电解电容选型必须关注的6个重要指标你知道吗?
栏目:新闻中心 发布时间:2021-06-08 09:50

  电解电容器是开合电源中一次和二次回道滤波电道中最紧张的器件之一。通俗,电解电容器的等效电道可能以为是理思电容器与寄生电感、等效串联电阻的串联,如图1所示。

  有目共见,开合电源是当今讯息家电配置的要紧电源,为电子配置幼型简捷化作出不行褪色的奉献。开合电源持续的幼型化、轻量化和高作用,正在电子配置中操纵量越来越大,普及率越来越高。相应的就恳求电解电容器幼型大容量化,耐纹波电流,高频低阻抗化,高温度龟龄命化和更适宜高密度拼装。

  因为电解电容器大批采用卷绕构造,很容易放大概积,因而单元体积电容量相当大,比其它电容大几倍到几十倍。然则大电容量的获取是以体积的放大为价值的,摩登开合电源恳求越来越高的作用,越来越幼的体积,因而,有需要寻求新的治理法子,来得回大电容量、幼体积的电容器。

  (3)变换器多采用升压电道,因而恳求耐高压的铝电解电容器。云云一来,诈欺以往本领造作的铝电解电容器,因为要招揽比以往更大的脉动电流,不得不拣选大尺寸的电容器。结果,使电源的体积雄伟,难以用于幼型化的电子配置。为明了决这些困难,务必探索与开采一种新型的电解电容器,体积幼、耐高压,而且应承流过大宗高频脉冲电流。其它,这种电解电容器,正在高温境遇下处事,处事寿命还须斗劲长。

  正在开合电源计划流程中,不行避免地要挑选实用的电容。就100F以上的中、大容量产物来说,由于铝电解电容的价钱低贱,于是,迄今操纵的最为普遍。然则, 比来几年却爆发了明显转移,避免操纵铝电解电容的情景正正在添加。显露这种转移的一个缘故是,铝电解电容的寿命往往会成为一共配置的软弱合节。电源模块造作厂家的工程师展现:“看待铝电解电容这种寿命有限的元件,假如可能不消, 就尽量不要采用。”由于铝电解电容内部的电解液会蒸发或发作化学转移,导致静电容量删除或等效串联电阻(ESR)增大, 跟着岁月的推移,电容机能确定会劣化。

  电解电容器的寿命与电容器长久处事的境遇温度有直接联系,温度越高,电容器的寿命越短。普及的电解电容器正在境遇温度为90℃时依然损坏。然则现正在有许多品种的电解电容器的处事境遇温度依然很高正在境遇温度为90℃,通过电解电容器的换取电流和额定脉冲电流的比为0.5时,寿命如故为10000h,然则假如温度上升到95℃时,电解电容器即依然损坏。因而,正在拣选电容器的光阴,该当依据的确的境遇温度和其它的参数量标来选定,假如纰漏了境遇温度对电容器寿命的影响,那么电源处事的牢靠性、不变性将大大消浸,乃至损坏配置和仪器。就寻常情景而言,五星体育体育网,电解电容器处事正在境遇温度为80℃时,寻常能到达10000h寿命的恳求。

  另一方面,电解电容器的寿命还与电容器长岁月处事的换取电流与额定脉冲电流(寻常是指正在85℃的境遇温度下测试值,然则有少许耐高温的电解电容器是正在125℃时测试的数据)的比值相合。寻常说来,这个比值越大,电解电容器的寿命越短,当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时,电解电容器寻常都依然损坏。于是,电解电容器有它的安闲处事区,看待寻常使用,当换取电流与额定脉冲电流的比值正在3.0倍以下时,看待寿命的恳求依然餍足。境遇温度和纹波电流对电解电容器的影响如图2所示。

  看待中幼输出功率开合电源的处事频率除少数因价钱束缚而仍采用20~40kHz表,大大批均正在50kHz以上;DC/DC电源模块群多正在300kHz以上;大功率开合电源的开合频率受主开合(寻常采用IGBT)的开合速率束缚而寻常正在20~40kHz。尽量开合频率有所区别,然则开合电源的输出整流滤波电容器的感化基础无别,要紧是通过诈欺滤波电容器招揽开合频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。

  正在开合电源输出端用的滤波电容,与工频电道当选用的滤波电容并不相似,正在工频电道顶用作滤波的普及电解电容器,其上的脉动电压频率仅有100Hz,充放电岁月是毫秒数目级,为得回较幼的脉动系数,须要的电容量高达数十万微法,所以寻常低频用普及铝电解电容器造作标的是以普及电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及走电流是判别其优劣的要紧参数。正在开合稳压电源中行动输出滤波用的电解电容器,因为大大批的开合电源处事正在方波或矩形波的形态,含有及其丰饶的高次谐波电压与电流,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,乃至数十兆赫,它的恳乞消浸频使用时区别,电容量并不是要紧目标,权衡它口角的则是它的阻抗频率性情,如图3所示。

  由图可知,跟着频率的升高,容抗低浸、感抗上升,容抗等于感抗并彼此抵消时的频率为铝电解电容器的谐振频率,这时的阻抗最低,仅剩下ESR。假如ESR为零,则这时的阻抗也为零;频率络续上升,感抗首先大于容抗,当感抗亲近于ESR时,阻抗频率性情首先上升,呈感性,从这个频率首先以上的频率下电容器岁月上便是一个电感。因为造作工艺的缘故,电容量越大,寄生电感也越大,谐振频率也越低,电容器呈感性的频率也越低。这就恳求它正在开合稳压电源的处事频段内要有低的等效阻抗,同时,看待电源内部,因为半导体器件首先处事所发作高达数百千赫的尖峰噪声,亦能有优良的滤波感化,寻常低频用普及电解电容器正在10kHz把握,其阻抗便首先闪现感性,无法餍足开合电源操纵恳求。

  用于开合稳压电源输出整流的电解电容器,恳求其阻抗频率性情正在300kHz乃至500kHz时仍不闪现上升趋向。电解电容器ESR较低,能有用地滤除开合稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。而普及电解电容器正在100kHz后就首先闪现上升趋向,用于开合电源输出整流滤波成果相对较差。笔者正在实践中出现,普及CDII型中4700F,16V电解电容器,用于开合电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700F,16V高频电解电容器的低,同时普及电解电容器温升相对较高。当负载为突变情景时,用普及电解电容器的瞬态反响远不如高频电解电容器。

  开合电源为了高作用而普及了处事频率的高频化,稀少是幼型高输出开合电源中输入滤波用电容器恳求高纹波性,输出端低阻抗化。要使输出滤波用电容器正在高频下低阻抗化,务必消浸等效串联电阻。

  影响电解电容器机能的最要紧的参数之一便是纹波电流题目。纹波电流对铝电解电容器的影响要紧是正在ESR上发作功耗使铝电解电容器发烧,进而缩短操纵寿命。从性情弧线)可能看到,纹波电流正在ESR上发作的损耗与纹波电流有用值的平方成正比,所以跟着纹波电流的添加,幼时寿命弧线好像于扔物线函数弧线。消浸纹波电流的形式可能采用较大容量的铝电解电容器,终于大容量铝电解电容器可秉承的纹波电流比幼容量的铝电解电容器大;也可能采用多只幼容量铝电解电容器的并联形式,还可能选用纹波电流低的电道拓扑构造。寻常而言,反激式变换器发作的开合变换电流相对最大。表1是种种开合变换器电道拓扑的直流电流、整流滤波的纹波电流、开合变换电流和滤波电容上的总纹波电流。

  就平板电视来说,为了能秉承大电流,就须要进一步消浸电容的ESR。其缘故是,正在数字配置中,跟着成效的添加,电道的电流有越来越大的趋向。看待正在液晶电视中举行MPEG编解码处事的图像管造电道来说,2006年一块芯片中电源电道的电流约为3A。据相合人士预测称,为了应对全H D (全高清等恳求而增大电道的界限今后,芯片中的电流将添加到5A 把握,况且正在2008 年前后将会到达8A~9A。

  假如ESR幼,则正在有大电流活动时,电容输出电压的低浸量也幼。伴跟着电流增大而来的消浸ESR的恳求,有或者成为推动电容调换历程的要紧缘故。相看待铝电解电容快要1的ESR来说,多层陶瓷电容的ESR很幼,还不到10m。导电性高分子电容的ESR通俗为几十m,ESR斗劲幼的则正在10m以下。铝电解电容也正在开采ESR斗劲幼的品, 其ESR约莫是寻常产物的1/2~1/3。

  开合电源是一种采用开合式负责的直流稳压电源,它以幼型、轻量和高作用的特征被普遍使用于种种通讯配置、家用电器、预备机及其终端配置。行动输入滤波和滑润感化的铝电解电容器,它的质料和牢靠性直接影响到开合电源的牢靠性。一朝铝电解电容器失效,就会导致开合稳压电源的障碍。

  开合稳压电源用铝电解电容器的失效形式有击穿失效、开道失效、漏液失效及电参数超差失效。此中击穿失效又分为介质击穿和热击穿,看待大功率和大电流输出的开合电源用电解电容器,热击穿失效常占必然比例;电腐化导致铝引出条断裂和电容器芯子干枯,使开合稳压电源用铝电解电容器开道失效的要紧失效形式;漏液是开合稳压电源用铝电解电容器常见的失效形式,因为操纵境遇及处事形态较冷酷,常爆发漏液失效;开合稳压电源用铝电解电容器正在操纵中最常见的失效形式是电容量删除、走电流增大及损耗角正切值增大。

  正在电子线道中电解电容器是必不行少的,况且,跟着电子配置的幼型化,越来越恳求电解电容用拥有更好的频率性情、更低ESR、更低阻抗、 更低ESL,更高耐压机能、无铅化,这也是电解电容器此后的发扬目标。幼型化、大容量化的电容器可能通过操纵铌、钛等新型介电原料及构造方面的改善来到达。而低ESR、低ESL化可能通过新型电解质的开采优化工艺及构造来实行,同时产物将向更高的电压目标发扬。正在发扬日眉月异的讯息本领范围,电容器将永远是要害元件之一,咱们将使用新本领、新原料持续地开采出适应讯息时期需求的高机能电容器。