寄生對(duì)陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同

顯示運(yùn)作在500kHz下的連續(xù)同步調(diào)節(jié)器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗：陶瓷電容；鋁ESR;鋁聚合物ESL.

紅色線條為鋁電解電容器，其由ESR主導(dǎo)。主要是因電容放電需要一定時(shí)間，當(dāng)電容器組的開(kāi)關(guān)跳閘后，如果馬上重合閘，電容器是來(lái)不及放電的，在電容器中就可能殘存著與重合閘電壓極性相反的電荷，這將使合閘瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，從而造成電容器外殼膨脹、噴油甚至爆1炸。因此，紋波電壓與電感紋波電流直接相關(guān)。藍(lán)色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓，其擁有小ESL和ESR.這種情況的紋波電壓為輸出電感紋波電流的組成部分。由于紋波電流為線性，因此這導(dǎo)致一系列時(shí)間平方部分，并且外形看似正弦曲線。

綠色線條代表紋波電壓，其電容器阻抗由其ESL主導(dǎo)，例如：鋁聚合物電容器等。(5)安裝地點(diǎn)的溫度檢查和電容器外殼上最熱點(diǎn)溫度的檢查可以通過(guò)水1銀溫度計(jì)等進(jìn)行，并且做好溫度記錄(特別是夏季)。在這種情況下，輸出濾波器電感和ESL形成一個(gè)分壓器。這些波形的相對(duì)相位與我們預(yù)計(jì)的一樣。ESL主導(dǎo)時(shí)，紋波電壓引導(dǎo)輸出濾波器電感電流。ESR主導(dǎo)時(shí)，紋波與電流同相，而電容主導(dǎo)時(shí)，其延遲?，F(xiàn)實(shí)情況下，輸出紋波電壓并非僅包含來(lái)自這些元件中之一的電壓。相反，它是所有三個(gè)元件電壓之和。因此，在紋波電壓波形中都能看到其某些部分。

電容器及其寄生要素在連續(xù)同步降1壓調(diào)節(jié)器中形成不同的紋波電壓

　　圖3顯示了一個(gè)深度連續(xù)反激或者降1壓調(diào)節(jié)器的波形，其輸出電容器電流可以為正和負(fù)，而具體狀態(tài)會(huì)不斷快速變化。理想狀態(tài)下，該電容器可以應(yīng)用于諸如電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)系統(tǒng)中，使用制動(dòng)能量來(lái)產(chǎn)生電流并實(shí)現(xiàn)電流的即時(shí)存儲(chǔ)。紅色線條清楚表明了這種情況，其電壓由這種電流乘以ESR得出，結(jié)果則為一種方波。電容器元件的電壓為方波的組成部分。它導(dǎo)致線性充電和放電，如藍(lán)色三角波形所示。僅當(dāng)電流在過(guò)渡期間變化時(shí)，電容器ESL的電壓才明顯。這種電壓會(huì)非常高，取決于輸出電流升時(shí)間。請(qǐng)注意，在這種情況下，綠色線條需除以10（假設(shè)25 nS電流過(guò)渡）。這些大電感尖峰就是在反激或降1壓電源中經(jīng)常出現(xiàn)雙級(jí)濾波器的眾多原因之一。

紋波電流額定值的溫度特性

由上面紋波電流額定值的定義中可以看出，決定紋波電流額定值的因素中，ESR和△Tmax都是與溫度有關(guān)的量。②能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開(kāi)后，便于檢查出已損壞的電容器。這樣的規(guī)定是由于廠家出于增加電容器使用可靠性的考慮。這樣，紋波電流額定值會(huì)因溫度的升高減小。如果考慮ESR隨溫度上升而減小的特點(diǎn)，受ESR的影響溫度的升高會(huì)使紋波電流額定值有所增加，這在一定程度上彌補(bǔ)了受1大允許溫升影響而減小的紋波電流額定值，即在一定程度上彌補(bǔ)了電容器對(duì)紋波電流的承受能力的損失。但是總的來(lái)說(shuō)，一般紋波電流額定值會(huì)隨著溫度的升高而減小。大多數(shù)廠商的數(shù)據(jù)手冊(cè)給出了紋波電流倍乘系數(shù)來(lái)?yè)Q算其他溫度下紋波電流額定值。如某電容器的400C型和300型電容器的數(shù)據(jù)手冊(cè)中給出了85℃、120Hz時(shí)的紋波電流額定值，其他溫度下的額定值與85℃時(shí)額定值的倍.

隨著開(kāi)關(guān)電源設(shè)備迅猛發(fā)展，為適應(yīng)市場(chǎng)需求，開(kāi)關(guān)電源趨向于小型化、輕便化、集成電路模塊化。普通的電解電容器在環(huán)境溫度為90℃時(shí)已經(jīng)損壞，如：EPCOSB41303，B43303等型號(hào)的電解電容器。其對(duì)構(gòu)成開(kāi)關(guān)電源的重要元件電解電容器性能的要求也越來(lái)越高，本文從小型化、高頻低阻抗化、長(zhǎng)壽命化和耐紋波電流等方面分析了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展對(duì)電解電容器性能的要求。

電解電容器介紹

電解電容器可看成是由二個(gè)極板組成，其中作為陽(yáng)極板的是采用特定的閥金屬(鋁、鉭、鈮等金屬)，并在該金屬表面上借助于電化學(xué)方法生成一極薄且具有單向?qū)щ娦缘难趸ぷ鳛榻橘|(zhì)，而陰極板通常是采用能生成和修復(fù)介質(zhì)氧化膜的液狀或固狀的電解質(zhì)。