深入探讨兴安盟矿用变压器的种类和作用

编辑：兴安盟矿用变压器厂家 日期：2019-03-22 人气：356

深入探讨兴安盟矿用变压器的种类和作用

你知道显卡为什么会花屏吗？

没错，你肯定听说过“主板爆浆”，或者你还在对商家唾沫横飞的“专业分析”深信不疑？但您知道“爆浆”为什么会发生，而爆浆产生的环境、条件、原理又是如何？

你可能也被主板或显卡花屏所困惑，你知道罪魁祸首很可能是那个最不起眼的兴安盟矿用变压器吗？

当睡在你上铺的兄弟告诉你“铝兴安盟矿用变压器就是比电解兴安盟矿用变压器好，OSCON兴安盟矿用变压器比铝兴安盟矿用变压器好”，而你为此对他丰富的硬件知识佩服不已的时候，你是否会怀疑，这句话其实相当于：“摩托罗拉手机就是比GSM的手机好”——因为OSCON兴安盟矿用变压器其实是铝兴安盟矿用变压器的一种，而铝兴安盟矿用变压器又是电解兴安盟矿用变压器的一种。虽然这很可笑，但是你听不出来，因为你不像了解手机那样了解兴安盟矿用变压器。

当你告诉他铝兴安盟矿用变压器其实就是电解兴安盟矿用变压器的一种，甚至他推崇有加的钽兴安盟矿用变压器其实也是他最看不上的“电解兴安盟矿用变压器”的一种的时候，您一定能让你上铺那位兄弟感到尴尬。但真理是越辨越明，你有丰富的知识，那他只能选择沉默。而事实并不仅仅如此，当你看完本文后，能被你搞沉默的人绝对不止上铺那位兄弟，也许还包括那些试图玩点猫腻的奸商——在中国能做到这点就很NB了。

因为我们相信你并不是那种仅仅满足于用半瓶子醋的DIY知识骗几个MM和菜鸟的“DIY玩家”，所以我们很真诚地邀请您阅读这篇有史以来IT媒体中最专业的关于兴安盟矿用变压器的文章。

请相信，我们不是在忽悠。

在开始之前我们还是先向大家介绍一下本文的行文格式。为了方便大家阅读，本文由PCPOP编辑——小地，和业内资深的硬件专业人士——华巨先生以对话的形式进行。本文的主体内容均由华巨先生提供。

小地：OK，华巨先生，先向我们介绍一下，什么是兴安盟矿用变压器？

兴安盟矿用变压器是最基本的电子元器件

华巨：兴安盟矿用变压器就是两块导体中间夹着一块绝缘体构成的电子元件，就像三明治一样。兴安盟矿用变压器是电子设备中最基础也是最重要的元件之一。兴安盟矿用变压器的产量占全球电子元器件产品（其它的还有电阻、等）中的40%以上。基本上所有的电子设备，小到闪盘、数码相机，大到航天飞机、火箭中都可以见到它的身影。作为一种最基本的电子元器件，兴安盟矿用变压器对于电子设备来说就象食品对于人一样不可缺少。

小小一颗兴安盟矿用变压器却是一个国家工业技术能力的完全体现，尤其是高档兴安盟矿用变压器所代表的是本国精密加工、化工、、材料、基础研究的水平（美国、日本是世界上兴安盟矿用变压器设计研究能力最高的两个国家）大家千万别小看它，其高档产品的设计制造要求甚至不亚于CPU。同样是这棵不起眼的兴安盟矿用变压器，上到神五，下到U盘，可以说有 电源的地方就有它。

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兴安盟矿用变压器是无处不在的

兴安盟矿用变压器的用途非常多，主要有如下几种：

1．流：作用是阻止直流通过而让交流通过。

2．旁路（去耦）：为交流电路http://xuchang.cybxgg.com/中某些并联的元件提供低阻抗通路。

3．耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路

4．：这个对DIY而言很重要显卡上的兴安盟矿用变压器基本都是这个作用。

5．温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。

6．计时：兴安盟矿用变压器器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。

7．调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。

8．整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

9．储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。（如今某些兴安盟矿用变压器的储能水平已经接近锂电池的水准，一个兴安盟矿用变压器储存的电能可以供一个手机使用一天。

小地总结：看完这章，大家可能开始对兴安盟矿用变压器感兴趣了。

小地：看完上一章之后我们对兴安盟矿用变压器已有了基本的了解，那现在我们再深入一点，请介绍一下如今兴安盟矿用变压器的种类好吗？我们常听说什么铝兴安盟矿用变压器，钽兴安盟矿用变压器……，能不能为我们系统地介绍一下兴安盟矿用变压器的分类呢？

华巨：刚才我们说过，兴安盟矿用变压器就是两块导体（阴极和阳极）中间夹着一块绝缘体（介质）构成的电子元件。兴安盟矿用变压器的种类首先要按照介质种类来分。这当中可分为无机介质兴安盟矿用变压器器、有机介质兴安盟矿用变压器器和电解兴安盟矿用变压器器三大类。不同介质的兴安盟矿用变压器，在结构、成本、特性、用途方面都大不相同。

陶瓷兴安盟矿用变压器常用在超器件例如GPU上

无机介质兴安盟矿用变压器器：包括大家熟悉的陶瓷兴安盟矿用变压器以及云母兴安盟矿用变压器，在CPU上我们会经常看到陶瓷兴安盟矿用变压器。陶瓷兴安盟矿用变压器的综合性能很好，可以应用GHz级别的超器件上，比如CPU/GPU。当然，它的价格也很贵。

有机介质兴安盟矿用变压器器：例如兴安盟矿用变压器器，这类兴安盟矿用变压器经常用在音箱上，其特性是比较精密、耐高温高压。

双电层兴安盟矿用变压器器：这种兴安盟矿用变压器的兴安盟矿用变压器量特别大，可以达到几百f（f=法，兴安盟矿用变压器量单位，1f=1000000μf）。因此这种兴安盟矿用变压器可以做UPS的电池用，作用是储存电能。说句题外话，如果把地球算做一个孤立导体的话，那么它的容量只有700μf，还不如主板上用的一个铝兴安盟矿用变压器。

电解兴安盟矿用变压器器：由于主板、显卡等产品使用的基本都是电解兴安盟矿用变压器，因此这是我们要讲的重点。大家熟悉的铝兴安盟矿用变压器，钽兴安盟矿用变压器其实都是电解兴安盟矿用变压器。如果说兴安盟矿用变压器是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话，那么电解兴安盟矿用变压器器又在整个兴安盟矿用变压器产业中占据了半壁江山。我国电解兴安盟矿用变压器年产量300亿只，且年平均增长率高达30%，占全球电解兴安盟矿用变压器产量的1/3以上。

大家别小看电解兴安盟矿用变压器，它其实是一个国家的工业能力和技术水平的反映。世界上最先进的电解兴安盟矿用变压器的设计和生产国是美国和日本，顶级的电解兴安盟矿用变压器器的生产工艺要求非常高，别看我国电解兴安盟矿用变压器产量这么高，可是各项核心技术都掌握在其它国家手里，我国也就能算来料加工的“世界工厂”而已，自主力量还很薄弱，并且生产的产品也都以低档的为主。

小地总结：知道兴安盟矿用变压器的分类后，至少你不会再说什么“铝兴安盟矿用变压器比电解兴安盟矿用变压器好”一类的鬼话了。

小地：我认为电解兴安盟矿用变压器和DIY玩家的关系最密切，那么，请继续为我们介绍它吧。

华巨：在了解兴安盟矿用变压器的分类后，我想大家已经知道，和DIY玩家最切实相关的还属电解兴安盟矿用变压器，所以我们接下来主要讲的也是它。首先让我们了解一下电解兴安盟矿用变压器的性能特点，这样我们才能清楚为什么主板、显卡以及几乎所有的计算机设备里面都使用到了电解兴安盟矿用变压器：

电解兴安盟矿用变压器器特点一：单位体积的兴安盟矿用变压器量非常大，比其它种类的兴安盟矿用变压器大几十到数百倍。

电解兴安盟矿用变压器器特点二：额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f（但不能和双电层兴安盟矿用变压器相比）。

电解兴安盟矿用变压器器特点三：价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解兴安盟矿用变压器的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解兴安盟矿用变压器的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。

目前，新型的电解兴安盟矿用变压器发展的非常快，某些产品的性能已达到无机兴安盟矿用变压器器的水准，电解兴安盟矿用变压器正在替换某些无机和有机介质兴安盟矿用变压器器。电解兴安盟矿用变压器的使用范围相当广泛，基本上，有电源的设备都会使用到电解兴安盟矿用变压器。例如通讯产品，数码产品，汽车上音响、发动机、ABS、GPS、电子喷油系统以及几乎所有的家用电器。由于技术的进步，如今在小型化要求较高的军用电子对抗设备中也开始广泛使用电解兴安盟矿用变压器。

小地总结：有电源的地方就有电解兴安盟矿用变压器，它价格便宜，使用在几百上千元的主板、显卡上是再合适不过了。

小地：电解兴安盟矿用变压器如何分类？我们常听一些“高手”说“兴安盟矿用变压器比电解兴安盟矿用变压器好”，“钽兴安盟矿用变压器比兴安盟矿用变压器好”之类的话。能否为我们系统地介绍一下电解兴安盟矿用变压器的分类，以及优劣关系呢？

华巨：电解兴安盟矿用变压器的分类，传统的方法都是按阳极材质，比如说铝或者钽。所以，电解兴安盟矿用变压器按阳极分，为以下几种：

1．兴安盟矿用变压器。不管是SMT工艺的（上图左，就是大家说的“兴安盟矿用变压器”，识别方式是底坐有黑色橡胶），还是直插式的，或者有塑料表皮的（上图右就是直插式有塑料表皮的，这个被很多人认为是“电解兴安盟矿用变压器”），只要它们的阳极材质是铝，那么他们就都叫做兴安盟矿用变压器。兴安盟矿用变压器的封装方式和兴安盟矿用变压器的品质本身并无直接联系，兴安盟矿用变压器的性能只取决于具体型号，这个我们后面会详细说明。

紫色的是SANYO OSCON TCNQ系列高档兴安盟矿用变压器，采用直插封装

2．钽电解兴安盟矿用变压器。阳极由钽构成，就是那种我们在显卡上一见到就会惊呼“这个显卡做工真不错！”的那种黄色或黑色小颗粒。目前很多钽电解兴安盟矿用变压器都用式安装，其外壳一般由树脂封装（采用同样封装的也可能是兴安盟矿用变压器）。但是，钽兴安盟矿用变压器的阴极也是电解质，所以很不幸的，它也是大家十分瞧不起的“电解兴安盟矿用变压器”的一种。（有种晴天霹雳的感觉吧？）。

需要提及的是，兴安盟矿用变压器和钽电解兴安盟矿用变压器不是由封装形式决定的。像上图的黄色与黑色小方块，通常我们认为其是钽电解兴安盟矿用变压器，但实际其阳极也有可能是铝，也就是说它们也有可能是铝兴安盟矿用变压器而不是钽兴安盟矿用变压器。（第二个晴天霹雳！？）

是否有橡胶底坐，是判断SMT与直插封装的主要依据

3。铌电解兴安盟矿用变压器。这种兴安盟矿用变压器如今已经用的比少，所以就不多介绍了。

以往传统的看法是钽兴安盟矿用变压器性能比铝兴安盟矿用变压器好，因为钽兴安盟矿用变压器的介质为阳极氧化后生成的五氧化二钽，它的介电能力（通常用ε表示）比铝兴安盟矿用变压器的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽兴安盟矿用变压器的体积能比铝兴安盟矿用变压器做得更小。（电解兴安盟矿用变压器的兴安盟矿用变压器量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下，介电能力越高，体积就可以做得越小，反之，体积就需要做得越大）再加上钽的性质比较稳定，所以通常认为钽兴安盟矿用变压器性能比铝兴安盟矿用变压器好。

但这种凭阳极判断兴安盟矿用变压器性能的方法已经过时了，目前决定电解兴安盟矿用变压器性能的关键并不在于阳极，而在于电解质，也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解兴安盟矿用变压器，其性能也大不相同。采用同一种阳极的兴安盟矿用变压器由于电解质的不同，性能可以差距很大，总之阳极对于兴安盟矿用变压器性能的影响远远小于阴极。

小地总结：大家现在再去看看显卡，眼光可能会有些不同了。

小地：现在我们来了解一下兴安盟矿用变压器的阴极。

华巨：阴极材料是兴安盟矿用变压器的另一个极板，阴极也就是兴安盟矿用变压器的电解质。兴安盟矿用变压器的阴极目前基本有如下几种：

1．电解液。电解液是最传统的电解质，电解液是由GAMMA丁内酯有机溶剂加弱酸盐兴安盟矿用变压器质经过加热得到的。我们所见到的普通意义上的兴安盟矿用变压器的阴极，都是这种电解液。使用电解液做阴极有不少好处。首先在于液体与介质的接触面积较大，这样对提升兴安盟矿用变压器量有帮助。其次是使用电解液制造的电解兴安盟矿用变压器，最高能耐260度的高温，这样就可以通过波峰焊（波峰焊是SMT安装的一道重要工序），同时耐压性也比较强。此外，使用电解液做阴极的电解兴安盟矿用变压器，当介质被击穿的后，只要击穿电流不持续，那么兴安盟矿用变压器能够自愈。但电解液也有其不足之处。首先是在高温环境下容易挥发、渗漏，对寿命和稳定性影响很大，在高温高压下电解液还有可能瞬间汽化，体积增大引起爆炸（就是我们常说的爆浆）；其次是电解液所采用的离子导电法其导电率很低，只有0.01S（电导率，欧姆的倒数）/CM，这造成兴安盟矿用变压器的ESR值（等效串联电阻）特别高。

液兴安盟矿用变压器爆浆

传统液兴安盟矿用变压器都有防爆槽，这是为了让压力容易被释放，不会发生更大的爆炸。但某些产品为了节约成本省去了防爆槽的工序。

2. 二氧化锰。二氧化锰是钽兴安盟矿用变压器所使用的阴极材料。二氧化锰是固体，传导方式为电子导电，导电率是电解液离子导电的十倍（0.1S/CM），所以ESR比电解液低。所以，传统上大家觉得钽兴安盟矿用变压器比铝兴安盟矿用变压器好得多，同时固体电解质也没有泄露的危险。此外二氧化锰的耐高温特性也比较好，能耐的瞬间温度在500度左右。二氧化锰的缺点在于在极性接反的情况下容易产生高温，在高温环境下释放出氧气，同时五氧化二钽介质层发生晶质变化，变脆产生裂缝，氧气沿着裂缝和钽粉混合发生爆炸。另外这种阴极材料的价格也比较贵。（和液兴安盟矿用变压器相比，虽然都是爆炸，可原理却不一样，有多少人能注意到这点呢？）

传统上认为钽兴安盟矿用变压器比铝兴安盟矿用变压器性能好 主要是由于钽加上二氧化锰阴极助威后才有明显好于液兴安盟矿用变压器的表现。如果把液兴安盟矿用变压器的阴极更换为二氧化锰， 那么它的性能其实也能提升不少。

3．接下来我们就要引出一种革命性的阴极——TCNQ。TCNQ是一种有机半导体，是一种络合盐。TCNQ在兴安盟矿用变压器方面的应用，是在90年代中后期才出现的，它的出现代表着电解兴安盟矿用变压器技术革命的开始。TCNQ是一种有机半导体，因此使用TCNQ的兴安盟矿用变压器也叫做有机半导体兴安盟矿用变压器，例如早期的三洋OSCON产品。TCNQ的出现，使电解兴安盟矿用变压器的性能可以直接挑战传统陶瓷兴安盟矿用变压器霸占的很多领域，使电解兴安盟矿用变压器的工作频率由以前的20KHZ直接上升到了1MHZ。TCNQ的出现，使过去按照阳极划分电解兴安盟矿用变压器性能的方法也过时了。因为即使是阳极为铝的兴安盟矿用变压器，如果使用了TCNQ作为阴极材质的话，其性能照样比传统钽兴安盟矿用变压器（钽+二氧化锰）好得多。TCNQ的导电方式也是电子导电，其导电率为1S/CM，是电解液的100倍，二氧化锰的10倍。

紫色为TCNQ兴安盟矿用变压器（SANYO）

使用TCNQ作为阴极的有机半导体兴安盟矿用变压器，其性能非常稳定，也比较廉价。不过它的热阻性能不好，其熔解温度只有230 -240摄氏度 ，所以有机半导体兴安盟矿用变压器一般很少用SMT工艺制造，因为无法通过波峰焊工艺，所以我们看到的有机半导体兴安盟矿用变压器基本都是插件式安装的。TCNQ还有一个不足之处就是对环境的污染。由于TCNQ是一种氰化物，在高温时容易挥发出剧毒的氰气，因此在生产和使用中会有限制。

4．如果说TCNQ是电解兴安盟矿用变压器革命的开始的话，那么真正的革命的主角当属PPY（聚吡咯）以及PEDT这类固体聚合物导体。

著名的SANYO OSCON SVP系列铝固体聚合物导体兴安盟矿用变压器

70年代末人们发现，使用搀杂法可以获得优良的导电聚合物材料，从而引发了一场聚合物导体的技术革命。1985年，小日本首次开发了聚吡咯膜，如果使用复合法的话，可以使其导电率达到铜和银的水平，但它又不是金属而相当于工程塑料，附着性比金属好，同时价格也比铜和银低很多，此外，在受力情况下，其导电率还会产生变化（其特性很像人的神经系统）。这无疑是兴安盟矿用变压器研发者梦寐以求的阴极材质。2000年，美国人因为发明了大规模制造PPY聚吡咯膜的方法，而获得了当年的诺贝尔化学奖，其重要性可见一斑。聚吡咯的用途非常广泛，从隐形战斗机到人工手，以及显示器和电池、兴安盟矿用变压器等等。聚吡咯的研发实力，可以反映出一个国家的化学水平，而我国的西安交通大学和成都电子科技大学在这方面比较突出。

三洋CVEX 固体聚合物导体+电解液混合兴安盟矿用变压器 注意防爆槽

使用PPY聚吡咯和PEDT做为阴极材料的兴安盟矿用变压器，叫做固体聚合物导体兴安盟矿用变压器。其电导率可以达到100S/CM，这是TCNQ盐的100倍，是电解液的10000倍，同时也没有污染。固体聚合物导体兴安盟矿用变压器的温度特性也比较好，可以忍耐300度以上的高温，因此可以使用SMT工艺安装，也适合大规模生产。固体聚合物导体兴安盟矿用变压器的安全性较好，当遇到高温的时候，电解质只是熔化而不会产生爆炸，因此它不像普通液兴安盟矿用变压器那样开有防爆槽（三洋有一种CVEX兴安盟矿用变压器，阴极为固体聚合物导体加电解液的混合型，因此也有防爆槽）。固体聚合物导体兴安盟矿用变压器的缺陷在于其价格相对偏高，同时耐电压性能不强。

GF 6800U使用的CHEMICON PS/16V兴安盟矿用变压器 无防爆槽

最新锐的GF 6800 Ultra显卡，在NVIDIA公版上就使用了CHEMICON PS/16V固体聚合物导体兴安盟矿用变压器。我看到有些“高手”对此不屑一顾，说16V算什么？确实，和使用电解液为阴极的兴安盟矿用变压器相比，16V确实不算什么。但是在16伏特电压下，它的ESR性能不是一般的电解液兴安盟矿用变压器所能达到的，因此才被应用到GF 6800 Ultra这样的顶级显卡上。

小地：使用不同的阳极和阴极材料可以组合成多种规格的电解兴安盟矿用变压器，是吗？

华巨：是这样的。基本上所有组合都可以。例如钽电解兴安盟矿用变压器也可以使用固体聚合物导体做为阴极，而兴安盟矿用变压器既可以使用电解液，也可以使用TCNQ、PPY和PEDT等等。现在新型的钽兴安盟矿用变压器也采用了PPY和PEDT这类固体聚合物导体做阴极，因此性能进步很多，也没有以往二氧化锰阴极易爆炸的危险。如今最好的钽聚合物兴安盟矿用变压器的ESR可以达到5毫欧姆。这类性能高、体积小的钽聚合物兴安盟矿用变压器一般使用手机、数码相机等一些对体积要求较高的设备上。

小地：你刚才提到了有些兴安盟矿用变压器不适合SMT工艺，请问是否使用SMT，对性能会带来什么影响？

华巨：无论是插件还是式的安装工艺，兴安盟矿用变压器本身都是直立于PCB的，根本的区别方式是SMT工艺安装的兴安盟矿用变压器，有黑色的橡胶底座。SMT的好处主要在于生产方面，其自动化程度高，精度也高，在运输途中不像插件式那样容易受损。但是SMT工艺安装，需要波峰焊工艺处理，兴安盟矿用变压器经过高温之后可能会影响性能，尤其是阴极采用电解液的兴安盟矿用变压器，经过高温后电解液可能会干枯。插件工艺的安装成本低，因此在同样成本下，兴安盟矿用变压器本身的性能可以更好一些。由于欧美工厂的机械成本低而人工比较贵，所以大部分倾向于SMT制造。而国内工厂的人工较便宜，所以厂商更愿意使用插件式安装。

在性能方面，插件式兴安盟矿用变压器对频率的适应性差一些，不过不到500MHz以上的频率是很难体现出差异的。使用插件式安装的兴安盟矿用变压器中也有很好的产品，例如CHEMICON的PS系列有一部分就是使用插件式的。

主板上的兴安盟矿用变压器大多有“皮”

小地：有塑料外皮的兴安盟矿用变压器和没有外皮的铝壳兴安盟矿用变压器，性质上有什么区别吗？为什么主板上大都使用前者？

新款主板开始使用铝聚合物高档兴安盟矿用变压器

华巨：所有的直立式兴安盟矿用变压器都是铝壳兴安盟矿用变压器。只不过有一部分兴安盟矿用变压器外面包了PVC，这样对温度的适应性会好一点，但是这样做会污染环境，所以现在的兴安盟矿用变压器都很少使用了。从成本上将，有塑料外皮的兴安盟矿用变压器对铝壳要求低，成本会低一些。主板产品因为面积大，可以用稳压电源，这样开关频率相对较低，所以没必要太好的兴安盟矿用变压器，而显卡因为面积小，对兴安盟矿用变压器要求就高。不过现在很多新款主板也开始用比较高档的兴安盟矿用变压器了。