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了解貼片鋁電解電容的基本工作原理
時間: 2020-11-24 瀏覽次數(shù)：
電解電容器器是絕大多數(shù)配電設(shè)計的重要構(gòu)成部分，故它的恰當(dāng)型號規(guī)格挑選更是很多設(shè)計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，并對于實際設(shè)計方
電解電容器器是絕大多數(shù)配電設(shè)計的重要構(gòu)成部分，故它的恰當(dāng)型號規(guī)格挑選更是很多設(shè)計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，并對于實際設(shè)計方案恰當(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，及其在一些運用中用以存儲動能。除此之外，因為它出示高電容器值和低特性阻抗，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）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導(dǎo)體和絕緣體分隔。這種層中間會造成一個靜電場，當(dāng)有電流量給電力電容器電池充電時，它就可以儲存動能。電解電容器器的特性是它的電級由鋁鉑做成，而導(dǎo)電性液體，即鋰電池電解液放置2個鋁鉑電級中間。根據(jù)電化學(xué)腐蝕，在陽極氧化上箔會產(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。這種特點生產(chǎn)制造出顯著優(yōu)點，讓它變成很多運用中的理想化之選（相對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特性。在設(shè)計方案恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)下，該特點能夠在運用中出示好于別的技術(shù)性的明顯優(yōu)點。
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用。
第三，這種電力電容器具備非常高的儲能技術(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。電力電容器中儲存的動能隨電容器值線形提升，隨工作電壓呈指數(shù)值提升。
充足掌握這三個特點是為電力工程運用恰當(dāng)挑選電解電容器器的重要。在這個基礎(chǔ)上，技術(shù)工程師在評定電解電容器器的設(shè)計方案時要考慮到下列四點。
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際運用對電容器使用壽命的規(guī)定。了解運用在必須檢修或拆換以前可以依照設(shè)計方案總體目標(biāo)一切正常運作多久，這一點尤為重要。
因為涉及到很多繁雜要素，這好像是一項艱巨的任務(wù)，可是由于電子產(chǎn)品的可信性，事實上是十分便于預(yù)測分析的。幸運的是，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)助工程師在運用的特殊設(shè)計方案管束內(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?，鋁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用中。
在評定鋁電解電容器時，工程師不應(yīng)取用額定電壓遠(yuǎn)超運用要求的電容器。由于靜電感應(yīng)電阻器一樣也會大幅度提升。
除此之外，工程師應(yīng)當(dāng)掌握運用的負(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用設(shè)計方案規(guī)定。
圖3：電源電路示例
散熱特性
流過電容器的交流電會使其溫度升高。這種電流被稱為紋波電流，而自發(fā)熱會導(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使其溫度上升。這類電流量被稱作紋波電流，而自發(fā)熱會造成輸出功率耗損。因此 ，應(yīng)用環(huán)境溫度就變成挑選鋁電解電容器的一個首要條件。
鋁電解電容器的制冷措施和面積決定了它在運用中的熱阻或散熱量。排熱還會繼續(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)電阻時會發(fā)生功率耗散。更高頻率的紋波電流會導(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
對于設(shè)計工程師來說，在準(zhǔn)備選擇用于任何應(yīng)用的鋁電解電容器時，充分了解鋁電解電容器的電容值、額定電壓和儲能能力是非常重要。在為電力應(yīng)用選擇鋁電解電容器時，同樣重要的注意事項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，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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