及工业设备领域，当对使用温度和设备寿命的要求极为严苛时，普通电解电容器可能会被判定为无法满足需要。此外，在某些情况下，作为故障风险，普通铝电解电容器存在漏液、干涸等问题，普通钽电解电容器则有自燃隐患，因此在某些场合会被工程师刻意规避选用。导电性聚合物电容器则经常在这样的状况下被选用。这是因为它在温度特性和可靠性方面具有比普通电解电容器更稳定的特性。

特别是近年来，导电性聚合物电容器的应用场景正加速拓展：不仅在车载设备领域，在IoT（物联网）、边缘计算、机器人等领域，户外使用场景日益增多；在信息通信设备领域，出于对可持续性要求的提升，设备被期望实现比以往更长期的稳定运行。