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電源適配器中鋁電解電容器的特性

作者:索源科技來源:http://www.razafin.com 日期:2019-08-09

鋁電解電容器是以電化學的作用爲基礎構成的元件。電解電容是電容的一種介質有電解液塗層有極性,分正負不可接錯。電容(Electric capacity),由兩個金屬極,中間夾有絕緣材料(介質)構成。

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   電解電容器特點一:單位體積的電容量非常大,比其它種類的電容大幾十到數百倍;

   電解電容器特點二:額定的容量可以做到非常大,可以輕易做到幾萬μf甚至幾f(但不能和雙電層電容比);

   電解電容器特點三:價格比其它種類具有壓倒性優勢,因爲電解電容的組成材料都是普通的工業材料,比如鋁等等。

  制造電解電容的設備也都是普通的工業設備,可以大規模生産,成本相對比較低。熱對電容器的壽命有很大的影響。電源設備的主電路、輸入側、輸出側各個濾波器用鋁電解電容器部流過波紋電流,所以波紋電流引起的電容器自身的發熱也會影響到壽命。電解電容器的壽命可以說與其自身的發熱量和環境溫度有關,在稍微超過一點電容器的最高使用溫度的範圍內,認爲元件溫度每上升10℃電容器的壽命減少一半(阿雷尼厄斯10度法則)。在使電容器的元件溫度保持在90℃不變的幾個條件下,隨時掌握電容器的重量減少量。而改變溫度所引起的重量減少量比加直流電壓所引起的重量減少量要多,增加10℃對的減少量爲加電壓時的二倍。

  影響電解電容器的壽命的主要原因是“由于電解液的減少引起的特性惡化,此原因和前述的電容器壽命”10℃減半“的說法非常一致。在把環境溫度和高頻(80KHz)波紋電流值組合起來的幾個條件,電容器的等效串聯電阻、ESR時效變化,在高頻(10KHz以上)和在低頻(1KHz)以下有很大的差別。如波紋電流引起的自身發熱超過15℃所示,在加上高波紋的條件下的ESR,與只加值流的情況相比,在低頻側的ESR的變化大大地增加,這表明氧化膜的損耗電阻增加。因此引起靜電電容量減少。在輸入側濾波器電路等低波紋或低波紋爲主的電路中,環境溫度和電容器本身發熱引起的溫度上升的和看做是一樣的條件,但不得不認爲壽命並不一樣。

由此得出以下兩條結論:

  1、如果知道環境溫度,則利用環境溫度修正系數和頻率系數(根據電容署的ESR的頻率特性而設定的系數)求出在這個條件下的最大容許值,弄清楚在鋁電解電容器上可能流過的波紋電流是否在容許值內。

  2、實際測量電源設備內的溫度以及電容器自身發熱引起的元件溫度,弄清楚熱應力的大小程度,對于選擇電容器是有益的。

  在發熱體近旁等環境溫度高的地方,把溫度的定額提高一個檔次。如前曆述,在低額波紋時,如果電流過大,則即使元件溫度在容許溫度以下,也會引起氧化膜的損耗電阻隨時間的推移而增大,所以希望認識到自身發熱引起的溫度上升值。在一般輸入用電容器的情況下,如果假設在環境溫度爲50℃以下時,自身發熱引起的溫度上升值爲10℃在環境溫度爲50℃一85℃時,自身發熱引起的溫度上升爲5℃以下,副以元件溫度爲基礎,每增加10℃壽命降低一半。在另一方面,采用吹風冷卻使溫度上升值減小的方法也是有效的。

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該資訊的關鍵詞爲:電源  電源適配器  電解電容 

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