怎么選擇合適的鋁電解電容器?
- 分類(lèi):行業(yè)動(dòng)態(tài)
- 發(fā)布時(shí)間:2022-10-06
- 訪(fǎng)問(wèn)量:{28
怎么選擇合適的鋁電解電容器?
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電路系統性能的穩定可靠,與選用的元器件參數、等級、質(zhì)量等密切相關(guān)。鋁電解電容器選型要結合產(chǎn)品應用環(huán)境以及電性能的要求,準確提出對鋁電解電容參數的具體要求
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、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有的容量和耐壓,這兩個(gè)參數是很重要,是選用電容基本的內容。在實(shí)際電容選型中,對電流變化節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(huì )上升,另外,電容越大充電電流就越大,充電時(shí)間也會(huì )越長(cháng),要結合實(shí)際應用去考慮。
額定工作電壓:在規定的工作溫度范圍內,電容長(cháng)期可靠地工作,它能承受的zui大直流電壓。在交流電路中,要注意所加的交流電壓zui大值不能超過(guò)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超過(guò)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(gè)問(wèn)題是工作電壓裕量的問(wèn)題,一般來(lái)說(shuō)要在15%以上。
電容器在電場(chǎng)作用下消耗的能量,通常用損耗功率和電容器的無(wú)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(chēng)之為 Tanδ,這里的ESR是在120Hz下計算獲得的值。顯然,Tan δ隨著(zhù)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(huì )因其構造而產(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─這就是容抗的基礎。一個(gè)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換時(shí)的峰值(紋波)電流。當紋波電流增大的時(shí)候,即使在 ESR 保持不變的情況下,紋波電壓也會(huì )成倍提高。疊加入紋波電流后,由于電容內部的等效串連電阻(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(shí),重新形成的以及修復氧化膜的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生一種很小的稱(chēng)之為漏電流的電流。通常,漏電流會(huì )隨著(zhù)溫度和電壓的升高而增大。它的計算公式大致是:I=K×CV。漏電流I的單位是μA,K是常數。
影響鋁電解電容壽命的因素有很多,過(guò)電壓,逆電壓,高溫,急速充放電等等,正常使用的情況下,很大的影響就是溫度,因為溫度越高電解液的揮發(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(chǎng)商通常會(huì )將電容壽命和測試溫度標注在電容本體。
在特定的頻率下,阻礙交流電流通過(guò)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隨著(zhù)頻率的增加逐步減小,頻率繼續增加達到中頻范圍時(shí)電抗降至ESR的值。當頻率達到高頻范圍時(shí)感抗變?yōu)橹鲗?,所以阻抗是隨著(zhù)頻率的增加而增加。開(kāi)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數十kHz,甚至是數十MHz,這時(shí)電容量并不是其主要指標,衡量高頻鋁電解電容優(yōu)劣的標準是“阻抗-頻率”特性,要求在開(kāi)關(guān)電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗,同時(shí)對于半導體器件工作時(shí)產(chǎn)生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。
從表面上來(lái)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(jià)是成本攀升、價(jià)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,在設計時(shí)要針對系統要求和產(chǎn)品應用的實(shí)際情況,仔細查閱相關(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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