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貼片鋁電解電容器用于電源濾波電路的場(chǎng)合,輸入電壓發(fā)生變化或負(fù)載突然開路,濾波電容器兩端的電壓都會(huì)隨之發(fā)生變化,如果不進(jìn)行降額設(shè)計(jì),很可能使電容器擊穿。此外,從輸入端進(jìn)來(lái)的交流電壓并非是正弦波電壓,一般非正弦波的峰值電壓要比正弦波電壓高,可對(duì)電容器的壽命和可靠性造成較大影響,所以,在設(shè)計(jì)時(shí),使用時(shí)要對(duì)電解電容器的工作電壓進(jìn)行較大幅度的降額。
對(duì)電解電容器電壓的降額幅度要根據(jù)整機(jī)的可靠性要求及電容器使用的具體電路而定。一般可分三級(jí),一級(jí)為額定電壓的50%;二級(jí)為60%;三級(jí)為70%。高壓大容量的電容器應(yīng)選擇較大的降額幅度。電容器的容量越大,氧化膜的面積越大,出現(xiàn)介質(zhì)缺陷的機(jī)率也越大,可靠性越低。
電解電容的正負(fù)極判斷
貼片鋁電解電容的正負(fù)極區(qū)分和測(cè)量電容上面有標(biāo)志的黑塊為負(fù)極。在PCB上電容位置上有兩個(gè)半圓,涂顏色的半圓對(duì)應(yīng)的引腳為負(fù)極。也有用引腳長(zhǎng)短來(lái)區(qū)別正負(fù)極長(zhǎng)腳為正,短腳為負(fù)。
當(dāng)我們不知道電容的正負(fù)極時(shí),可以用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量。電容兩極之間的介質(zhì)并不是絕緣體,它的電阻也不是較大,而是一個(gè)有限的數(shù)值,一般在 1000兆歐以上。
電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻或漏電電阻。只有電解電容的正極接電源正(電阻擋時(shí)的黑表筆),負(fù)端接電源負(fù)(電阻擋時(shí)的紅表筆)時(shí), 電解電容的漏電流才?。╇娮璐螅7粗?,則電解電容的漏電流增加(漏電阻減?。?。
紋波電流影響壽命
紋波電流計(jì)算是得到電容功率損耗的一個(gè)重要參數(shù),在設(shè)計(jì)電路選擇電容時(shí)候,我們必須首先確定下來(lái)電流的紋波大小,這和設(shè)計(jì)規(guī)格和具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)。鋁電解電容常被用在整流模塊后以平穩(wěn)電壓,我們?cè)谶x擇好具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后,根據(jù)規(guī)格要求得到zui小的電容值。在紋波電流的選擇時(shí),需要降額設(shè)計(jì)。
由于鋁電解電容器和其他的電容器相比損耗較大,因而紋波電流會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)熱。紋波電流來(lái)產(chǎn)生的熱又會(huì)使溫度上升,所以對(duì)于產(chǎn)品壽命有很大影響。這樣一來(lái),需事先根據(jù)不同產(chǎn)品設(shè)定zui大允許紋波電流值。外加紋波電流的發(fā)熱度可由下面的計(jì)算式得出。
W=Ir2* ESR V*IL
W:內(nèi)部的消耗電力
Ir:紋波電流
ESR:內(nèi)部電阻(等效串聯(lián)電阻)
V:外加電壓
IL:漏電流
在zui高使用溫度下,漏電流增加到20℃時(shí)的5~10倍,但仍然Ir≥IL,則W= Ir2·ESR。 要求出內(nèi)部發(fā)熱和放熱達(dá)到平衡的條件,則
Ir2·R=β*A*ΔT
β:放熱常數(shù)
A:外殼表面積(m2)
A=π/4·D(D 4L)
D:外殼的直徑(m)
L:外殼的長(zhǎng)度(m)
ΔT:因紋波電流所上升的溫度(℃)