電解電容選型的指標分享-不要錯過

電解電容是開關電源中一次和二次回路濾波電路中重要的器件之一，在電子設備中使用量越來越大，普及率越來越高。相應的就要求電解電容器小型大容量化，耐紋波電流，高頻低阻抗化，高溫度長壽命化和更適應高密度組裝。

1、電容量與體積 

由于電解電容器多數采用卷繞結構，很容易擴大體積，因此單位體積電容量非常大，比其它電容大幾倍到幾十倍。但是大電容量的獲取是以體積的擴大為代價的，現代開關電源要求越來越高的效率，越來越小的體積，因此，有必要尋求新的解決辦法，來獲得大電容量、小體積的電容器。

在開關電源的原邊一旦采用有源濾波器電路，則鋁電解電容器的使用環境變得比以前更為嚴酷：

（1）高頻脈沖電流主要是20 kHz~100kHz的脈動電流，而且大幅度增加；

（2）變換器的主開關管發熱，導致鋁電解電容器的周圍溫度升高；

（3）變換器多采用升壓電路，因此要求耐高壓的鋁電解電容器，新型的電解電容器，體積小、耐高壓，并且允許流過大量高頻脈沖電流。另外，這種電解電容器，在高溫環境下工作，工作壽命還須比較長。

2、承受溫度與壽命

在開關電源設計過程中，不可避免地要挑選適用的電容。就100μF以上的中、大容量產品來說，因為鋁電解電容的價格便宜，所以，迄今使用的較為廣泛。

電解電容器的壽命與電容器長期工作的環境溫度有直接關系，溫度越高，電容器的壽命越短。普通的電解電容器在環境溫度為90℃時已經損壞。在選擇電容器的時候，應該根據具體的環境溫度和其它的參數指標來選定，如果忽略了環境溫度對電容器壽命的影響，那么電源工作的可靠性、穩定性將大大降低，甚至損壞設備和儀器。就一般情況而言，電解電容器工作在環境溫度為80℃時，一般能達到10000h壽命的要求。

3、頻率特性與阻抗

對于中小輸出功率開關電源的工作頻率除少數因價格限制而仍采用20~40kHz外，大多數均在50kHz以上；DC/DC電源模塊大多在300kHz以上；大功率開關電源的開關頻率受主開關的開關速度限制而一般在20~40kHz。盡管開關頻率有所不同，但是開關電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同，主要是通過利用濾波電容器吸收開關頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。 

在開關電源輸出端用的濾波電容，與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣，在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器，其上的脈動電壓頻率僅有100Hz，充放電時間是毫秒數量級，為獲得較小的脈動系數，需要的電容量高達數十萬微法，因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優劣的主要參數。

用于開關穩壓電源輸出整流的電解電容器，要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時仍不呈現上升趨勢。電解電容器ESR較低，能有效地濾除開關穩壓電源中的高頻紋波和尖峰電壓。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現上升趨勢，用于開關電源輸出整流濾波效果相對較差。筆者在實驗中發現，普通CDII型中4700μF,16V電解電容器，用于開關電源輸出濾波的紋波與尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高頻電解電容器的低，同時普通電解電容器溫升相對較高。當負載為突變情況時，用普通電解電容器的瞬態響應遠不如高頻電解電容器。 

4、可靠性高低

開關電源是一種采用開關式控制的直流穩壓電源，它以小型、輕量和效率好的特點被廣泛應用于各種通信設備、家用電器、計算機及其終端設備。作為輸入濾波和平滑作用的鋁電解電容器，它的質量和可靠性直接影響到開關電源的可靠性。一旦鋁電解電容器失效，就會導致開關穩壓電源的故障。 

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