铝电解电容的纹波电流

实验发现，用于开关电源输出滤波的普通cdii4700μF、16V电解电容器纹波和峰值不低于cd03hf4700μF、16V高频电解电容器，普通电解电容器温升相对较高。当负载突变时，普通电解电容器的暂态响应要比高频电解电容器差得多。纹波电流对铝电解电容器的主要影响是在电渣重熔过程中产生电耗，使铝电解电容器发热，从而缩短其使用寿命。为了减小纹波电流，可以采用容量较大的铝电解电容器。对于平板电视，为了承受大电流，有必要进一步降低电容的ESR。 实验发现，用于开关电源输出滤波的普通cdii4700μF、16V电解电容器纹波和峰值不低于cd03hf4700μF、16V高频电解电容器，普通电解电容器温升相对较高。当负载突变时，普通电解电容器的暂态响应要比高频电解电容器差得多。 为了达到高效率，开关电源提高了工作频率的高频度，特别是在小型高输出开关电源中，输入滤波电容要求高纹波和低输出阻抗。为了使输出滤波电容器高频低阻抗，必须减小等效串联电阻。 纹波电流是影响电解电容器性能的重要参数之一。纹波电流对铝电解电容器的主要影响是在电渣重熔过程中产生电耗，使铝电解电容器发热，从而缩短其使用寿命。从特性曲线可以看出（图中所示为电渣重熔时纹波电流产生的损耗与纹波电流有效值的平方成正比。因此，随着纹波电流的增大，每小时寿命曲线近似于抛物线函数曲线。为了减小纹波电流，可以采用容量较大的铝电解电容器。毕竟，大容量铝电解电容器所能承受的纹波电流要大于小容量铝电解电容器；也可以并联多个小容量铝电解电容器，并可选择低纹波电流电路拓扑。一般来说，反激式变换器产生的开关电流相对大。 对于平板电视，为了承受大电流，有必要进一步降低电容的ESR。究其原因，是在数字设备中，随着功能的增加，电路的电流有增大的趋势。对于液晶电视MPEG编解码的图像处理电路，2006年芯片中电源电路的电流约为3a。据相关人士预测，在增加电路规模以满足全高清（FullHD）的要求后，芯片中的电流将增加到 左右，2008年左右将达到8A~9A。

铝电解电容的参数特征

在100μF以上的大中型产品中，铝电解电容器因其价格低廉而得到广泛应用。然而，近年来发生了重大变化，避免使用铝电解电容器的情况日益增多。造成这种变化的原因之一是铝电解电容器的寿命往往成为整个设备的薄弱环节。因为铝电解电容器内的电解液会蒸发或产生化学变化，导致静电容量降低或增加等效串联电阻，随着时间的推移，电容性能必将恶化。 在开关电源的设计过程中，选择合适的电容器是不可避免的。在100μF以上的大中型产品中，铝电解电容器因其价格低廉而得到广泛应用。然而，近年来发生了重大变化，避免使用铝电解电容器的情况日益增多。造成这种变化的原因之一是铝电解电容器的寿命往往成为整个设备的薄弱环节。来自电源模块制造商的工程师说：“对于寿命有限的铝电解电容器，如果不能使用就不要使用。”因为铝电解电容器内的电解液会蒸发或产生化学变化，导致静电容量降低或增加等效串联电阻（ESR），随着时间的推移，电容性能必将恶化。 电解电容器的寿命直接关系到电容器的长期工作环境温度。温度越高，电容器的寿命越短。普通电解电容器在环境温度为90℃时损坏。但目前电解电容器种类繁多，工作环境温度较高。当环境温度为90℃时，通过电解电容器的交流电流与额定脉冲电流之比为0.5，使用寿命仍为10000小时，但如果温度升高到95℃，电解电容器将损坏。因此，在选择电容器时，应根据具体环境温度等参数进行选择。如果忽视环境温度对电容器寿命的影响，将会大大降低供电的可靠性和稳定性，甚至会损坏设备和仪器。一般来说，当环境温度为80℃时，电解电容器可达到10000小时的寿命要求。