电容器的寿命与损坏

一般来说，比率越高，电解电容器的寿命越短。当流经电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时，电解电容器一般损坏。电容器的额定电流与额定电流之比是施加在电容器上时额定电流的0.3倍。为了获得较小的脉冲系数，所需的电容量高达数十万微法。因此，普通铝电解用于低频容器制造的主要目的是提高电容。电容、损耗角正切和漏电流是判断其优缺点的主要参数。 电容器的寿命一般是指电容器在环境温度为5℃时的耐电流比试验。一般来说，比率越高，电解电容器的寿命越短。当流经电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时，电解电容器一般损坏。电容器的额定电流与额定电流之比是施加在电容器上时额定电流的0.3倍。 对于中小型输出功率开关电源，除少数因价格限制仍使用20～40khz外，工作频率均在50khz以上；DC/DC电源模块大多在300khz以上；大功率开关电源的开关频率受主开关（一般采用IGBT）的开关速度限制，但一般为20～40khz。虽然开关频率不同，但开关电源输出整流滤波电容的功能基本相同。利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波的电流分量，滤除纹波电压分量。 开关电源输出端的滤波电容与工频电路中的滤波电容不同。在工频电路中用作滤波器的普通电解电容器的脉冲电压频率仅为100Hz，充放电时间在毫秒量级。为了获得较小的脉冲系数，所需的电容量高达数十万微法。因此，普通铝电解用于低频容器制造的主要目的是提高电容。电容、损耗角正切和漏电流是判断其优缺点的主要参数。

钽电容器的改进

传统钽电容器的ESR主要来源于正极材料MnO2。相反，聚等导电聚合物的电导率在100S/cm范围内，电导率的增加直接转化为ESR的显著下降。不同额定值下的ESR-频率曲线显示了钽电容器用聚合物阴极系统的优点，通过直接比较MnO2的ESR-频率曲线和A壳6.3V/47μF额定值条件下的聚合物设计，可以看出，在100kHz频率下，聚合物设计可使ESR降低一个数量级。引线框架材料是另一个可以通过切换到更高电导率的材料来改善ESR的领域。 传统钽电容器的ESR主要来源于正极材料MnO2。MnO2的电导率约为0.1s/cm。相反，聚(3，4-乙烯二氧噻吩)等导电聚合物的电导率在100S/cm范围内，电导率的增加直接转化为ESR的显著下降。 不同额定值下的ESR-频率曲线显示了钽电容器用聚合物阴极系统的优点，通过直接比较MnO2的ESR-频率曲线和A壳6.3V/47μF额定值条件下的聚合物设计，可以看出，在100kHz频率下，聚合物设计可使ESR降低一个数量级。 8不同材料的电导率 引线框架材料是另一个可以通过切换到更高电导率的材料来改善ESR的领域。如图3中的电容横截面所示，引线框架提供了从内部电容器元件到封装外部的电气连接。 Fe-Ni合金(如Alloy42)一直是引线框架材料的传统选择。这些合金的优点包括：热膨胀系数(CTE)低，成本低，易于制造。铜引线框架材料加工工艺的改进，使其可用于钽电容设计。由于ESR的电导率是Alloy42的100倍，所以铜的使用对ESR有重要的影响。例如，使用A壳(EIA3216)和传统引线框架的Vishay100μF/6.3VT55聚合物钽电容器在100kHz和25°C下提供了70mΩ的大ESR，通过更换铜引线框架，大ESR可降至40mΩ。 钽电容紧凑型和提高钽电容设计体积效率(电容密度)的两个主要因素是钽粉的演变和包装的改进。