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電解電容器應用時的注意事項
★★★★★【文章導讀】:電解電容器應用時的注意事項具體內容是:1.鋁電解電容器的應用頻率所有形式的電容器都存在著應用頻率范圍的問題,而鋁電解電容器的問題 多,其原因之一是,其他電容器都可以做成無感結構,可以獲得盡可能低的寄生電感,而鋁電解電容器由于制造工藝的限制而…
來源: 日期:2013-11-12 11:54:44 人氣:標簽:
1.鋁電解電容器的應用頻率
所有形式的電容器都存在著應用頻率范圍的問題,而鋁電解電容器的問題 多,其原因之一是,其他電容器都可以做成無感結構,可以獲得盡可能低的寄生電感,而鋁電解電容器由于制造工藝的限制而很難實現像其他電容器那樣的無感結構;其原因之二是,鋁電解電容器的等效串聯電感相對 大(除超級電容器外),當頻率使鋁電解電容器的容抗低于等效串聯電阻時,等效串聯電阻就成了鋁電解電容器的主要阻抗部分,這使得鋁電解電容器在很寬的一段頻率范圍內的旁路、濾波效果遠低于其他形式的電容器。
那么,鋁電解電容器的使用頻率大概為多少呢?對于電子設計競賽而言,鋁電解電容器的使用頻率為lOOkHz以下即可以很好地工作。特別是在很低的頻率下,其他電容器由于電容量的限制而很難在很低的頻率下具有低容抗。
在比較高的工作頻率下,為了降低電路成本,也可以采用鋁電解電容器與陶瓷電容器(或薄膜電容器)并聯的方式來改善高頻特性。
2.鋁電解電容器的ESR和可承受的紋波電流
鋁電解電容器在應用時,需要清楚其等效串聯電阻對電路性能的影響。在一般的工頻整流濾波電路中,其等效串聯電阻的作用可以忽略。
在高紋波電流旁路應用、開關電源的輸入端電源旁路應用及開關電源輸出整流濾波的應用中,鋁電解電容器的等效串聯電阻的影響則不可忽略。
在高紋波電流旁路應用和開關電源的輸入端電源旁路應用中,等效串聯電阻流過高幅值紋波電流時將產生損耗,一旦這個損耗超過鋁電解電容器的耗散能力,就會使鋁電解電容器過熱;不僅如此,過高的等效串聯電阻還會導致被旁路的電源電壓中出現過高的紋波電壓,從而影響電路的性能。
在開關電源輸出整流濾波的應用中,鋁電解電容器的過高的等效串聯電阻不僅會導致鋁電解電容器發熱,更主要的是會造成濾波電容器旁路紋波電流的作用減弱,使得流過負載的紋波電流過大而導致紋波電壓過高。
那么,鋁電解電容器的等效串聯電阻有多大?lμF的鋁電解電容器的等效串聯電阻約為20Ω,100μF的鋁電解電容器的等效串聯電阻約為2Ω,,1000μF的鋁電解電容器的等效串聯電阻約為0.3Ω。鋁電解電容器的可承受紋波電流是很低的,例如,lOOOμF的低壓鋁電解電容器的額定紋波電流承受能力約為1A,這個結果肯定也是很令人意外的!因此,在高紋波電流應用中,需要考慮鋁電解電容器的電流承受能力。
3.鋁電解電容器的類型
過去,鋁電解電容器僅僅有普通型。隨著開關電源的大量問世,對鋁電解電容器的性能有了更高的要求,于是出現了低ESR鋁電解電容器;隨著變頻器的大量應用,高紋波電流耐量的鋁電解電容器應運而生;隨著高溫應用的不斷增多,鋁電解電容器的 高工作溫度從 初的55℃上升到85℃,甚至達到105℃、125℃、150qC1
4.鋁電解電容器的漏電流
鋁電解電容器的另一個需要注意的問題就是漏電流。在作為隔直、耦合的應用中,鋁電解電容器的漏電流水平尤為重要。一般,正品鋁電解電容器的漏電流是可以滿足電子線路性能要求的,然而很多鋁電解電容器是從電子產品市場上買到的,質量很成問題,其 主要的問題就是漏電流。在實際應用中,經常會發現由于鋁電解電容器過大漏電流導致電子線路直流工作點的偏移。
為了減小鋁電解電容器的漏電流,可以在應用前將鋁電解電容器施加額定電壓數小時,以大幅度減小漏電流的數值;通過正確的購買渠道購買品質有保證的鋁電解電容器是解決鋁電解電容器漏電流的根本;如果鋁電解電容器漏電流過大,則可以選用陶瓷貼片電容器或薄膜電容器替代鋁電解電容器,這是有效處理鋁電解電容器漏電流的根本措施。
5.鋁電解電容器的異常狀態
鋁電解電容器在應用不當時可能會出現異常狀態,其主要現象有過熱、防爆閥動作。
鋁電解電容器過熱的主要原因是漏電流過大,施加的電壓過高,反向電壓、流過的交流電流過大。漏電流過大是品質惡劣的鋁電解電容器的 大特點,漏電流乘以工作電壓就是鋁電解電容器的損耗。需要注意的是,鋁電解電容器的可耗散功率是非常低的,漏電流過大而發熱將是必然的。施加的電壓過高而達到鋁電解電容器的浪涌電壓以上時,鋁電解電容器的漏電流會急劇增加,其 終結果將與漏電流過高一樣,只不過這種現象在正常的鋁電解電容器中也會出現,而漏電流過大是在品質惡劣的鋁電解電容器上產生的。如果反向電壓超過1V,則可能會損壞鋁電解電容器,其現象就是漏電流急劇增加。在脈沖應用中,可能會出現平均值為正電壓而瞬時值為負電壓的現象,這一點必須要給予注意。流過的交流電流過大而導致發熱是顯而易見的,不再贅述。,鋁電解電容器過熱的 嚴重的后果就是防爆閥動作。這時無論電容量、漏電流是否符合要求,鋁電解電容器都被判定為失效,都不能繼續使用。
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