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怎么选择合适的铝電(diàn)解電(diàn)容器?

  • 分(fēn)类:行业动态
  • 发布时间:2022-10-06
  • 访问量:{19

怎么选择合适的铝電(diàn)解電(diàn)容器?

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電(diàn)路系统性能(néng)的稳定可(kě)靠,与选用(yòng)的元器件参数、等级、质量等密切相关。铝電(diàn)解電(diàn)容器选型要结合产品应用(yòng)环境以及電(diàn)性能(néng)的要求,准确提出对铝電(diàn)解電(diàn)容参数的具體(tǐ)要求

选型要点主要有(yǒu):容量,耐压,温度范围,元件封装形式与尺寸、纹波電(diàn)流、纹波電(diàn)压、漏電(diàn)流、ESR、散逸因数、阻抗/频率特性、電(diàn)容寿命、实际需要、性能(néng)和成本等综合考量。

铝電(diàn)解電(diàn)容本體(tǐ)上标有(yǒu)的容量和耐压,这两个参数是很(hěn)重要,是选用(yòng)電(diàn)容基本的内容。在实际電(diàn)容选型中,对電(diàn)流变化节奏快的地方要用(yòng)容量较大的電(diàn)容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和體(tǐ)积可(kě)能(néng)会上升,另外,電(diàn)容越大充電(diàn)電(diàn)流就越大,充電(diàn)时间也会越長(cháng),要结合实际应用(yòng)去考虑。

额定工作電(diàn)压:在规定的工作温度范围内,電(diàn)容長(cháng)期可(kě)靠地工作,它能(néng)承受的zui大直流電(diàn)压。在交流電(diàn)路中,要注意所加的交流電(diàn)压zui大值不能(néng)超过電(diàn)容的直流工作電(diàn)压值。常電(diàn)容在電(diàn)路中实际要承受的電(diàn)压不能(néng)超过它的耐压值。在滤波電(diàn)路中,電(diàn)容的耐压值不要小(xiǎo)于交流有(yǒu)效值的1.42倍。另外还要注意的一个问题是工作電(diàn)压裕量的问题,一般来说要在15%以上。

電(diàn)容器在電(diàn)场作用(yòng)下消耗的能(néng)量,通常用(yòng)损耗功率和電(diàn)容器的无功功率之比,即损耗角的正切值表示(在電(diàn)容器的等效電(diàn)路中,串联等效電(diàn)阻ESR同容抗1/ωC之比称之為(wèi) Tanδ,这里的ESR是在120Hz下计算获得的值。显然,Tan δ随着测量频率的增加而变大,随测量温度的下降而增大)。损耗角越大,電(diàn)容器的损耗越大,损耗角大的電(diàn)容不适于高频情况下工作。

铝電(diàn)解電(diàn)容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗。ESR等效串联電(diàn)阻及ESL等效串联電(diàn)感是一对重要参数─这就是容抗的基础。一个等效串联電(diàn)阻(ESR)很(hěn)小(xiǎo)的電(diàn)容相对较大容量的外部電(diàn)容能(néng)很(hěn)好地吸收快速转换时的峰值(纹波)電(diàn)流。当纹波電(diàn)流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,纹波電(diàn)压也会成倍提高。叠加入纹波電(diàn)流后,由于電(diàn)容内部的等效串连電(diàn)阻(ESR)引起发热,从而影响到電(diàn)容器的使用(yòng)寿命。

漏電(diàn)流,電(diàn)容器的介质对直流電(diàn)流具有(yǒu)很(hěn)大的阻碍作用(yòng)。然而,由于铝氧化膜介质上浸有(yǒu)電(diàn)解液,在施加電(diàn)压时,重新(xīn)形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很(hěn)小(xiǎo)的称之為(wèi)漏電(diàn)流的電(diàn)流。通常,漏電(diàn)流会随着温度和電(diàn)压的升高而增大。它的计算公式大致是:I=K×CV。漏電(diàn)流I的单位是μA,K是常数。

影响铝電(diàn)解電(diàn)容寿命的因素有(yǒu)很(hěn)多(duō),过電(diàn)压,逆電(diàn)压,高温,急速充放電(diàn)等等,正常使用(yòng)的情况下,很(hěn)大的影响就是温度,因為(wèi)温度越高電(diàn)解液的挥发损耗越快。需要注意的是这里的温度不是指环境或表面温度,是指铝箔工作温度。厂商(shāng)通常会将電(diàn)容寿命和测试温度标注在電(diàn)容本體(tǐ)。

在特定的频率下,阻碍交流電(diàn)流通过的電(diàn)阻即為(wèi)所谓的阻抗。它与電(diàn)容等效電(diàn)路中的電(diàn)容值、電(diàn)感值密切相关,且与 ESR 也有(yǒu)关系。電(diàn)容的容抗在低频率范围内随着频率的增加逐步减小(xiǎo),频率继续增加达到中频范围时電(diàn)抗降至ESR的值。当频率达到高频范围时感抗变為(wèi)主导,所以阻抗是随着频率的增加而增加。开关電(diàn)源中的输出滤波電(diàn)解電(diàn)容器,其锯齿波電(diàn)压频率高达数十kHz,甚至是数十MHz,这时電(diàn)容量并不是其主要指标,衡量高频铝電(diàn)解電(diàn)容优劣的标准是“阻抗-频率”特性,要求在开关電(diàn)源的工作频率内要有(yǒu)较低的等效阻抗,同时对于半导體(tǐ)器件工作时产生的高频尖峰信号具有(yǒu)良好的滤波作用(yòng)。

从表面上来看DF、漏電(diàn)流、ESR愈低,纹波電(diàn)流愈高,铝電(diàn)解電(diàn)容性能(néng)越好,但是性能(néng)提高的代价是成本攀升、价格相对较高。所以,铝電(diàn)解電(diàn)容的选择要综合考虑,既要兼顾性能(néng)要求,又(yòu)要考虑封装尺寸,批量生产的成本等因素,在设计时要针对系统要求和产品应用(yòng)的实际情况,仔细查阅相关的产品手册,选择合适的型号,进行实际测试和打样。

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