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电解电容选型需要考虑哪些参数?


​电解电容是电容的一种,金属箔为正极(铝或钽),与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质,阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成,因电解质是阴极的主要部分,电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。电解电容基本的参数包括以下几点:
​电解电容
1)电容值与允许偏差

电解电容器的容值,取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此电容值,也就是交流电容值,随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。

标准 JISC 5102 规定:铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为 120Hz,最大交流电压为 0.5Vrms,DC bias 电压为 1.5 ~ 2.0V 的条件下进行。可以断言,铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。

2)额定电压

在规定的环境温度范围内,所能施加到电容器上的最高直流工作电压的系列值,称为额定电压。额定电压虽然不是衡量电容器的测量参数,但因施加到电容器上的工作电压值与它有密切关系,一般规定应低于额定电压值。降低施加电压,对提高产品的使用寿命有显著的作用。

3)损耗角正切值

在交流电路中,实际电容器必定要消耗掉一小部分有用的讯号功率,在规定频率的正弦电压下,所消耗的有功功率与无功功率的比值称为损耗角正切,其值约为0.01至0.20,但与电解电容器的类型、电容量的大小、额定电压的高低而异,并和温度、频率密切有关。有时也以百分比表示。

4)阻抗

在特定的频率下,阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗(Z)。它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关,且与 ESR 也有关系。

电容的容抗(XC)在低频率范围内随着频率的增加逐步减小,频率继续增加达到中频范围时电抗(XL)降至 ESR 的值。当频率达到高频范围时感抗(XL)变为主导,所以阻抗是随着频率的增加而增加。

5)漏电流

电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而,由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流。通常,漏电流会随着温度和电压的升高而增大。

6)纹波电流和纹波电压

在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”,含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。当纹波电流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,涟波电压也会成倍提高。

换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。

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