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1,電解電容器的構造
腐蝕 Etching
陽極和陰極金屬箔是由高純度的,很薄的只有0.02—0.1mm鋁箔做成的,為了增加盤面積和電容量,與電解液接觸的表面積的增加是通過蝕刻金屬箔去溶解鋁,使整個鋁箔的表面形成一個高密度的網狀的有幾十億個精細微管道的結構.
化成 Forming
陽極箔上有電容器的電介質.電介質是一層很薄的鋁氧化物,AL2O3,那是一個在陽極箔上的化學生長過程,這個過程叫“化成”.
這個電壓是最后電容器額定電壓的135%-200%.
陰極箔不用化成,它保持著很高的表面積和高密度的蝕刻模式.
氧化膜的耐電壓不足和電解液自身的閃火放電都會造成短路.
卷繞 Winding
電容元件的卷繞是一層隔離紙,一層陽極箔,另一層隔離紙和陰極箔.這些隔離紙防止箔之間接觸形成短路,這些隔離物后來保留住電解液.
在卷繞鋁箔芯子或卷繞過程中為后來連接電容器端子附上箔.最好的方法是通過冷焊,把箔焊上帶子,冷焊可以減少短路失效,有更好的高紋波電流性能和放電性能.
內引出端面切口、與引出端鉚接的箔條和電極箔剖面的切口都會有毛刺,從而造成相對電極間短路.
電容器發熱芯包膨脹和安全閥打開時的壓力沖擊,芯包發生變形,導致電極間短路.
封口 Sealing
電容元件被密封在一個罐子里.
為了釋放氫,密封圈不是密閉的,它經常是壓力封閉的即將罐子的邊沿滾進一個橡膠墊圈,一個橡膠末端插銷或滾進壓成石碳酸薄板的橡膠.
太則緊密封會導致壓力增加,太松則密封會因為電解液的可允許的流失而導致縮短壽命.
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電解電容器的知識
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2, 電容量
電容量公差 Capacitance Tolerance
電容量的公差是指可允許的電容量的最大值和最小值,用相對于額定電容量的百分數的增加和減少來表示,即ΔC/C.
電容量的溫度特性 Capacitance Temperature characteristics
電容量隨溫度的變化而變化.這個變化的本身很小程度上是依賴于額定電壓和電容的尺寸的.
從25℃到限制的最高溫度電容量的增加量小于5%.
大部份電容在-20℃至-40℃時,容值下降 很快 , 對於標稱-40℃的產品,在-40℃時低壓的電容,電容值一般下降20%,高壓電容下降40% .
對于額定溫度為-55℃的電容 ,在-40℃時電容值的下降量一般小于10%,在 -55℃時電容值的下降量一般小于20% .
電容量的頻率特性 Capacitance frequency characteristics
等效電容值隨頻率的增加而降低.根據電容量自諧振頻率一般低于100kHz.
電容量和電壓關係 Capacitance vs Voltage
例如: 如果我們有一個20V 1.2F 尺寸為3×8.63的電容器,我想用400V 同樣尺寸的電容器去代替,那我們選用的容量是多少?
1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V
即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5
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2, 電容量
電容量公差 Capacitance Tolerance
電容量的公差是指可允許的電容量的最大值和最小值,用相對于額定電容量的百分數的增加和減少來表示,即ΔC/C.
電容量的溫度特性 Capacitance Temperature characteristics
電容量隨溫度的變化而變化.這個變化的本身很小程度上是依賴于額定電壓和電容的尺寸的.
從25℃到限制的最高溫度電容量的增加量小于5%.
大部份電容在-20℃至-40℃時,容值下降 很快 , 對於標稱-40℃的產品,在-40℃時低壓的電容,電容值一般下降20%,高壓電容下降40% .
對于額定溫度為-55℃的電容 ,在-40℃時電容值的下降量一般小于10%,在 -55℃時電容值的下降量一般小于20% .
電容量的頻率特性 Capacitance frequency characteristics
等效電容值隨頻率的增加而降低.根據電容量自諧振頻率一般低于100kHz.
電容量和電壓關係 Capacitance vs Voltage
例如: 如果我們有一個20V 1.2F 尺寸為3×8.63的電容器,我想用400V 同樣尺寸的電容器去代替,那我們選用的容量是多少?
1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V
即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5
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3,電壓
額定DC電壓 Rated DC voltage
額定直流電壓時標示在電容上的電壓,它是包括紋波電壓的最大峰值電壓,這個電壓可能在額定溫度范圍內在端子之間持續的被供給.較高額定電壓的電容可能代替較低額定電壓的電容所只要外形尺寸,DF和ESR的額定值是兼容的.
工作電壓(working voltage)簡稱WV
應為標稱安全值,也就是說應用電路中,不得超過此標稱電壓.
電解電容工作在遠低于額定工作電壓時,由于不能得到有效的足以維持電極跟電解液之間的退極化作用,會導致電解電容的極化而降低漣波電流,增大ESR,從而提早老化.但是這個說法的前提是“遠低于額定工作電壓”,綜合一些長期的實踐經驗來看,選取額定工作電壓標稱值的2/3左右為正常工作電壓,是比較合理的.
額定浪涌電壓 Rated surge voltage
額定浪涌電壓是最大的直流過電壓,即25℃時時間不超過30秒偶然的間隔不少于5分鐘電容可能承受的的電壓.
浪涌電壓的測量 Surge voltage measurement
在正常的室溫下給電容通過一個1000Ω±10%的電阻加上額定浪涌電壓(如果電容量是2500uF或更高,則使用2500,000/CΩ±10%的電阻,C是電容單位是uF).循環加電壓1/2分鐘開接著41/2分鐘關,當處于關狀態時,每個電容通過充電電阻或等效電阻放電.重復循環120小時.公布測試的必要條件是為了DCL,ESR,DF滿足最初的條件,且沒有機械損壞或電解液的泄漏的跡象.沒有小滴或可視的流動的電解液殘留物是允許的.
瞬態過壓 Transient over-voltage
鋁電解電容一般能承受限制能量的非常高的瞬態過壓.
超過電容浪涌電壓額定值50V以上的應用將造成高的漏電流和固定電壓工作模式就像齊納二極管的反向擊穿.
如果電解液不能承受電壓的壓力,電容可能損壞短路,但是即使電解液能承受電壓的壓力,這種操作模式也不能維持很長時間,因為由電容所產生的氫氣和壓力的積累將造成損壞.
冗余電壓
鋁電解電容器先充電,再放電,而后將引線短接,再將其放置一段時間后,兩端子間存在電壓上升的現象;由這種現象所引起的電壓稱之為再生電壓.
當電壓施加在介質之上時,在介質內部引起電子的轉移,從而在介質內部產生感應電場,其方向與電壓的方向相反,這種現象稱之為極化反應.
在施加電壓引起介質極化后,如果兩端子進行放電一直到端子間的電壓為零,爾后將其開路放置一段時間后,一種潛在的電勢將出現在兩端子上,這樣就引起了再生電壓.再生電壓在電容器開路放置10天~20天時達到峰值,然后逐漸降低,再生電壓有隨著元件變大而增大的趨勢.
如果電容器在產生再生電壓后,兩端子短路,瞬間高壓放電可能引起組裝線上的操作員工的恐懼感,并且,有可能導致一些低壓驅動元件被擊穿的危險,預防出現這種情況的措施是在使用前加100ohm~1Kohm的電阻進行放電,或者在產品包裝中用鋁箔覆蓋引起兩端子間短路放電.
極性-反向電壓 Polar-Reversed Voltage
在電路設計和安裝時要檢查每一個電容的極性.在電容上會標示極性.盡管電容能持續承受1.5V的反向電壓,超過這個值就會因為過熱,壓力過大或介質損壞而損壞電容.這會造成相關聯的開路或短路故障和電容壓力釋放口的破裂.
充電-放電 Charge-Discharge
鋁電解電容沒有被設計成可以頻繁快速的充電和放電,頻繁快速的充電和放電會使電容因為過熱,壓力過大或崩潰而損壞,隨后的故障是開路或短路.
對于充電-放電的應用使用電容設計成這種應用,不要超過制造商所建議的放電速率.
電壓分配 Voltage Sharing
在充電期間,每個串聯電容的電壓與實際的電容量的倒數成正比.但是達到最終電壓時,每個電容上的電壓與電容的漏電流的倒數成正比.當然串聯回路上所有的漏電流是相同的,趨向于更高漏電流的電容將獲得比較小的電壓.因為漏電流隨所提供的電壓的增加而增加,較低的電壓會造成較高的漏電阻抗,使電壓趨向相同.測試高壓母線上的串聯電容,供給電容多出額定電壓兩倍的10%的電壓,在整個溫度范圍內顯示出良好的電壓分配,沒有電容電壓曾經超過其額定值.
電壓的降額 Voltage Derating
電壓的降額用百分比來表示,即給定電壓小于額定電壓的百分比,如一個450V的電容工作在400V將有11%的電壓降額.
如用至少高于額定電壓135%的化成電壓和85℃的額定或更高溫度 鋁箔所制作的鋁電解電容器,不需要過多的電壓降額,降額可持續增加工作壽命.
在應用中,在溫度小于45℃時工作不需要降額.
高于75℃,10%的降額是足夠的.
對于更高的溫度和高的紋波電流,15% 或20%的降額是合適的.
軍事和空間的應用使用50%的電壓降額.
在正常室溫下,照相閃光(photoflash)電容可以在滿額定電壓下被使用,因為它們是為這樣的職責而設計的.
至少10%的電壓降額對于頻閃(strobe)電容有好處,因為它們連續工作會使它們變熱.
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3,電壓
額定DC電壓 Rated DC voltage
額定直流電壓時標示在電容上的電壓,它是包括紋波電壓的最大峰值電壓,這個電壓可能在額定溫度范圍內在端子之間持續的被供給.較高額定電壓的電容可能代替較低額定電壓的電容所只要外形尺寸,DF和ESR的額定值是兼容的.
工作電壓(working voltage)簡稱WV
應為標稱安全值,也就是說應用電路中,不得超過此標稱電壓.
電解電容工作在遠低于額定工作電壓時,由于不能得到有效的足以維持電極跟電解液之間的退極化作用,會導致電解電容的極化而降低漣波電流,增大ESR,從而提早老化.但是這個說法的前提是“遠低于額定工作電壓”,綜合一些長期的實踐經驗來看,選取額定工作電壓標稱值的2/3左右為正常工作電壓,是比較合理的.
額定浪涌電壓 Rated surge voltage
額定浪涌電壓是最大的直流過電壓,即25℃時時間不超過30秒偶然的間隔不少于5分鐘電容可能承受的的電壓.
浪涌電壓的測量 Surge voltage measurement
在正常的室溫下給電容通過一個1000Ω±10%的電阻加上額定浪涌電壓(如果電容量是2500uF或更高,則使用2500,000/CΩ±10%的電阻,C是電容單位是uF).循環加電壓1/2分鐘開接著41/2分鐘關,當處于關狀態時,每個電容通過充電電阻或等效電阻放電.重復循環120小時.公布測試的必要條件是為了DCL,ESR,DF滿足最初的條件,且沒有機械損壞或電解液的泄漏的跡象.沒有小滴或可視的流動的電解液殘留物是允許的.
瞬態過壓 Transient over-voltage
鋁電解電容一般能承受限制能量的非常高的瞬態過壓.
超過電容浪涌電壓額定值50V以上的應用將造成高的漏電流和固定電壓工作模式就像齊納二極管的反向擊穿.
如果電解液不能承受電壓的壓力,電容可能損壞短路,但是即使電解液能承受電壓的壓力,這種操作模式也不能維持很長時間,因為由電容所產生的氫氣和壓力的積累將造成損壞.
冗余電壓
鋁電解電容器先充電,再放電,而后將引線短接,再將其放置一段時間后,兩端子間存在電壓上升的現象;由這種現象所引起的電壓稱之為再生電壓.
當電壓施加在介質之上時,在介質內部引起電子的轉移,從而在介質內部產生感應電場,其方向與電壓的方向相反,這種現象稱之為極化反應.
在施加電壓引起介質極化后,如果兩端子進行放電一直到端子間的電壓為零,爾后將其開路放置一段時間后,一種潛在的電勢將出現在兩端子上,這樣就引起了再生電壓.再生電壓在電容器開路放置10天~20天時達到峰值,然后逐漸降低,再生電壓有隨著元件變大而增大的趨勢.
如果電容器在產生再生電壓后,兩端子短路,瞬間高壓放電可能引起組裝線上的操作員工的恐懼感,并且,有可能導致一些低壓驅動元件被擊穿的危險,預防出現這種情況的措施是在使用前加100ohm~1Kohm的電阻進行放電,或者在產品包裝中用鋁箔覆蓋引起兩端子間短路放電.
極性-反向電壓 Polar-Reversed Voltage
在電路設計和安裝時要檢查每一個電容的極性.在電容上會標示極性.盡管電容能持續承受1.5V的反向電壓,超過這個值就會因為過熱,壓力過大或介質損壞而損壞電容.這會造成相關聯的開路或短路故障和電容壓力釋放口的破裂.
充電-放電 Charge-Discharge
鋁電解電容沒有被設計成可以頻繁快速的充電和放電,頻繁快速的充電和放電會使電容因為過熱,壓力過大或崩潰而損壞,隨后的故障是開路或短路.
對于充電-放電的應用使用電容設計成這種應用,不要超過制造商所建議的放電速率.
電壓分配 Voltage Sharing
在充電期間,每個串聯電容的電壓與實際的電容量的倒數成正比.但是達到最終電壓時,每個電容上的電壓與電容的漏電流的倒數成正比.當然串聯回路上所有的漏電流是相同的,趨向于更高漏電流的電容將獲得比較小的電壓.因為漏電流隨所提供的電壓的增加而增加,較低的電壓會造成較高的漏電阻抗,使電壓趨向相同.測試高壓母線上的串聯電容,供給電容多出額定電壓兩倍的10%的電壓,在整個溫度范圍內顯示出良好的電壓分配,沒有電容電壓曾經超過其額定值.
電壓的降額 Voltage Derating
電壓的降額用百分比來表示,即給定電壓小于額定電壓的百分比,如一個450V的電容工作在400V將有11%的電壓降額.
如用至少高于額定電壓135%的化成電壓和85℃的額定或更高溫度 鋁箔所制作的鋁電解電容器,不需要過多的電壓降額,降額可持續增加工作壽命.
在應用中,在溫度小于45℃時工作不需要降額.
高于75℃,10%的降額是足夠的.
對于更高的溫度和高的紋波電流,15% 或20%的降額是合適的.
軍事和空間的應用使用50%的電壓降額.
在正常室溫下,照相閃光(photoflash)電容可以在滿額定電壓下被使用,因為它們是為這樣的職責而設計的.
至少10%的電壓降額對于頻閃(strobe)電容有好處,因為它們連續工作會使它們變熱.
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@世界真奇妙
資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供3,電壓額定DC電壓 RatedDCvoltage額定直流電壓時標示在電容上的電壓,它是包括紋波電壓的最大峰值電壓,這個電壓可能在額定溫度范圍內在端子之間持續的被供給.較高額定電壓的電容可能代替較低額定電壓的電容所只要外形尺寸,DF和ESR的額定值是兼容的.工作電壓(workingvoltage)簡稱WV應為標稱安全值,也就是說應用電路中,不得超過此標稱電壓.電解電容工作在遠低于額定工作電壓時,由于不能得到有效的足以維持電極跟電解液之間的退極化作用,會導致電解電容的極化而降低漣波電流,增大ESR,從而提早老化.但是這個說法的前提是“遠低于額定工作電壓”,綜合一些長期的實踐經驗來看,選取額定工作電壓標稱值的2/3左右為正常工作電壓,是比較合理的.額定浪涌電壓 Ratedsurgevoltage額定浪涌電壓是最大的直流過電壓,即25℃時時間不超過30秒偶然的間隔不少于5分鐘電容可能承受的的電壓.浪涌電壓的測量 Surgevoltagemeasurement在正常的室溫下給電容通過一個1000Ω±10%的電阻加上額定浪涌電壓(如果電容量是2500uF或更高,則使用2500,000/CΩ±10%的電阻,C是電容單位是uF).循環加電壓1/2分鐘開接著41/2分鐘關,當處于關狀態時,每個電容通過充電電阻或等效電阻放電.重復循環120小時.公布測試的必要條件是為了DCL,ESR,DF滿足最初的條件,且沒有機械損壞或電解液的泄漏的跡象.沒有小滴或可視的流動的電解液殘留物是允許的.瞬態過壓 Transientover-voltage鋁電解電容一般能承受限制能量的非常高的瞬態過壓.超過電容浪涌電壓額定值50V以上的應用將造成高的漏電流和固定電壓工作模式就像齊納二極管的反向擊穿.如果電解液不能承受電壓的壓力,電容可能損壞短路,但是即使電解液能承受電壓的壓力,這種操作模式也不能維持很長時間,因為由電容所產生的氫氣和壓力的積累將造成損壞.冗余電壓鋁電解電容器先充電,再放電,而后將引線短接,再將其放置一段時間后,兩端子間存在電壓上升的現象;由這種現象所引起的電壓稱之為再生電壓.當電壓施加在介質之上時,在介質內部引起電子的轉移,從而在介質內部產生感應電場,其方向與電壓的方向相反,這種現象稱之為極化反應.在施加電壓引起介質極化后,如果兩端子進行放電一直到端子間的電壓為零,爾后將其開路放置一段時間后,一種潛在的電勢將出現在兩端子上,這樣就引起了再生電壓.再生電壓在電容器開路放置10天~20天時達到峰值,然后逐漸降低,再生電壓有隨著元件變大而增大的趨勢.如果電容器在產生再生電壓后,兩端子短路,瞬間高壓放電可能引起組裝線上的操作員工的恐懼感,并且,有可能導致一些低壓驅動元件被擊穿的危險,預防出現這種情況的措施是在使用前加100ohm~1Kohm的電阻進行放電,或者在產品包裝中用鋁箔覆蓋引起兩端子間短路放電.極性-反向電壓 Polar-ReversedVoltage在電路設計和安裝時要檢查每一個電容的極性.在電容上會標示極性.盡管電容能持續承受1.5V的反向電壓,超過這個值就會因為過熱,壓力過大或介質損壞而損壞電容.這會造成相關聯的開路或短路故障和電容壓力釋放口的破裂.充電-放電Charge-Discharge鋁電解電容沒有被設計成可以頻繁快速的充電和放電,頻繁快速的充電和放電會使電容因為過熱,壓力過大或崩潰而損壞,隨后的故障是開路或短路.對于充電-放電的應用使用電容設計成這種應用,不要超過制造商所建議的放電速率.電壓分配VoltageSharing在充電期間,每個串聯電容的電壓與實際的電容量的倒數成正比.但是達到最終電壓時,每個電容上的電壓與電容的漏電流的倒數成正比.當然串聯回路上所有的漏電流是相同的,趨向于更高漏電流的電容將獲得比較小的電壓.因為漏電流隨所提供的電壓的增加而增加,較低的電壓會造成較高的漏電阻抗,使電壓趨向相同.測試高壓母線上的串聯電容,供給電容多出額定電壓兩倍的10%的電壓,在整個溫度范圍內顯示出良好的電壓分配,沒有電容電壓曾經超過其額定值.電壓的降額 VoltageDerating電壓的降額用百分比來表示,即給定電壓小于額定電壓的百分比,如一個450V的電容工作在400V將有11%的電壓降額.如用至少高于額定電壓135%的化成電壓和85℃的額定或更高溫度鋁箔所制作的鋁電解電容器,不需要過多的電壓降額,降額可持續增加工作壽命.在應用中,在溫度小于45℃時工作不需要降額.高于75℃,10%的降額是足夠的.對于更高的溫度和高的紋波電流,15%或20%的降額是合適的.軍事和空間的應用使用50%的電壓降額.在正常室溫下,照相閃光(photoflash)電容可以在滿額定電壓下被使用,因為它們是為這樣的職責而設計的.至少10%的電壓降額對于頻閃(strobe)電容有好處,因為它們連續工作會使它們變熱..
例如: 如果我們有一個20V 1.2F 尺寸為3×8.63的電容器,我想用400V 同樣尺寸的電容器去代替,那我們選用的容量是多少?
1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V
即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5
請問V1^1.5之間的是什么符號? 是開根號嗎?
1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V
即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5
請問V1^1.5之間的是什么符號? 是開根號嗎?
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5, 紋波電流
紋波電流 Ripple Current
紋波電流是流進電容的交流電流.之所以稱為紋波電流是因為其所關聯的依附在電容的直流偏置電壓上的交流電壓的行進就像水上的紋波一樣.
紋波電流使電容發熱,太高的溫升將使電容超過它的最大可允許管芯的溫度而很快損壞,但是工作于接近最大允許管芯溫度將大大縮短預期的壽命.
最大可允許的紋波電流決定于多大可被允許且仍能滿足電容的負載壽命指標.對于鋁電解電容工作于最大允許管芯溫度其負載壽命指標典型值是1000到10,000小時.即六個星期到一年零七個星期,對于大多數的應用這個時間都太短了.
紋波電流的技術規格 Ripple current specification
紋波電流是由在額定溫度下獲得希望的溫升所決定的.
通常額定溫度為85℃的電容允許的溫升是10℃,最大允許管芯溫度是95℃.
通常額定溫度為105℃的電容允許的溫升是5℃,最大允許管芯溫度是110℃.
紋波電流額定值通常假定電容是對流冷卻,整個罐子與空氣接觸.0.006W/℃/in2的對流系數是假設溫升是從空氣到外殼,管芯溫度假設與外殼溫度相同.
功率損耗等于紋波電流的平方乘以ESR , ( P=I (square)*R) .通常使用25℃,120Hz的最大的ESR,但是既然ESR隨溫度的增加而減少,所以可使用低于最大ESR的值去計算功率損耗.
這有一個例子,對于4700uF,450V,直徑為3 inch(76mm),長為55/8 inchs(143mm) 的罐型電容,其25℃,120Hz最大的ESR是30mΩ,假設你想要這種電容紋波電流額定值.罐型的面積-不包括端子末端-是60.1in2(388mm2).熱導系數是(0.006)(60.1)=0.36W/℃.對于10℃的溫升,外殼可能損耗3.6W.所以對于最大的ESR是30mΩ可允許的紋波電流是11A.(3．6＝I square x 0．03)
像這個例子里的大的罐型電容忽略了從外殼到管芯的溫升就會嚴重的夸大了紋波電流的容量.
紋波電流的溫度特性 Ripple current temperature characteristics
對于工作溫度小于額定溫度額定紋波電流會增加.在技術指標中會顯示增加量.一般增加量決定于最大管芯溫度(Tc),額定溫度(Tr)和環境溫度(Ta)即:
紋波溫度增量=[(Tc- Ta)/ (Tc- Tr)]1/2
高的紋波電流會使工作壽命小于預期壽命,因為電容時間越長其ESR越大對于相同的紋波電流發熱量會增加.這加速了磨損.
紋波電流的頻率特性 Ripple current frequency characteristics
工作頻率不是120Hz時,要校正額定紋波電流.在技術指標中會顯示增加量.通常增加量決定于預期隨頻率的變化的ESR,但是就像上面所討論的,ESR是溫度,電容量,額定電壓和頻率復雜的函數.所以很難產生一個精確模擬其對頻率依賴的紋波-頻率的增量表.對于高紋波電流的應用要確認在你感興趣的頻率下的ESR,并計算總的功率損耗.
電解電容器的壽命還與電容器長時間工作的交流電流與額定脈沖電流(一般是指在85℃的環境溫度下測試值,但是有一些耐高溫的電解電容器是在125℃時測試的數據)的比值有關.一般說來,這個比值越大,電解電容器的壽命越短,當流過電解電容器的電流為額定電流的3.8倍時,電解電容器一般都已經損壞.所以,電解電容器有它的安全工作區,對于一般應用,當交流電流與額定脈沖電流的比值在3.0倍以下時,對于壽命的要求已經滿足.
實際上d的變化范圍在5%—20%之間,它造成紋波電流大小約是電容直流輸出電流,的2-4倍.D的選擇對電容器的影響很大,一個比較小的d值和高峰值的沖點線路能夠產生一個比較大的紋波電流值.紋波電流和d的關系可在中看到,根據ESR和頻率的關系,變換d將會導致電容的能耗,這個能耗正比于紋波電流,或正比于紋波電流的平方,或者是著兩個值中的某一點.
漣波電流對于石機的濾波電路來說,是一個很重要的參數.漣波電流Irac 是愈高愈好.他的高低與工作頻率相關,頻率越高Irac越大,頻率越低Irac越小.傳統的認為我們需要在低頻時能夠有很高的漣波電流,以求得到良好的大電流放電特性,使的低頻更加結實飽滿富有彈性,以及良好的控制驅動特性;實際上在高頻時高的漣波電流對音色的正面幫助也很大,可以使高頻有更好的延伸和減小粗糙感.
在我們現有的摩濾波電容的文章中,推薦的大部分電容都是日本貨,比如說elna,紅寶石,nichicon(籃精靈),當然還有日本化工等品種,由于我們一入道就接觸這些電容,因此先入為主的我們就認為這些電容就是最好的電容.當然,玩膽機的朋友,眼界更為開闊,他們決不輕易使用這些日本貨,而是想方設法地去尋找歐美貨.根據本人這些年的實踐來看,在上面的那些日本貨中,除了ENLA的極少數品種和歐美品種和能有一拼外,其他的品種根本不是歐美貨的對手.
在膽機用濾波電容中,美國的cornell dubilier的效果不錯,它的直徑是35mm,高度要比日本貨高一倍,但是相同耐壓的RIFA電容的直徑是75mm,無法安裝.cornell dubilier電容的腳是2個較粗的接線柱,通過螺絲固定,而很多日本貨是四個腳,直接焊接,因此在替換的時候仍然比較麻煩,我費了很大力氣才把我的膽機上的四個濾波電容換好.
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5, 紋波電流
紋波電流 Ripple Current
紋波電流是流進電容的交流電流.之所以稱為紋波電流是因為其所關聯的依附在電容的直流偏置電壓上的交流電壓的行進就像水上的紋波一樣.
紋波電流使電容發熱,太高的溫升將使電容超過它的最大可允許管芯的溫度而很快損壞,但是工作于接近最大允許管芯溫度將大大縮短預期的壽命.
最大可允許的紋波電流決定于多大可被允許且仍能滿足電容的負載壽命指標.對于鋁電解電容工作于最大允許管芯溫度其負載壽命指標典型值是1000到10,000小時.即六個星期到一年零七個星期,對于大多數的應用這個時間都太短了.
紋波電流的技術規格 Ripple current specification
紋波電流是由在額定溫度下獲得希望的溫升所決定的.
通常額定溫度為85℃的電容允許的溫升是10℃,最大允許管芯溫度是95℃.
通常額定溫度為105℃的電容允許的溫升是5℃,最大允許管芯溫度是110℃.
紋波電流額定值通常假定電容是對流冷卻,整個罐子與空氣接觸.0.006W/℃/in2的對流系數是假設溫升是從空氣到外殼,管芯溫度假設與外殼溫度相同.
功率損耗等于紋波電流的平方乘以ESR , ( P=I (square)*R) .通常使用25℃,120Hz的最大的ESR,但是既然ESR隨溫度的增加而減少,所以可使用低于最大ESR的值去計算功率損耗.
這有一個例子,對于4700uF,450V,直徑為3 inch(76mm),長為55/8 inchs(143mm) 的罐型電容,其25℃,120Hz最大的ESR是30mΩ,假設你想要這種電容紋波電流額定值.罐型的面積-不包括端子末端-是60.1in2(388mm2).熱導系數是(0.006)(60.1)=0.36W/℃.對于10℃的溫升,外殼可能損耗3.6W.所以對于最大的ESR是30mΩ可允許的紋波電流是11A.(3．6＝I square x 0．03)
像這個例子里的大的罐型電容忽略了從外殼到管芯的溫升就會嚴重的夸大了紋波電流的容量.
紋波電流的溫度特性 Ripple current temperature characteristics
對于工作溫度小于額定溫度額定紋波電流會增加.在技術指標中會顯示增加量.一般增加量決定于最大管芯溫度(Tc),額定溫度(Tr)和環境溫度(Ta)即:
紋波溫度增量=[(Tc- Ta)/ (Tc- Tr)]1/2
高的紋波電流會使工作壽命小于預期壽命,因為電容時間越長其ESR越大對于相同的紋波電流發熱量會增加.這加速了磨損.
紋波電流的頻率特性 Ripple current frequency characteristics
工作頻率不是120Hz時,要校正額定紋波電流.在技術指標中會顯示增加量.通常增加量決定于預期隨頻率的變化的ESR,但是就像上面所討論的,ESR是溫度,電容量,額定電壓和頻率復雜的函數.所以很難產生一個精確模擬其對頻率依賴的紋波-頻率的增量表.對于高紋波電流的應用要確認在你感興趣的頻率下的ESR,并計算總的功率損耗.
電解電容器的壽命還與電容器長時間工作的交流電流與額定脈沖電流(一般是指在85℃的環境溫度下測試值,但是有一些耐高溫的電解電容器是在125℃時測試的數據)的比值有關.一般說來,這個比值越大,電解電容器的壽命越短,當流過電解電容器的電流為額定電流的3.8倍時,電解電容器一般都已經損壞.所以,電解電容器有它的安全工作區,對于一般應用,當交流電流與額定脈沖電流的比值在3.0倍以下時,對于壽命的要求已經滿足.
實際上d的變化范圍在5%—20%之間,它造成紋波電流大小約是電容直流輸出電流,的2-4倍.D的選擇對電容器的影響很大,一個比較小的d值和高峰值的沖點線路能夠產生一個比較大的紋波電流值.紋波電流和d的關系可在中看到,根據ESR和頻率的關系,變換d將會導致電容的能耗,這個能耗正比于紋波電流,或正比于紋波電流的平方,或者是著兩個值中的某一點.
漣波電流對于石機的濾波電路來說,是一個很重要的參數.漣波電流Irac 是愈高愈好.他的高低與工作頻率相關,頻率越高Irac越大,頻率越低Irac越小.傳統的認為我們需要在低頻時能夠有很高的漣波電流,以求得到良好的大電流放電特性,使的低頻更加結實飽滿富有彈性,以及良好的控制驅動特性;實際上在高頻時高的漣波電流對音色的正面幫助也很大,可以使高頻有更好的延伸和減小粗糙感.
在我們現有的摩濾波電容的文章中,推薦的大部分電容都是日本貨,比如說elna,紅寶石,nichicon(籃精靈),當然還有日本化工等品種,由于我們一入道就接觸這些電容,因此先入為主的我們就認為這些電容就是最好的電容.當然,玩膽機的朋友,眼界更為開闊,他們決不輕易使用這些日本貨,而是想方設法地去尋找歐美貨.根據本人這些年的實踐來看,在上面的那些日本貨中,除了ENLA的極少數品種和歐美品種和能有一拼外,其他的品種根本不是歐美貨的對手.
在膽機用濾波電容中,美國的cornell dubilier的效果不錯,它的直徑是35mm,高度要比日本貨高一倍,但是相同耐壓的RIFA電容的直徑是75mm,無法安裝.cornell dubilier電容的腳是2個較粗的接線柱,通過螺絲固定,而很多日本貨是四個腳,直接焊接,因此在替換的時候仍然比較麻煩,我費了很大力氣才把我的膽機上的四個濾波電容換好.
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6,等效串聯電阻 ESR
等效串聯電阻 Equivalent Series Resistance
等效串聯電阻(ESR)是一個單一的電阻值,它代表了所有的電容的歐姆損耗與電容相串聯.
用于DC/DC開關穩壓電源輸入濾波電容器,因開關變換器是以脈沖形式向電源汲取電能,故濾波電容器中流過較大的高頻電流,當電解電容器等效串聯電阻(ESR)較大時,將產生較大損耗,導致電解電容器發熱.而低ESR電解電容器則可明顯減小紋波(特別是高頻紋波)電流產生的發熱. 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.
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,ESR要求越低越好.當額定電壓固定時,容量愈大 ESR愈低.
當容量固定時,選用高額定電壓的品種可以降低 ESR.
低頻時ESR高,
高頻時ESR低,
高溫也會使ESR上升.
ESR的測量 ESR measurement
對于鋁電解電容,是在25℃時測試在一個測量橋式電路中等效串聯電路中的電阻值作為ESR的值,測量橋式電路用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有正向偏置電壓的電源來供電.
ESR的溫度特性 ESR Temperature characteristics
ESR隨溫度的的增加而降低.
從25℃到限制的最高溫度ESR大約降低35%到50%.
但是在限制的最低溫度時ESR的增加超過10倍.
對于額定溫度為-20℃或-40℃的電容,在-40℃時ESR的增加超過100倍.
ESR的頻率特性 ESR Frequency characteristics
像DF一樣,ESR隨頻率而變化.重寫一次上面DF的公式,ESR可由下面的公式來模擬:
ESR=10,000(DFif) /2лfC +ESRhf
用ESR來表示,在低頻時ESR隨著頻率的增加穩定的下降,
關電源的體積不斷縮小,能量轉換效率不斷提高,使得開關電源的工作頻率不斷提高(從20kHz到500kHz,甚至達到1MHz以上),導致其輸出部分的高頻噪聲加大,為了有效濾波,必須使用超低高頻阻抗或低等效串聯電阻(ESR)的電容器.
D.3 損耗因數- Dissipation Factor(DF)
Tan& (損耗角正切)
在等效電路中,等效串聯電阻ESR同容抗1/wC 之比稱為 Tan& ,其測量條件與電容量相同.
Tan&=R(ESR)/(1/ wC)= wC R(ESR)
其中:R(ESR)= ESR(120HZ) w =2 X 3.14 f
F= 120Hz
Tan& 隨著測量頻率的增加而變大,隨著測量溫度的下降而增大.
損耗因數是測量損耗角的正切值并用百分數來表示.損耗因數也是ESR同容性電抗的比值,因此與ESR有關,用公式表示:
DF=2лfC(ESR)/10,000
DF是用百分數表示的沒有單位的數值,測試頻率f的單位是Hz,電容量C的單位是Uf,ESR的單位是Ω.
DF的測試 DF measurement
DF的測試是在25℃用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有偏置電壓的電源來供電下完成的.DF的值與溫度和頻率有關.
DF的溫度特性 DF Temperature characteristics
損耗因數隨溫度的升高而降低.從25℃到最高溫度限制值時DF大約降低50%,但是在最低溫度限制值時,DF增加超過10倍.額定溫度為-55℃的更好的器件的DF值在-40℃時增加量不到5倍.
DF的頻率特性 DF Frequency characteristics、
損耗因數在高頻時隨頻率的變化而變化.DF用以下的公式來模擬:
DF=DFif+2лfC(ESRhf)/10,000
DF是用百分數來表示的總的損耗因數,DFif是用百分數來表示的低頻的損耗因數,ESRhf是高頻時的ESR單位Ω,f是測試頻率單位Hz,C是測試頻率下的電容量單位uF.DFif是由功率損失所造成的,功率損失是由在鋁氧化介質的分子排列方向的電場所產生的.ESRhf是由在薄膜,連接器和電解液/隔離物墊上的阻性損耗所造成的.電解液/隔離物墊上的電阻值經常起主導作用,它的電阻值隨頻率變化很小.DFif的范圍大約是從1.5%到3%.ESRhf的范圍是從0.002到10Ω,隨溫度而降低.
上面DF的公式表明DF在低頻時是個常數,在交越頻率處跨越到降低的DF和固定的ESR,交越頻率與電容量成反比.因此高電容量的電容其交越頻率就低.隨著頻率的增加高電容量的電容比低電容量的電容DF降低的更多.
DF值是高還是低,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;
當容量相同時,耐壓愈高,DF值就愈低.
頻率愈高,DF值愈高,
溫度愈高, DF值也愈高.
DF 值一般不標注在電容器上或規格介紹上面.在DIY選取電容時,可優先考慮選取更高耐壓的,比如工作電壓為45V時,選用50V的就不很合理.盡管使用50V的從承受電壓正常工作方 面并無不妥,但從DF值方面考慮就欠缺一些.使用63V或71V耐壓的會有更好的表現的.當然 再高了性價比上就不合算了.
含浸 Impregnation
電容器元件注入電解液,浸透紙隔離物并且滲透到蝕刻管道里.注入的方法可能會涉及到器件的浸入和真空壓力周期的應用不管使用或不使用加熱,或者在小單元情況下僅僅是簡單的吸收.電解液是根據電壓和工作溫度范圍用不同的公式表示的成分的復雜混合物.其基本的成分是具有可溶性和可導電性的鹽-一種溶解物-以產生電的傳導.普通的溶劑是乙烯乙二醇(EG), 二甲基的甲酰胺(DFM)和微克丁內酯(GBL).普通的溶解物是銨硼酸鹽和其它的銨鹽.EG典型應用于額定值為-20℃或-40℃的電容.DFM和GBL經常應用于額定值為-55℃的電容.
在電解液里水起很大的作用.水增加了導電性因此減少了電容的阻抗.但是它降低了沸點因而妨礙了高溫性能,減少了貯藏壽命.占幾個百分點的水是必要的,因為電解液要維持鋁氧化物電介質的完整性.當漏電流流動時,水被分解為氫和氧,氧被附著在陽極金屬薄片上通過增加更多的氧來復原漏電流地點.氫通過電容的密封橡膠溢出.
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6,等效串聯電阻 ESR
等效串聯電阻 Equivalent Series Resistance
等效串聯電阻(ESR)是一個單一的電阻值,它代表了所有的電容的歐姆損耗與電容相串聯.
用于DC/DC開關穩壓電源輸入濾波電容器,因開關變換器是以脈沖形式向電源汲取電能,故濾波電容器中流過較大的高頻電流,當電解電容器等效串聯電阻(ESR)較大時,將產生較大損耗,導致電解電容器發熱.而低ESR電解電容器則可明顯減小紋波(特別是高頻紋波)電流產生的發熱. 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.
ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,ESR要求越低越好.當額定電壓固定時,容量愈大 ESR愈低.
當容量固定時,選用高額定電壓的品種可以降低 ESR.
低頻時ESR高,
高頻時ESR低,
高溫也會使ESR上升.
ESR的測量 ESR measurement
對于鋁電解電容,是在25℃時測試在一個測量橋式電路中等效串聯電路中的電阻值作為ESR的值,測量橋式電路用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有正向偏置電壓的電源來供電.
ESR的溫度特性 ESR Temperature characteristics
ESR隨溫度的的增加而降低.
從25℃到限制的最高溫度ESR大約降低35%到50%.
但是在限制的最低溫度時ESR的增加超過10倍.
對于額定溫度為-20℃或-40℃的電容,在-40℃時ESR的增加超過100倍.
ESR的頻率特性 ESR Frequency characteristics
像DF一樣,ESR隨頻率而變化.重寫一次上面DF的公式,ESR可由下面的公式來模擬:
ESR=10,000(DFif) /2лfC +ESRhf
用ESR來表示,在低頻時ESR隨著頻率的增加穩定的下降,
關電源的體積不斷縮小,能量轉換效率不斷提高,使得開關電源的工作頻率不斷提高(從20kHz到500kHz,甚至達到1MHz以上),導致其輸出部分的高頻噪聲加大,為了有效濾波,必須使用超低高頻阻抗或低等效串聯電阻(ESR)的電容器.
D.3 損耗因數- Dissipation Factor(DF)
Tan& (損耗角正切)
在等效電路中,等效串聯電阻ESR同容抗1/wC 之比稱為 Tan& ,其測量條件與電容量相同.
Tan&=R(ESR)/(1/ wC)= wC R(ESR)
其中:R(ESR)= ESR(120HZ) w =2 X 3.14 f
F= 120Hz
Tan& 隨著測量頻率的增加而變大,隨著測量溫度的下降而增大.
損耗因數是測量損耗角的正切值并用百分數來表示.損耗因數也是ESR同容性電抗的比值,因此與ESR有關,用公式表示:
DF=2лfC(ESR)/10,000
DF是用百分數表示的沒有單位的數值,測試頻率f的單位是Hz,電容量C的單位是Uf,ESR的單位是Ω.
DF的測試 DF measurement
DF的測試是在25℃用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有偏置電壓的電源來供電下完成的.DF的值與溫度和頻率有關.
DF的溫度特性 DF Temperature characteristics
損耗因數隨溫度的升高而降低.從25℃到最高溫度限制值時DF大約降低50%,但是在最低溫度限制值時,DF增加超過10倍.額定溫度為-55℃的更好的器件的DF值在-40℃時增加量不到5倍.
DF的頻率特性 DF Frequency characteristics、
損耗因數在高頻時隨頻率的變化而變化.DF用以下的公式來模擬:
DF=DFif+2лfC(ESRhf)/10,000
DF是用百分數來表示的總的損耗因數,DFif是用百分數來表示的低頻的損耗因數,ESRhf是高頻時的ESR單位Ω,f是測試頻率單位Hz,C是測試頻率下的電容量單位uF.DFif是由功率損失所造成的,功率損失是由在鋁氧化介質的分子排列方向的電場所產生的.ESRhf是由在薄膜,連接器和電解液/隔離物墊上的阻性損耗所造成的.電解液/隔離物墊上的電阻值經常起主導作用,它的電阻值隨頻率變化很小.DFif的范圍大約是從1.5%到3%.ESRhf的范圍是從0.002到10Ω,隨溫度而降低.
上面DF的公式表明DF在低頻時是個常數,在交越頻率處跨越到降低的DF和固定的ESR,交越頻率與電容量成反比.因此高電容量的電容其交越頻率就低.隨著頻率的增加高電容量的電容比低電容量的電容DF降低的更多.
DF值是高還是低,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;
當容量相同時,耐壓愈高,DF值就愈低.
頻率愈高,DF值愈高,
溫度愈高, DF值也愈高.
DF 值一般不標注在電容器上或規格介紹上面.在DIY選取電容時,可優先考慮選取更高耐壓的,比如工作電壓為45V時,選用50V的就不很合理.盡管使用50V的從承受電壓正常工作方 面并無不妥,但從DF值方面考慮就欠缺一些.使用63V或71V耐壓的會有更好的表現的.當然 再高了性價比上就不合算了.
含浸 Impregnation
電容器元件注入電解液,浸透紙隔離物并且滲透到蝕刻管道里.注入的方法可能會涉及到器件的浸入和真空壓力周期的應用不管使用或不使用加熱,或者在小單元情況下僅僅是簡單的吸收.電解液是根據電壓和工作溫度范圍用不同的公式表示的成分的復雜混合物.其基本的成分是具有可溶性和可導電性的鹽-一種溶解物-以產生電的傳導.普通的溶劑是乙烯乙二醇(EG), 二甲基的甲酰胺(DFM)和微克丁內酯(GBL).普通的溶解物是銨硼酸鹽和其它的銨鹽.EG典型應用于額定值為-20℃或-40℃的電容.DFM和GBL經常應用于額定值為-55℃的電容.
在電解液里水起很大的作用.水增加了導電性因此減少了電容的阻抗.但是它降低了沸點因而妨礙了高溫性能,減少了貯藏壽命.占幾個百分點的水是必要的,因為電解液要維持鋁氧化物電介質的完整性.當漏電流流動時,水被分解為氫和氧,氧被附著在陽極金屬薄片上通過增加更多的氧來復原漏電流地點.氫通過電容的密封橡膠溢出.
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7,漏電流
DCL漏電流 DC Leakage Current(DCL)
DC漏電流是指在給定的額定電壓下流過電容的直流電流值.漏電流的值依賴于給定的電壓,充電周期和電容的溫度.
電容器的介質對直流電具有很大的阻礙作用.
由于鋁氧化膜介質上浸有電解液,在施加電壓時,重新形成以及修復氧化膜的時候會產生一種很小的稱之為漏電流的電流,
剛施加電壓時,漏電流較大,隨著時間的延長,漏電流會逐漸減小并最終保持穩定.
測試溫度和電壓對漏電留具有很大的影響.
漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大
DCL的測試方法 DCL Method of measurement
漏電流的測量是在25℃的溫度下,提供額定電壓并通過1000Ω的保護電阻同測量電路中的電容相串聯.加電壓5分鐘以后,漏電流沒有超過規格所給定的最大值.
鋁電解電容都存在漏電的情況,這是物理結構所決定的.
漏電流當然是越小越好.
電容器容量愈高,漏電流就愈大.
降低工作電壓可降低漏電流.
選用更高耐壓的品種也會有助于減小漏電流.
相同條件下優先選取高耐壓品種的確是一個簡便可行的好方法;降低內阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命.真是好處多多,唯價格上會高一些.
而漏電流值大小的控制是電容器三個參數中的重點,漏電流值大小是判斷電容器質量的一個重要標志.
影響鋁電解電容漏電流值的主要因素有 :
(1)所 用 原 材 料 的 純 度 情 況 , 包 括 正 極 箔 的 含 雜 質 情 況 , 負 極 箔 純 度 、 去 離 子 水 的 純 度 , 電 解 紙 的 雜 質 含 量 以 及 其 它 結 構 材 料 、 密 封 材 料 等 等 .
(2)工作電 解 液 的 成 分 、 粘 度 、 P H 值 、 比 電 阻 .
(3)工 作 和 貯存 環 境 的 影 響 .
(4)電 容 器 生 產 的 環 境 和 制 造 工 藝 的 控 制 , 特 別 是 老 煉 工 藝 , 電 容 器 內 部 氧 化 膜 的 修 補 過 程 等 .
把相同容量的電解電容按照額定承受電壓進行充電,放置一段時間后再檢測電容器兩端的電壓下降程度.下降電壓越少的漏電流就越小.
DCL的溫度特性 DCL Temperature characteristics
隨溫度的增加而增加
DCL的測試方法 DCL Method of measurement
漏電流的測量是在25℃的溫度下,提供額定電壓并通過1000Ω的保護電阻同測量電路中的電容相串聯.加電壓5分鐘以后,漏電流沒有超過規格所給定的最大值.
把相同容量的電解電容按照額定承受電壓進行充電,放置一段時間后再檢測電容器兩端的電壓下降程度.下降電壓越少的漏電流就越小.
DCL的電壓特性 DCL Voltage characteristics
漏電流的值隨著提供的電壓的降低會迅速的減少.
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7,漏電流
DCL漏電流 DC Leakage Current(DCL)
DC漏電流是指在給定的額定電壓下流過電容的直流電流值.漏電流的值依賴于給定的電壓,充電周期和電容的溫度.
電容器的介質對直流電具有很大的阻礙作用.
由于鋁氧化膜介質上浸有電解液,在施加電壓時,重新形成以及修復氧化膜的時候會產生一種很小的稱之為漏電流的電流,
剛施加電壓時,漏電流較大,隨著時間的延長,漏電流會逐漸減小并最終保持穩定.
測試溫度和電壓對漏電留具有很大的影響.
漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大
DCL的測試方法 DCL Method of measurement
漏電流的測量是在25℃的溫度下,提供額定電壓并通過1000Ω的保護電阻同測量電路中的電容相串聯.加電壓5分鐘以后,漏電流沒有超過規格所給定的最大值.
鋁電解電容都存在漏電的情況,這是物理結構所決定的.
漏電流當然是越小越好.
電容器容量愈高,漏電流就愈大.
降低工作電壓可降低漏電流.
選用更高耐壓的品種也會有助于減小漏電流.
相同條件下優先選取高耐壓品種的確是一個簡便可行的好方法;降低內阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命.真是好處多多,唯價格上會高一些.
而漏電流值大小的控制是電容器三個參數中的重點,漏電流值大小是判斷電容器質量的一個重要標志.
影響鋁電解電容漏電流值的主要因素有 :
(1)所 用 原 材 料 的 純 度 情 況 , 包 括 正 極 箔 的 含 雜 質 情 況 , 負 極 箔 純 度 、 去 離 子 水 的 純 度 , 電 解 紙 的 雜 質 含 量 以 及 其 它 結 構 材 料 、 密 封 材 料 等 等 .
(2)工作電 解 液 的 成 分 、 粘 度 、 P H 值 、 比 電 阻 .
(3)工 作 和 貯存 環 境 的 影 響 .
(4)電 容 器 生 產 的 環 境 和 制 造 工 藝 的 控 制 , 特 別 是 老 煉 工 藝 , 電 容 器 內 部 氧 化 膜 的 修 補 過 程 等 .
把相同容量的電解電容按照額定承受電壓進行充電,放置一段時間后再檢測電容器兩端的電壓下降程度.下降電壓越少的漏電流就越小.
DCL的溫度特性 DCL Temperature characteristics
隨溫度的增加而增加
DCL的測試方法 DCL Method of measurement
漏電流的測量是在25℃的溫度下,提供額定電壓并通過1000Ω的保護電阻同測量電路中的電容相串聯.加電壓5分鐘以后,漏電流沒有超過規格所給定的最大值.
把相同容量的電解電容按照額定承受電壓進行充電,放置一段時間后再檢測電容器兩端的電壓下降程度.下降電壓越少的漏電流就越小.
DCL的電壓特性 DCL Voltage characteristics
漏電流的值隨著提供的電壓的降低會迅速的減少.
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@世界真奇妙
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可不可以把電容的容量做大拿來當電池用
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10,絕緣和接地 Insulation and Grounding
非固態電解液鋁電解電容的鋁外殼通過與電解液接觸與負極相連.所產生的絕緣電阻從幾個歐姆到幾千個歐姆.對于軸向端子的電容和扁平組件封裝外殼與負極端子連接.如果同外殼接觸的器件有一定電平而不是負極端子,使用帶絕緣套的電容.
塑料絕緣(UL224VW-1 )能承受3000Vdc或2500Vac,60Hz1分鐘,電壓加在外殼和一個1/4英寸寬圍繞絕緣套的金屬薄膜之間.給電容安裝上滿意的尼龍螺母和間隔孔.
在薄膜和電容外殼之間加電100V 2分鐘以后,絕緣電阻不小于100MΩ.
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10,絕緣和接地 Insulation and Grounding
非固態電解液鋁電解電容的鋁外殼通過與電解液接觸與負極相連.所產生的絕緣電阻從幾個歐姆到幾千個歐姆.對于軸向端子的電容和扁平組件封裝外殼與負極端子連接.如果同外殼接觸的器件有一定電平而不是負極端子,使用帶絕緣套的電容.
塑料絕緣(UL224VW-1 )能承受3000Vdc或2500Vac,60Hz1分鐘,電壓加在外殼和一個1/4英寸寬圍繞絕緣套的金屬薄膜之間.給電容安裝上滿意的尼龍螺母和間隔孔.
在薄膜和電容外殼之間加電100V 2分鐘以后,絕緣電阻不小于100MΩ.
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11,平衡電阻 Balancing Resistors
在額定溫度時,串聯的兩個電容漏電流的差異能被估計為0.0015CVr單位是uA,C是額定電容量單位是uF,Vb是通過兩個電容的電壓單位是Vdc.使用這種估計數值,使用下面的公式來為每個電容選取平衡電阻的值.
R=(2Vr-Vb)/(0.0015CVr)
R使平衡電阻單位是MΩ,Vr是你想要加在每一個電容上的最大電壓,Vb是通過兩個電容的最大母線電壓.
對于三個或更多的電容串聯可使用下面的公式,n是串聯電容的個數:
R=(Vr-Vb/n)/(0.00075CVr)
當兩個電容串聯時,電壓的分配很少使用平衡電阻.在使用平衡電阻作為電壓放電以前,應考慮到不使用平衡電阻通常會增加系統的可靠性因為不使用平衡電阻可降低電容周圍的溫度,除去比電容可靠性低的元器件就意味著保護.作為替代,使用相同生產的一批電容以確保相同的漏電流或使用更高的額定電壓以允許不同生產商的電容電壓的不均衡.確保串聯的電容有相同的熱的環境.
11,平衡電阻 Balancing Resistors
在額定溫度時,串聯的兩個電容漏電流的差異能被估計為0.0015CVr單位是uA,C是額定電容量單位是uF,Vb是通過兩個電容的電壓單位是Vdc.使用這種估計數值,使用下面的公式來為每個電容選取平衡電阻的值.
R=(2Vr-Vb)/(0.0015CVr)
R使平衡電阻單位是MΩ,Vr是你想要加在每一個電容上的最大電壓,Vb是通過兩個電容的最大母線電壓.
對于三個或更多的電容串聯可使用下面的公式,n是串聯電容的個數:
R=(Vr-Vb/n)/(0.00075CVr)
當兩個電容串聯時,電壓的分配很少使用平衡電阻.在使用平衡電阻作為電壓放電以前,應考慮到不使用平衡電阻通常會增加系統的可靠性因為不使用平衡電阻可降低電容周圍的溫度,除去比電容可靠性低的元器件就意味著保護.作為替代,使用相同生產的一批電容以確保相同的漏電流或使用更高的額定電壓以允許不同生產商的電容電壓的不均衡.確保串聯的電容有相同的熱的環境.
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12,放置壽命 Self Life
存儲5到10年以上的鋁電解電容可能會增加DC漏電流.在使用之前檢查DCL是否滿足應用的需要.經過1,000Ω的電阻加上額定電壓30分鐘來重新限定高DCL個體的條件.
存儲壽命是測量電容如何維持長時間的存儲尤其在高溫下.為了測試存儲壽命,將電容放在一個爐中,設置存儲壽命測試溫度為-0+3℃作為存儲壽命測試周期.完成實驗在25℃下穩定電容24h或更長時間.提供額定電壓30分鐘,確認測試后的限制值.如果沒有另外的指標,則電容量,DCL和ESR將滿足開始的要求.
(1) 在溫度為5~30℃,濕度為75%以下的室內儲存
(2) 不要保存在組裝使用中禁用的環境及同等條件下
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12,放置壽命 Self Life
存儲5到10年以上的鋁電解電容可能會增加DC漏電流.在使用之前檢查DCL是否滿足應用的需要.經過1,000Ω的電阻加上額定電壓30分鐘來重新限定高DCL個體的條件.
存儲壽命是測量電容如何維持長時間的存儲尤其在高溫下.為了測試存儲壽命,將電容放在一個爐中,設置存儲壽命測試溫度為-0+3℃作為存儲壽命測試周期.完成實驗在25℃下穩定電容24h或更長時間.提供額定電壓30分鐘,確認測試后的限制值.如果沒有另外的指標,則電容量,DCL和ESR將滿足開始的要求.
(1) 在溫度為5~30℃,濕度為75%以下的室內儲存
(2) 不要保存在組裝使用中禁用的環境及同等條件下
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電解電容器的知識
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14,振動 Vibration
鋁電解電容一般能承受10g的振動力.在技術指標中會給出限制值.調整過程使振動力小于單個類型的技術指標所要求的值.
為了測試振動阻抗,將電容固定在振動平臺上,是電容承受一個簡單的諧波運動即最大的峰峰幅值是0.06英寸最大的加速度根據給定是10g或15g.在10到55 Hz之間線性的改變振動頻率.在1分鐘內通過整個的頻率范圍.除非另外指定,在與電容軸向平行的運動方向上振動電容1.5個小時,然后放置電容使其運動方向與軸向相垂直,再接著振動1.5個小時.在最后的1.5個小時測試時,將電容同整流橋相連觀察3分鐘的周期.
在接下的實驗中當用手晃動時,在容器內電容元件將沒有明顯的松動.當然在3分鐘的觀察周期內,電容也沒有斷斷續續連接或短路的跡象.
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14,振動 Vibration
鋁電解電容一般能承受10g的振動力.在技術指標中會給出限制值.調整過程使振動力小于單個類型的技術指標所要求的值.
為了測試振動阻抗,將電容固定在振動平臺上,是電容承受一個簡單的諧波運動即最大的峰峰幅值是0.06英寸最大的加速度根據給定是10g或15g.在10到55 Hz之間線性的改變振動頻率.在1分鐘內通過整個的頻率范圍.除非另外指定,在與電容軸向平行的運動方向上振動電容1.5個小時,然后放置電容使其運動方向與軸向相垂直,再接著振動1.5個小時.在最后的1.5個小時測試時,將電容同整流橋相連觀察3分鐘的周期.
在接下的實驗中當用手晃動時,在容器內電容元件將沒有明顯的松動.當然在3分鐘的觀察周期內,電容也沒有斷斷續續連接或短路的跡象.
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15,自諧振頻率 Self-resonant Frequency
自諧振頻率是當容性阻抗(1/2лfC)等于感性阻抗(2лfL)時的頻率.因為在這個頻率上,容性阻抗與感性阻抗相位相差180度,兩個電抗相減,剩下的阻抗就是純阻性的,且等于ESR.
高于自諧振頻率器件是感性的.鋁電解電容的自諧振頻率典型發生在小于100kHz.自諧振頻率等于1/[2л(LC)^1/2].基于120Hz的電容自諧振頻率要高于預期的頻率,因為電容量是隨頻率的增加而減少的,而溫度的增加會阻止電容量的降低所以它會隨溫度的增加減少.
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15,自諧振頻率 Self-resonant Frequency
自諧振頻率是當容性阻抗(1/2лfC)等于感性阻抗(2лfL)時的頻率.因為在這個頻率上,容性阻抗與感性阻抗相位相差180度,兩個電抗相減,剩下的阻抗就是純阻性的,且等于ESR.
高于自諧振頻率器件是感性的.鋁電解電容的自諧振頻率典型發生在小于100kHz.自諧振頻率等于1/[2л(LC)^1/2].基于120Hz的電容自諧振頻率要高于預期的頻率,因為電容量是隨頻率的增加而減少的,而溫度的增加會阻止電容量的降低所以它會隨溫度的增加減少.
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電解電容器的知識
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16,壓力釋放口 Pressure-Relief vent
在非固態電解液的鋁電解電容工作時,氣體的壓力一般會增加.這種氣體大部分是氫氣,使氣體透過電容的密封就可避免過多的壓力.但是在過壓,電壓反向,交流電壓或電容損壞的情況下過多的壓力將造成電容爆炸.為了避免爆炸鋁電解電容經常裝配壓力釋放口的結構.這些安全釋放口是為了釋放氣體的壓力.在電容裂開后電容的壽命有了限制,因為它損失了電解液,使電解液變干.
要小心不要影響釋放口的工作,比如一些安裝方法像鉗住,膠住或罐封元件.對于由熱塑性的罐封來保護電容元件的大的電容,不要把它們安裝在安全口下,因為當電容過熱時,罐封可能會流動而阻住安全口.
很少情況下電容單獨安裝,對于電容大多數情況下是多個并聯的電容起整個的作用,這時壓力釋放裝置可能不能及時的起作用.這將會避免造成極度的過載或由于損壞而產生的火花點燃電容內部的氣體.當測試壓力釋放口時,用防護罩保護人員不受高能量的電容可能產生的破裂的損傷,要確認使用堅固的防護罩.測試用的合適的防護罩的例子是1/4英寸厚的鋼板或1/2英寸厚的聚碳酸酯來圍繞,其一邊開放來使爆炸改變方向而不是包圍起來.
通過供給電壓或電流使用下面三種方法中的一個來測試電容的壓力釋放能力.
A． 根據額定電容量使電容承受交流電流如下:
額定電容量 測試電流
Uf A rms,60Hz
高達3000 1到100
3,000到20,000 85到150
高于20,000 100到175
B． 對于額定電壓為150Vdc或更高,通過一個串聯的5Ω±10%的電流限制電阻供給從110到125Vac,60 Hz的電源.
C． 是電容承受反極性的直流電壓使其足夠流過從1到10A的電流.
過多的內部壓力將被釋放而不會使電容元件或封口劇烈的破損或點燃周圍的材料.為了證明沒有點燃,用兩層干酪布料松散地的圍在外殼上,在測試時衣料不能被點燃.短路或開路不是測試的故障.
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16,壓力釋放口 Pressure-Relief vent
在非固態電解液的鋁電解電容工作時,氣體的壓力一般會增加.這種氣體大部分是氫氣,使氣體透過電容的密封就可避免過多的壓力.但是在過壓,電壓反向,交流電壓或電容損壞的情況下過多的壓力將造成電容爆炸.為了避免爆炸鋁電解電容經常裝配壓力釋放口的結構.這些安全釋放口是為了釋放氣體的壓力.在電容裂開后電容的壽命有了限制,因為它損失了電解液,使電解液變干.
要小心不要影響釋放口的工作,比如一些安裝方法像鉗住,膠住或罐封元件.對于由熱塑性的罐封來保護電容元件的大的電容,不要把它們安裝在安全口下,因為當電容過熱時,罐封可能會流動而阻住安全口.
很少情況下電容單獨安裝,對于電容大多數情況下是多個并聯的電容起整個的作用,這時壓力釋放裝置可能不能及時的起作用.這將會避免造成極度的過載或由于損壞而產生的火花點燃電容內部的氣體.當測試壓力釋放口時,用防護罩保護人員不受高能量的電容可能產生的破裂的損傷,要確認使用堅固的防護罩.測試用的合適的防護罩的例子是1/4英寸厚的鋼板或1/2英寸厚的聚碳酸酯來圍繞,其一邊開放來使爆炸改變方向而不是包圍起來.
通過供給電壓或電流使用下面三種方法中的一個來測試電容的壓力釋放能力.
A． 根據額定電容量使電容承受交流電流如下:
額定電容量 測試電流
Uf A rms,60Hz
高達3000 1到100
3,000到20,000 85到150
高于20,000 100到175
B． 對于額定電壓為150Vdc或更高,通過一個串聯的5Ω±10%的電流限制電阻供給從110到125Vac,60 Hz的電源.
C． 是電容承受反極性的直流電壓使其足夠流過從1到10A的電流.
過多的內部壓力將被釋放而不會使電容元件或封口劇烈的破損或點燃周圍的材料.為了證明沒有點燃,用兩層干酪布料松散地的圍在外殼上,在測試時衣料不能被點燃.短路或開路不是測試的故障.
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電解電容器的知識
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17,安裝 Mounting
安裝位置 Mounting position
在低溫的環境下,鋁電解電容有比較長的壽命;所以,把鋁電解電容放在印刷板上最冷的地方.
確保鋁電解電容遠離熱的元器件像功率電阻,功率晶體管或二極管和變壓器.把元器件充分的分開以使冷空氣流通.當所提供的紋波電流或充電/放電負載高時,這尤其重要.
① 安裝時,請遵守以下內容:
a. 為了對電容器進行點檢測,測定電器性能時,除了卸下電容器,裝入機器中通過電的電容器請不要再使用;
b. 當電容器產生再生電壓時,需要通過約1KOHM左右的電阻進行放電;
c. 長期保證的電容器,需通過約1Kohm左右的電阻加壓處理;
d. 確認規格(靜電容量及額定電壓等)及極性后,再安裝;
e. 不要讓電容器掉到地上,掉下來的電容器請不要再使用;
f. 變形的電容器不要安裝;
g. 電容器正,負極間距與電路板板孔距必須相吻合;
h. 自動插入機的機械手力量不宜過大;
② 焊接時,請確認以下內容:
a. 注意不要將焊錫附著在端子以外;
b. 焊接條件(溫度,時間,次數)必須按規定的時間執行;
c. 不要將電容器本身浸到焊錫溶液中;
d. 焊接時,不要讓其他產品倒下碰到電容器上;
③ 焊機后的處理應不產生以下機械應力:
a. 電容發生傾倒;
b. 電容器碰到其他線路板;
c. 使其他物體碰到電容器;
④ 電容器不要用洗凈劑洗凈,不過,在必須洗凈的情況下對電容器進行清洗,必須按照產品規格說明書規定的范圍內進行;
⑤ 對必須洗凈的電容器,洗凈時,須確定下列內容:
a. 洗凈劑污染管理(電導率,PH值,比重,水分等)
b. 洗凈后,不能保管在洗凈液環境中及 密閉容器中,要采用(最高使用溫度以下的)熱風干燥印刷電路板及電容器,使之不殘留洗凈液成分.
⑥ 不使用含鹵素的固定劑、樹脂涂層劑.
⑦ 使用固定劑、涂層劑時,請確認以下內容:
a) 電路板與電容器之間,不能殘留焊接殘渣及污垢;
b) 固定劑、涂層劑吸附前,盡可能不殘留洗凈成分,進行干燥處
使印 刷孔不堵塞;
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17,安裝 Mounting
安裝位置 Mounting position
在低溫的環境下,鋁電解電容有比較長的壽命;所以,把鋁電解電容放在印刷板上最冷的地方.
確保鋁電解電容遠離熱的元器件像功率電阻,功率晶體管或二極管和變壓器.把元器件充分的分開以使冷空氣流通.當所提供的紋波電流或充電/放電負載高時,這尤其重要.
① 安裝時,請遵守以下內容:
a. 為了對電容器進行點檢測,測定電器性能時,除了卸下電容器,裝入機器中通過電的電容器請不要再使用;
b. 當電容器產生再生電壓時,需要通過約1KOHM左右的電阻進行放電;
c. 長期保證的電容器,需通過約1Kohm左右的電阻加壓處理;
d. 確認規格(靜電容量及額定電壓等)及極性后,再安裝;
e. 不要讓電容器掉到地上,掉下來的電容器請不要再使用;
f. 變形的電容器不要安裝;
g. 電容器正,負極間距與電路板板孔距必須相吻合;
h. 自動插入機的機械手力量不宜過大;
② 焊接時,請確認以下內容:
a. 注意不要將焊錫附著在端子以外;
b. 焊接條件(溫度,時間,次數)必須按規定的時間執行;
c. 不要將電容器本身浸到焊錫溶液中;
d. 焊接時,不要讓其他產品倒下碰到電容器上;
③ 焊機后的處理應不產生以下機械應力:
a. 電容發生傾倒;
b. 電容器碰到其他線路板;
c. 使其他物體碰到電容器;
④ 電容器不要用洗凈劑洗凈,不過,在必須洗凈的情況下對電容器進行清洗,必須按照產品規格說明書規定的范圍內進行;
⑤ 對必須洗凈的電容器,洗凈時,須確定下列內容:
a. 洗凈劑污染管理(電導率,PH值,比重,水分等)
b. 洗凈后,不能保管在洗凈液環境中及 密閉容器中,要采用(最高使用溫度以下的)熱風干燥印刷電路板及電容器,使之不殘留洗凈液成分.
⑥ 不使用含鹵素的固定劑、樹脂涂層劑.
⑦ 使用固定劑、涂層劑時,請確認以下內容:
a) 電路板與電容器之間,不能殘留焊接殘渣及污垢;
b) 固定劑、涂層劑吸附前,盡可能不殘留洗凈成分,進行干燥處
使印 刷孔不堵塞;
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@世界真奇妙
電解電容器的知識資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供17,安裝 Mounting安裝位置 Mountingposition在低溫的環境下,鋁電解電容有比較長的壽命;所以,把鋁電解電容放在印刷板上最冷的地方.確保鋁電解電容遠離熱的元器件像功率電阻,功率晶體管或二極管和變壓器.把元器件充分的分開以使冷空氣流通.當所提供的紋波電流或充電/放電負載高時,這尤其重要.①安裝時,請遵守以下內容:a.為了對電容器進行點檢測,測定電器性能時,除了卸下電容器,裝入機器中通過電的電容器請不要再使用;b.當電容器產生再生電壓時,需要通過約1KOHM左右的電阻進行放電;c.長期保證的電容器,需通過約1Kohm左右的電阻加壓處理;d.確認規格(靜電容量及額定電壓等)及極性后,再安裝;e.不要讓電容器掉到地上,掉下來的電容器請不要再使用;f.變形的電容器不要安裝;g.電容器正,負極間距與電路板板孔距必須相吻合;h.自動插入機的機械手力量不宜過大;②焊接時,請確認以下內容:a.注意不要將焊錫附著在端子以外;b.焊接條件(溫度,時間,次數)必須按規定的時間執行;c.不要將電容器本身浸到焊錫溶液中;d.焊接時,不要讓其他產品倒下碰到電容器上;③焊機后的處理應不產生以下機械應力:a.電容發生傾倒;b.電容器碰到其他線路板;c.使其他物體碰到電容器;④電容器不要用洗凈劑洗凈,不過,在必須洗凈的情況下對電容器進行清洗,必須按照產品規格說明書規定的范圍內進行;⑤對必須洗凈的電容器,洗凈時,須確定下列內容:a.洗凈劑污染管理(電導率,PH值,比重,水分等)b.洗凈后,不能保管在洗凈液環境中及密閉容器中,要采用(最高使用溫度以下的)熱風干燥印刷電路板及電容器,使之不殘留洗凈液成分.⑥不使用含鹵素的固定劑、樹脂涂層劑.⑦使用固定劑、涂層劑時,請確認以下內容:a) 電路板與電容器之間,不能殘留焊接殘渣及污垢;b) 固定劑、涂層劑吸附前,盡可能不殘留洗凈成分,進行干燥處使印 刷孔不堵塞;.
ding
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@世界真奇妙
資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供2,電容量電容量公差 Capacitance Tolerance電容量的公差是指可允許的電容量的最大值和最小值,用相對于額定電容量的百分數的增加和減少來表示,即ΔC/C.電容量的溫度特性 CapacitanceTemperaturecharacteristics電容量隨溫度的變化而變化.這個變化的本身很小程度上是依賴于額定電壓和電容的尺寸的.從25℃到限制的最高溫度電容量的增加量小于5%.大部份電容在-20℃至-40℃時,容值下降很快,對於標稱-40℃的產品,在-40℃時低壓的電容,電容值一般下降20%,高壓電容下降40%.對于額定溫度為-55℃的電容,在-40℃時電容值的下降量一般小于10%,在-55℃時電容值的下降量一般小于20%.電容量的頻率特性 Capacitancefrequencycharacteristics等效電容值隨頻率的增加而降低.根據電容量自諧振頻率一般低于100kHz.電容量和電壓關係CapacitancevsVoltage例如:如果我們有一個20V1.2F尺寸為3×8.63的電容器,我想用400V同樣尺寸的電容器去代替,那我們選用的容量是多少?1.2×(400/20)1.5=13000uF--- 0.013F@400V即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5.
這個式子怎么來的?
為了消除一個12V電源的紋波我用了一個20V 1.2F的電容,難道我可以用一個400V 0.013F的電容代替可以得到同樣的紋波效果?
為了消除一個12V電源的紋波我用了一個20V 1.2F的電容,難道我可以用一個400V 0.013F的電容代替可以得到同樣的紋波效果?
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@sealand_1981
謝謝!我現在終于明白100UF/400V電解電容為什么可以用82UF/450V的代替了以前在做帶PFC電源時,由于400V耐壓裕量不多就換450V的聽說可以用容量小一些的現在真是茅塞頓開啊
茅塞頓開錯了.
這與上面的式子好像沒有關系吧?
你之所以可以用較小的電容是出于電容儲能方面考慮的.
220AC,50Hz,全波整流,峰值約300V,為了方便說明假設電容只是在半正弦波最高點被充電,如果電容上的紋波有30V,那么該電容可提供功率輸出
[0.5*100u*(300^2-280^2)]/10mS＝85.5W
如果用了PFC,82u,電容上電壓峰值有400V,假設同上,同樣30紋波,則電容可提供的功率輸出是
[0.5*82u*(400^2-370^2)]/10mS＝94.7W
更何況PFC基本是整個半弦波內都在對電容充電.
所以你將電容容量減小是沒有問題的.
這與上面的式子好像沒有關系吧?
你之所以可以用較小的電容是出于電容儲能方面考慮的.
220AC,50Hz,全波整流,峰值約300V,為了方便說明假設電容只是在半正弦波最高點被充電,如果電容上的紋波有30V,那么該電容可提供功率輸出
[0.5*100u*(300^2-280^2)]/10mS＝85.5W
如果用了PFC,82u,電容上電壓峰值有400V,假設同上,同樣30紋波,則電容可提供的功率輸出是
[0.5*82u*(400^2-370^2)]/10mS＝94.7W
更何況PFC基本是整個半弦波內都在對電容充電.
所以你將電容容量減小是沒有問題的.
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@世界真奇妙
資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供6,等效串聯電阻ESR等效串聯電阻 EquivalentSeriesResistance等效串聯電阻(ESR)是一個單一的電阻值,它代表了所有的電容的歐姆損耗與電容相串聯.用于DC/DC開關穩壓電源輸入濾波電容器,因開關變換器是以脈沖形式向電源汲取電能,故濾波電容器中流過較大的高頻電流,當電解電容器等效串聯電阻(ESR)較大時,將產生較大損耗,導致電解電容器發熱.而低ESR電解電容器則可明顯減小紋波(特別是高頻紋波)電流產生的發熱.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.ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,ESR要求越低越好.當額定電壓固定時,容量愈大ESR愈低.當容量固定時,選用高額定電壓的品種可以降低ESR.低頻時ESR高,高頻時ESR低,高溫也會使ESR上升.ESR的測量 ESRmeasurement對于鋁電解電容,是在25℃時測試在一個測量橋式電路中等效串聯電路中的電阻值作為ESR的值,測量橋式電路用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有正向偏置電壓的電源來供電.ESR的溫度特性 ESRTemperaturecharacteristicsESR隨溫度的的增加而降低.從25℃到限制的最高溫度ESR大約降低35%到50%.但是在限制的最低溫度時ESR的增加超過10倍.對于額定溫度為-20℃或-40℃的電容,在-40℃時ESR的增加超過100倍.ESR的頻率特性 ESRFrequencycharacteristics像DF一樣,ESR隨頻率而變化.重寫一次上面DF的公式,ESR可由下面的公式來模擬:ESR=10,000(DFif)/2лfC+ESRhf用ESR來表示,在低頻時ESR隨著頻率的增加穩定的下降,關電源的體積不斷縮小,能量轉換效率不斷提高,使得開關電源的工作頻率不斷提高(從20kHz到500kHz,甚至達到1MHz以上),導致其輸出部分的高頻噪聲加大,為了有效濾波,必須使用超低高頻阻抗或低等效串聯電阻(ESR)的電容器.D.3 損耗因數-DissipationFactor(DF)Tan& (損耗角正切)在等效電路中,等效串聯電阻ESR同容抗1/wC之比稱為Tan&,其測量條件與電容量相同.Tan&=R(ESR)/(1/wC)=wCR(ESR)其中:R(ESR)=ESR(120HZ)w=2X3.14fF=120HzTan&隨著測量頻率的增加而變大,隨著測量溫度的下降而增大.損耗因數是測量損耗角的正切值并用百分數來表示.損耗因數也是ESR同容性電抗的比值,因此與ESR有關,用公式表示:DF=2лfC(ESR)/10,000DF是用百分數表示的沒有單位的數值,測試頻率f的單位是Hz,電容量C的單位是Uf,ESR的單位是Ω.DF的測試 DFmeasurementDF的測試是在25℃用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有偏置電壓的電源來供電下完成的.DF的值與溫度和頻率有關.DF的溫度特性 DFTemperaturecharacteristics損耗因數隨溫度的升高而降低.從25℃到最高溫度限制值時DF大約降低50%,但是在最低溫度限制值時,DF增加超過10倍.額定溫度為-55℃的更好的器件的DF值在-40℃時增加量不到5倍.DF的頻率特性 DFFrequencycharacteristics、損耗因數在高頻時隨頻率的變化而變化.DF用以下的公式來模擬:DF=DFif+2лfC(ESRhf)/10,000DF是用百分數來表示的總的損耗因數,DFif是用百分數來表示的低頻的損耗因數,ESRhf是高頻時的ESR單位Ω,f是測試頻率單位Hz,C是測試頻率下的電容量單位uF.DFif是由功率損失所造成的,功率損失是由在鋁氧化介質的分子排列方向的電場所產生的.ESRhf是由在薄膜,連接器和電解液/隔離物墊上的阻性損耗所造成的.電解液/隔離物墊上的電阻值經常起主導作用,它的電阻值隨頻率變化很小.DFif的范圍大約是從1.5%到3%.ESRhf的范圍是從0.002到10Ω,隨溫度而降低.上面DF的公式表明DF在低頻時是個常數,在交越頻率處跨越到降低的DF和固定的ESR,交越頻率與電容量成反比.因此高電容量的電容其交越頻率就低.隨著頻率的增加高電容量的電容比低電容量的電容DF降低的更多.DF值是高還是低,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;當容量相同時,耐壓愈高,DF值就愈低.頻率愈高,DF值愈高,溫度愈高,DF值也愈高.DF值一般不標注在電容器上或規格介紹上面.在DIY選取電容時,可優先考慮選取更高耐壓的,比如工作電壓為45V時,選用50V的就不很合理.盡管使用50V的從承受電壓正常工作方面并無不妥,但從DF值方面考慮就欠缺一些.使用63V或71V耐壓的會有更好的表現的.當然再高了性價比上就不合算了.含浸 Impregnation電容器元件注入電解液,浸透紙隔離物并且滲透到蝕刻管道里.注入的方法可能會涉及到器件的浸入和真空壓力周期的應用不管使用或不使用加熱,或者在小單元情況下僅僅是簡單的吸收.電解液是根據電壓和工作溫度范圍用不同的公式表示的成分的復雜混合物.其基本的成分是具有可溶性和可導電性的鹽-一種溶解物-以產生電的傳導.普通的溶劑是乙烯乙二醇(EG),二甲基的甲酰胺(DFM)和微克丁內酯(GBL).普通的溶解物是銨硼酸鹽和其它的銨鹽.EG典型應用于額定值為-20℃或-40℃的電容.DFM和GBL經常應用于額定值為-55℃的電容.在電解液里水起很大的作用.水增加了導電性因此減少了電容的阻抗.但是它降低了沸點因而妨礙了高溫性能,減少了貯藏壽命.占幾個百分點的水是必要的,因為電解液要維持鋁氧化物電介質的完整性.當漏電流流動時,水被分解為氫和氧,氧被附著在陽極金屬薄片上通過增加更多的氧來復原漏電流地點.氫通過電容的密封橡膠溢出..
想向樓主請教幾個問題:
DF=2лfC(ESR)/10,000 這個式子中的10000是怎么來的啊?
我把第6貼中的“”4700uF,450V,直徑為3 inch(76mm),長為55/8 inchs(143mm) 的罐型電容,其25℃,120Hz最大的ESR是30mΩ”中的幾個參數代入求出的DF值為10.62576,怎么這么大啊?
是公式有誤還是我理解得不對啊?敬請指教!
DF=2лfC(ESR)/10,000 這個式子中的10000是怎么來的啊?
我把第6貼中的“”4700uF,450V,直徑為3 inch(76mm),長為55/8 inchs(143mm) 的罐型電容,其25℃,120Hz最大的ESR是30mΩ”中的幾個參數代入求出的DF值為10.62576,怎么這么大啊?
是公式有誤還是我理解得不對啊?敬請指教!
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資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供6,等效串聯電阻ESR等效串聯電阻 EquivalentSeriesResistance等效串聯電阻(ESR)是一個單一的電阻值,它代表了所有的電容的歐姆損耗與電容相串聯.用于DC/DC開關穩壓電源輸入濾波電容器,因開關變換器是以脈沖形式向電源汲取電能,故濾波電容器中流過較大的高頻電流,當電解電容器等效串聯電阻(ESR)較大時,將產生較大損耗,導致電解電容器發熱.而低ESR電解電容器則可明顯減小紋波(特別是高頻紋波)電流產生的發熱.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.ESR的高低,與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關,ESR要求越低越好.當額定電壓固定時,容量愈大ESR愈低.當容量固定時,選用高額定電壓的品種可以降低ESR.低頻時ESR高,高頻時ESR低,高溫也會使ESR上升.ESR的測量 ESRmeasurement對于鋁電解電容,是在25℃時測試在一個測量橋式電路中等效串聯電路中的電阻值作為ESR的值,測量橋式電路用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有正向偏置電壓的電源來供電.ESR的溫度特性 ESRTemperaturecharacteristicsESR隨溫度的的增加而降低.從25℃到限制的最高溫度ESR大約降低35%到50%.但是在限制的最低溫度時ESR的增加超過10倍.對于額定溫度為-20℃或-40℃的電容,在-40℃時ESR的增加超過100倍.ESR的頻率特性 ESRFrequencycharacteristics像DF一樣,ESR隨頻率而變化.重寫一次上面DF的公式,ESR可由下面的公式來模擬:ESR=10,000(DFif)/2лfC+ESRhf用ESR來表示,在低頻時ESR隨著頻率的增加穩定的下降,關電源的體積不斷縮小,能量轉換效率不斷提高,使得開關電源的工作頻率不斷提高(從20kHz到500kHz,甚至達到1MHz以上),導致其輸出部分的高頻噪聲加大,為了有效濾波,必須使用超低高頻阻抗或低等效串聯電阻(ESR)的電容器.D.3 損耗因數-DissipationFactor(DF)Tan& (損耗角正切)在等效電路中,等效串聯電阻ESR同容抗1/wC之比稱為Tan&,其測量條件與電容量相同.Tan&=R(ESR)/(1/wC)=wCR(ESR)其中:R(ESR)=ESR(120HZ)w=2X3.14fF=120HzTan&隨著測量頻率的增加而變大,隨著測量溫度的下降而增大.損耗因數是測量損耗角的正切值并用百分數來表示.損耗因數也是ESR同容性電抗的比值,因此與ESR有關,用公式表示:DF=2лfC(ESR)/10,000DF是用百分數表示的沒有單位的數值,測試頻率f的單位是Hz,電容量C的單位是Uf,ESR的單位是Ω.DF的測試 DFmeasurementDF的測試是在25℃用120Hz沒有諧波含量最大AC信號電壓為1Vrms沒有偏置電壓的電源來供電下完成的.DF的值與溫度和頻率有關.DF的溫度特性 DFTemperaturecharacteristics損耗因數隨溫度的升高而降低.從25℃到最高溫度限制值時DF大約降低50%,但是在最低溫度限制值時,DF增加超過10倍.額定溫度為-55℃的更好的器件的DF值在-40℃時增加量不到5倍.DF的頻率特性 DFFrequencycharacteristics、損耗因數在高頻時隨頻率的變化而變化.DF用以下的公式來模擬:DF=DFif+2лfC(ESRhf)/10,000DF是用百分數來表示的總的損耗因數,DFif是用百分數來表示的低頻的損耗因數,ESRhf是高頻時的ESR單位Ω,f是測試頻率單位Hz,C是測試頻率下的電容量單位uF.DFif是由功率損失所造成的,功率損失是由在鋁氧化介質的分子排列方向的電場所產生的.ESRhf是由在薄膜,連接器和電解液/隔離物墊上的阻性損耗所造成的.電解液/隔離物墊上的電阻值經常起主導作用,它的電阻值隨頻率變化很小.DFif的范圍大約是從1.5%到3%.ESRhf的范圍是從0.002到10Ω,隨溫度而降低.上面DF的公式表明DF在低頻時是個常數,在交越頻率處跨越到降低的DF和固定的ESR,交越頻率與電容量成反比.因此高電容量的電容其交越頻率就低.隨著頻率的增加高電容量的電容比低電容量的電容DF降低的更多.DF值是高還是低,與溫度、容量、電壓、頻率……都有關系;當容量相同時,耐壓愈高,DF值就愈低.頻率愈高,DF值愈高,溫度愈高,DF值也愈高.DF值一般不標注在電容器上或規格介紹上面.在DIY選取電容時,可優先考慮選取更高耐壓的,比如工作電壓為45V時,選用50V的就不很合理.盡管使用50V的從承受電壓正常工作方面并無不妥,但從DF值方面考慮就欠缺一些.使用63V或71V耐壓的會有更好的表現的.當然再高了性價比上就不合算了.含浸 Impregnation電容器元件注入電解液,浸透紙隔離物并且滲透到蝕刻管道里.注入的方法可能會涉及到器件的浸入和真空壓力周期的應用不管使用或不使用加熱,或者在小單元情況下僅僅是簡單的吸收.電解液是根據電壓和工作溫度范圍用不同的公式表示的成分的復雜混合物.其基本的成分是具有可溶性和可導電性的鹽-一種溶解物-以產生電的傳導.普通的溶劑是乙烯乙二醇(EG),二甲基的甲酰胺(DFM)和微克丁內酯(GBL).普通的溶解物是銨硼酸鹽和其它的銨鹽.EG典型應用于額定值為-20℃或-40℃的電容.DFM和GBL經常應用于額定值為-55℃的電容.在電解液里水起很大的作用.水增加了導電性因此減少了電容的阻抗.但是它降低了沸點因而妨礙了高溫性能,減少了貯藏壽命.占幾個百分點的水是必要的,因為電解液要維持鋁氧化物電介質的完整性.當漏電流流動時,水被分解為氫和氧,氧被附著在陽極金屬薄片上通過增加更多的氧來復原漏電流地點.氫通過電容的密封橡膠溢出..
指出一點錯誤:第9貼中的“高溫也會使ESR上升”應該是“低溫也會使ESR上升”才對吧.
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@世界真奇妙
電解電容器的知識資料由電解電容知名品牌美國CDE公司提供17,安裝 Mounting安裝位置 Mountingposition在低溫的環境下,鋁電解電容有比較長的壽命;所以,把鋁電解電容放在印刷板上最冷的地方.確保鋁電解電容遠離熱的元器件像功率電阻,功率晶體管或二極管和變壓器.把元器件充分的分開以使冷空氣流通.當所提供的紋波電流或充電/放電負載高時,這尤其重要.①安裝時,請遵守以下內容:a.為了對電容器進行點檢測,測定電器性能時,除了卸下電容器,裝入機器中通過電的電容器請不要再使用;b.當電容器產生再生電壓時,需要通過約1KOHM左右的電阻進行放電;c.長期保證的電容器,需通過約1Kohm左右的電阻加壓處理;d.確認規格(靜電容量及額定電壓等)及極性后,再安裝;e.不要讓電容器掉到地上,掉下來的電容器請不要再使用;f.變形的電容器不要安裝;g.電容器正,負極間距與電路板板孔距必須相吻合;h.自動插入機的機械手力量不宜過大;②焊接時,請確認以下內容:a.注意不要將焊錫附著在端子以外;b.焊接條件(溫度,時間,次數)必須按規定的時間執行;c.不要將電容器本身浸到焊錫溶液中;d.焊接時,不要讓其他產品倒下碰到電容器上;③焊機后的處理應不產生以下機械應力:a.電容發生傾倒;b.電容器碰到其他線路板;c.使其他物體碰到電容器;④電容器不要用洗凈劑洗凈,不過,在必須洗凈的情況下對電容器進行清洗,必須按照產品規格說明書規定的范圍內進行;⑤對必須洗凈的電容器,洗凈時,須確定下列內容:a.洗凈劑污染管理(電導率,PH值,比重,水分等)b.洗凈后,不能保管在洗凈液環境中及密閉容器中,要采用(最高使用溫度以下的)熱風干燥印刷電路板及電容器,使之不殘留洗凈液成分.⑥不使用含鹵素的固定劑、樹脂涂層劑.⑦使用固定劑、涂層劑時,請確認以下內容:a) 電路板與電容器之間,不能殘留焊接殘渣及污垢;b) 固定劑、涂層劑吸附前,盡可能不殘留洗凈成分,進行干燥處使印 刷孔不堵塞;.
不錯
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