三和samwha鋁電解電容器選型要點(diǎn):容量、耐壓、溫度范圍、元件封裝形式與尺寸、紋波電流、漏電流、esr、散逸因數(shù)、阻抗/頻率特性、電容壽命、實(shí)際需要、性能和成本等。
鋁電解電容是以經(jīng)過蝕刻的高純度鋁箔作為陽極,以浸有電解液的薄紙或布做陰極構(gòu)成的極性電容器。優(yōu)點(diǎn):容量大、耐壓高、價格便宜;缺點(diǎn):漏電流大、誤差大、穩(wěn)定性差、壽命隨溫度的升高下降很快。
1、容量和額定工作電壓
鋁電解電容本體上標(biāo)有的容量和耐壓,這兩個參數(shù)是很重要,是選用電容最基本的內(nèi)容。在實(shí)際電容選型中,對電流變化節(jié)奏快的地方要用容量較大的電容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和體積可能會上升,另外,電容越大充電電流就越大,充電時間也會越長。這些都是實(shí)際應(yīng)用選型中要考慮的。
在電路設(shè)計(jì)中,電容的容量大小直接關(guān)系到電路的穩(wěn)定性,例如:根據(jù)公式“c=i/(△v/△t)”,假設(shè)某電路平均電流為6a,△v=50mv,△t=10μs,就可計(jì)算出此處對電容總?cè)萘康囊鬄?200μf。如果選用1000uf可能在短期內(nèi)不會出現(xiàn)問題,但長時間運(yùn)行就會出現(xiàn)電容暴漿等故障。在電路設(shè)計(jì)過程中,并不是電容越大,濾波效果越好,這要看具體電路,在低頻電路中,電容值越大,對紋波的濾除效果就越好,但如果有高頻信號,就不一定了。在高頻段要選擇合適的電容值和電容類型,一般采用云母電容和高頻瓷片電容,電容值一般都比較小。
額定工作電壓:在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),電容長期可靠地工作,它能承受的最大直流電壓。在交流電路中,要注意所加的交流電壓最大值不能超過電容的直流工作電壓值。電容在電路中實(shí)際要承受的電壓不能超過它的耐壓值。在濾波電路中,電容的耐壓值不要小于交流有效值的1.42倍。另外還要注意的一個問題是工作電壓裕量的問題,一般來說要在15%以上。例如某電容的額定電壓是50v,雖然涌浪電壓可能高至63v,但一般最高只會施加42v電壓。讓電容器的額定電壓具有較多的裕量,能降低內(nèi)阻、降低漏電流、降低損失角、增加壽命。
2、介質(zhì)損耗
電容器在電場作用下消耗的能量,通常用損耗功率和電容器的無功功率之比,即損耗角的正切值表示,損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。
3、外型尺寸
外型尺寸與重量及接腳型態(tài)相關(guān)。single ended是徑向引線式,screw是鎖螺絲式,另外還有貼片鋁電解電容等。至于重量,同容量同耐壓,但品牌不同的兩個電容做比較,重量一定不同;而外型尺寸更與外殼規(guī)劃有關(guān)。一般來說,直徑相同、容量相同的電容,高度低的可以代用高度大的電容,但是長度高的替代低的電容時就要考慮結(jié)構(gòu)干涉問題。
4、esr
一個等效串聯(lián)電阻很小的電容相對較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時的峰值(紋波)電流。用esr大的電容并聯(lián)更具成本效益。然而,這需要在pcb面積、器件數(shù)目與成本之間尋求折衷。
5、紋波電流和紋波電壓
其實(shí)就是ripple current,ripple voltage,含義就是電容器所能耐受紋波電流/電壓值。紋波電壓等于紋波電流與esr的乘積。當(dāng)紋波電流增大的時候,即使在esr保持不變的情況下,紋波電壓也會成倍提高。換言之,當(dāng)紋波電壓增大時,紋波電流也隨之增大,這也是要求電容具備更低esr值的原因。疊加入紋波電流后,由于電容內(nèi)部的等效串連電阻引起發(fā)熱,從而影響到電容器的使用壽命。一般的,紋波電流與頻率成正比,因此低頻時紋波電流也比較低。額定紋波電流是在最高工作溫度條件下定義的數(shù)值。而實(shí)際應(yīng)用中電容的紋波承受度還跟其使用環(huán)境溫度及電容自身溫度等級有關(guān)。規(guī)格書通常會提供一個在特定溫度條件下各溫度等級電容所能夠承受的最大紋波電流。甚至提供一個詳細(xì)圖表以幫助使用者迅速查找到在一定環(huán)境溫度條件下要達(dá)到某期望使用壽命所允許的電容紋波量。
6、漏電流leakage current
電容器的介質(zhì)對直流電流具有很大的阻礙作用。然而,由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液,在施加電壓時,重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時候會產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常,漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。一般來說,電容器容量愈高,漏電流就愈大。從公式可得知額定電壓愈高,漏電流也愈大,因此降低工作電壓亦可降低漏電流。
7、壽命life
影響電容壽命的原因有很多,過電壓,逆電壓,高溫,急速充放電等等,正常使用的情況下,最大的影響就是溫度,因?yàn)闇囟仍礁唠娊庖旱膿]發(fā)損耗越快。需要注意的是這里的溫度不是指環(huán)境或表面溫度,是指鋁箔工作溫度。