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了解貼片鋁電解電容的基本工作原理
時(shí)間: 2020-11-24 瀏覽次數(shù)：
電解電容器器是絕大多數(shù)配電設(shè)計(jì)的重要構(gòu)成部分，故它的恰當(dāng)型號(hào)規(guī)格挑選更是很多設(shè)計(jì)方案的取得成功重要。因而技術(shù)工程師必不可少掌握電解電容器器的原理，并對(duì)于實(shí)際設(shè)計(jì)方
電解電容器器是絕大多數(shù)配電設(shè)計(jì)的重要構(gòu)成部分，故它的恰當(dāng)型號(hào)規(guī)格挑選更是很多設(shè)計(jì)方案的取得成功重要。因而技術(shù)工程師必不可少掌握電解電容器器的原理，并對(duì)于實(shí)際設(shè)計(jì)方案恰當(dāng)挑選最好的電力電容器。
概述
電解電容器器不但具備較高的單位容積電容器值，并且基本上可用以一切電子控制系統(tǒng)，包含用以過慮不用的溝通交流頻率，及其在一些運(yùn)用中用以存儲(chǔ)動(dòng)能。除此之外，因?yàn)樗鍪靖唠娙萜髦岛偷吞匦宰杩?，因而也常見于DC-DCSPWM、逆變電源和開關(guān)電源當(dāng)中。
出自于高效率層面的考慮到，大家一直特別關(guān)注對(duì)電解電容器器技術(shù)性的改善。根據(jù)新的生產(chǎn)制造加工工藝和全新原材料，他們的使用期已得到 大大的提高，并且另外提升 了可信性和牢固性?？傮w來說，電解電容器器能夠完成較長的使用期—設(shè)計(jì)方案得當(dāng)?shù)臓顩r下，能夠應(yīng)用長達(dá)20年。
全部電力電容器都由雙層導(dǎo)電性原材料（或電級(jí)）構(gòu)成，這雙層導(dǎo)電性原材料則由電極化原材料做成的一個(gè)導(dǎo)體和絕緣體分隔。這種層中間會(huì)造成一個(gè)靜電場，當(dāng)有電流量給電力電容器電池充電時(shí)，它就可以儲(chǔ)存動(dòng)能。電解電容器器的特性是它的電級(jí)由鋁鉑做成，而導(dǎo)電性液體，即鋰電池電解液放置2個(gè)鋁鉑電級(jí)中間。根據(jù)電化學(xué)腐蝕，在陽極氧化上箔會(huì)產(chǎn)生空氣氧化層（Al2O3），它在電解電容器器中當(dāng)做電解介質(zhì)。
圖1：鋁電解電容器的構(gòu)造
特性
設(shè)計(jì)方案和原材料緊密結(jié)合，促使電解電容器器具有與眾不同的電氣設(shè)備特點(diǎn)。這種特點(diǎn)生產(chǎn)制造出顯著優(yōu)點(diǎn)，讓它變成很多運(yùn)用中的理想化之選（相對(duì)性于別的的電力電容器來講）。并且在很多狀況下，電解電容器器乃至是事實(shí)上唯一的解決方法。
最先，電解電容器器的電容器值更高（以企業(yè)容積和額定電壓來講），因而具備較高的容量高效率。因而，電解電容器的企業(yè)容積電容器比一切其他類型的電力電容器都高。它是電解電容器器最重要的一個(gè)特性。在設(shè)計(jì)方案恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)下，該特點(diǎn)能夠在運(yùn)用中出示好于別的技術(shù)性的明顯優(yōu)點(diǎn)。
次之，絕大多數(shù)電解電容器器的額定電流要高過其他類型的電力電容器。交流電壓額定電流為600V的電解電容器器非常容易購到，并且基本上可用以各種各樣運(yùn)用。
第三，這種電力電容器具備非常高的儲(chǔ)能技術(shù)工作能力，由于他們不僅有高電容器值，又具備高額定電流。電力電容器中儲(chǔ)存的動(dòng)能隨電容器值線形提升，隨工作電壓呈指數(shù)值提升。
充足掌握這三個(gè)特點(diǎn)是為電力工程運(yùn)用恰當(dāng)挑選電解電容器器的重要。在這個(gè)基礎(chǔ)上，技術(shù)工程師在評(píng)定電解電容器器的設(shè)計(jì)方案時(shí)要考慮到下列四點(diǎn)。
圖2：鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)
鋁電解電容器最重要的考慮到要素是實(shí)際運(yùn)用對(duì)電容器使用壽命的規(guī)定。了解運(yùn)用在必須檢修或拆換以前可以依照設(shè)計(jì)方案總體目標(biāo)一切正常運(yùn)作多久，這一點(diǎn)尤為重要。
因?yàn)樯婕暗胶芏喾彪s要素，這好像是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，可是由于電子產(chǎn)品的可信性，事實(shí)上是十分便于預(yù)測分析的。幸運(yùn)的是，工程師不用資詢權(quán)威專家或變成權(quán)威專家來明確電容器的使用壽命。由于大部分靠譜的電容器生產(chǎn)商都出示了根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)的專用工具，以協(xié)助工程師在運(yùn)用的特殊設(shè)計(jì)方案管束內(nèi)測算鋁電解電容器的使用壽命。
額定電壓
工程師應(yīng)保證鋁電解電容器在要求的電壓工作范圍內(nèi)和額定電壓下工作中。這不但能夠增加電容器的使用壽命，并且也有能夠使電容器免遭多余的毀壞。
鋁電解電容器一般要與開關(guān)電源相互配合應(yīng)用，以出示高容值?？墒牵X電解電容器是有極性的，因此 只有用在逆變電路的交流電壓運(yùn)用中。
在評(píng)定鋁電解電容器時(shí)，工程師不應(yīng)取用額定電壓遠(yuǎn)超運(yùn)用要求的電容器。由于靜電感應(yīng)電阻器一樣也會(huì)大幅度提升。
除此之外，工程師應(yīng)當(dāng)掌握運(yùn)用的負(fù)荷規(guī)定，包含紋波電流量、自然環(huán)境溫度和很有可能的脈沖電流等。那樣有利于增加運(yùn)用的總體使用壽命。
盡管很多鋁電解電容器能夠承擔(dān)有時(shí)候產(chǎn)生的短期內(nèi)浪涌和反方向工作電壓或是極性相反的工作電壓，可是不建議用在不斷的電涌或不斷的超額定值的反方向工作電壓標(biāo)準(zhǔn)下。過電壓、反方向工作電壓和瞬態(tài)浪涌都很有可能會(huì)毀壞電容器。工程師盡可能應(yīng)用二極管避免出現(xiàn)反方向工作電壓，并且選購的電容器能自始至終考慮特定的運(yùn)用設(shè)計(jì)方案規(guī)定。
圖3：電源電路示例
散熱特性
流過電容器的交流電會(huì)使其溫度升高。這種電流被稱為紋波電流，而自發(fā)熱會(huì)導(dǎo)致功率損耗。所以，應(yīng)用環(huán)境溫度就成為選擇鋁電解電容器的一個(gè)關(guān)鍵因素。
鋁電解電容器的冷卻措施和表面積決定了它在應(yīng)用中的熱阻或散熱量。散熱還會(huì)受到接觸元件紋波電流的限制。
鋁電解電容器的紋波電流額定值通常在上限規(guī)格溫度下指定。不僅應(yīng)用環(huán)境溫度是重要因素，交流信號(hào)的頻率、熱阻和等效串聯(lián)電阻也都很重要。
圖3：電源電路示例
散熱特性
穿過電容器的交流電流會(huì)使其溫度上升。這類電流量被稱作紋波電流，而自發(fā)熱會(huì)造成輸出功率耗損。因此 ，應(yīng)用環(huán)境溫度就變成挑選鋁電解電容器的一個(gè)首要條件。
鋁電解電容器的制冷措施和面積決定了它在運(yùn)用中的熱阻或散熱量。排熱還會(huì)繼續(xù)遭受觸碰元器件紋波電流量的限制。
鋁電解電容器的紋波電流量額定值一般在上限溫度下指定。不但應(yīng)用場景溫度是關(guān)鍵要素，溝通交流數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率、傳熱系數(shù)和等效電路串聯(lián)電阻也都很重要。
圖4：帶散熱器的鋁電解電容器
等效串聯(lián)電阻
在使用鋁電解電容器的電源應(yīng)用中，最大的擔(dān)憂之一是等效串聯(lián)電阻-它是等效串聯(lián)電路的阻性元件。交流電流紋波在通過電容器中的等效串聯(lián)電阻時(shí)會(huì)發(fā)生功率耗散。更高頻率的紋波電流會(huì)導(dǎo)致等效串聯(lián)電阻增加。等效串聯(lián)電阻越大，電容器內(nèi)部耗散的功率就越多，這意味著溫度會(huì)隨熱量散發(fā)而升高。
但是，工程師無需指定具有最低等效串聯(lián)電阻的鋁電解電容器。相反，他們應(yīng)該指定一個(gè)等效串聯(lián)電阻能夠滿足此應(yīng)用下紋波電流條件的電容器。
結(jié)論
對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來說，在準(zhǔn)備選擇用于任何應(yīng)用的鋁電解電容器時(shí)，充分了解鋁電解電容器的電容值、額定電壓和儲(chǔ)能能力是非常重要。在為電力應(yīng)用選擇鋁電解電容器時(shí)，同樣重要的注意事項(xiàng)還包括鋁電解電容器的使用壽命、額定電壓、散熱特性和等效串聯(lián)電阻等。
通過了解這些特性和注意事項(xiàng)，工程師可以滿懷信心地為其應(yīng)用選擇最佳的鋁電解電容器。
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