怎么選擇合適的鋁電解電容器？

時間：2023-03-14作者：深圳市容科達(dá)電子有限公司瀏覽：53

電路系統(tǒng)性能的穩(wěn)定可靠，與選用的元器件參數(shù)、等級、質(zhì)量等密切相關(guān)。鋁電解電容器選型要結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境以及電性能的要求，準(zhǔn)確提出對鋁電解電容參數(shù)的具體要求，選型要點(diǎn)主要有：容量，耐壓，溫度范圍，元件封裝形式與尺寸、紋波電流、紋波電壓、漏電流、ESR、散逸因數(shù)、阻抗/頻率特性、電容壽命、實(shí)際需要、性能和成本等綜合考量。

 

鋁電解電容本體上標(biāo)有的容量和耐壓，這兩個參數(shù)是很重要，是選用電容較基本的內(nèi)容。在實(shí)際電容選型中，對電流變化節(jié)奏快的地方要用容量較大的電容，但并非容量越大越好，首先，容量增大，成本和體積可能會上升，另外，電容越大充電電流就越大，充電時間也會越長，要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用去考慮。

 

額定工作電壓：在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，電容長期可靠地工作，它能承受的較大直流電壓。在交流電路中，要注意所加的交流電壓較大值不能**過電容的直流工作電壓值。常電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能**過它的耐壓值。在濾波電路中，電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。另外還要注意的一個問題是工作電壓裕量的問題，一般來說要在15％以上。

 

電容器在電場作用下消耗的能量，通常用損耗功率和電容器的無功功率之比，即損耗角的正切值表示（在電容器的等效電路中，串聯(lián)等效電阻ESR同容抗1/ωC之比稱之為 Tanδ，這里的ESR是在120Hz下計(jì)算獲得的值。顯然，Tan δ隨著測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大）。損耗角越大，電容器的損耗越大，損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。

 

鋁電解電容器會因其構(gòu)造而產(chǎn)生各種阻抗、感抗。ESR等效串聯(lián)電阻及ESL等效串聯(lián)電感是一對重要參數(shù)─這就是容抗的基礎(chǔ)。一個等效串聯(lián)電阻（ESR）很小的電容相對較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時的峰值（紋波）電流。當(dāng)紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，紋波電壓也會成倍提高。疊加入紋波電流后，由于電容內(nèi)部的等效串連電阻（ESR）引起發(fā)熱，從而影響到電容器的使用壽命。

 

漏電流，電容器的介質(zhì)對直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時，重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時候會產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。它的計(jì)算公式大致是:I＝K×CV。漏電流I的單位是μA，K是常數(shù)。

 

影響鋁電解電容壽命的因素有很多，過電壓，逆電壓，高溫，急速充放電等等，正常使用的情況下，較大的影響就是溫度，因?yàn)闇囟仍礁唠娊庖旱膿]發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度，是指鋁箔工作溫度。廠商通常會將電容壽命和測試溫度標(biāo)注在電容本體。

 

在特定的頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關(guān)，且與 ESR 也有關(guān)系。電容的容抗在低頻率范圍內(nèi)隨著頻率的增加逐步減小，頻率繼續(xù)增加達(dá)到中頻范圍時電抗降至ESR的值。當(dāng)頻率達(dá)到高頻范圍時感抗變?yōu)橹鲗?dǎo)，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。開關(guān)電源中的輸出濾波電解電容器，其鋸齒波電壓頻率高達(dá)數(shù)十kHz，甚至是數(shù)十MHz，這時電容量并不是其主要指標(biāo)，衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是“阻抗-頻率”特性，要求在開關(guān)電源的工作頻率內(nèi)要有較低的等效阻抗，同時對于半導(dǎo)體器件工作時產(chǎn)生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。

 

從表面上來看DF、漏電流、ESR愈低，紋波電流愈高，鋁電解電容性能越好，但是性能提高的代價是成本攀升、價格相對較高。所以，鋁電解電容的選擇要綜合考慮，既要兼顧性能要求，又要考慮封裝尺寸，批量生產(chǎn)的成本等因素，在設(shè)計(jì)時要針對系統(tǒng)要求和產(chǎn)品應(yīng)用的實(shí)際情況，仔細(xì)查閱相關(guān)的產(chǎn)品手冊，選擇合適的型號，進(jìn)行實(shí)際測試和打樣。


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  詞條說明

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