电解电容器

电解电容器 一、电解电容 (一)铝电解电容与钽电解电容的比较 1、铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感.它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波(在高频率得时候电解电容的并联滤波效果较低频差).铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险. 2、和铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势.但是,它的工作电压较低. 铝电解电容器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压,工作电压高于160V时,是额定工作电压+50V作为浪涌电压,这是生产厂家保证的电压,可以允许在短时间内承受此电压.电容器处于浪涌电压时,电流会很大,通常是正常情况的10~15倍,如果时间太长,会爆开. 所以一般选用铝电容器应该把电压选得稍高些,实际工作电压为标称电压的70~80%为宜. (二)电解电容使用经验: 1.电解电容在滤波电路中根据具体情况取电压值为噪声峰值的1.2--1.5倍,并不根据滤波电路的额定值; 2.电解电容的正下面不得有焊盘和过孔. 3.电解电容不得和周边的发热元件直接接触. 铝电解电容器适用指南”如下: 4.铝电解电容分正负极,不得加反向电压和交流电压,对可能出现反向电压的地方应使用无极性电容. 5.对需要快速充放电的地方,不应使用铝电解电容器,应选择特别设计的具有较长寿命的电容器. 6.不应使用过载电压 a.直流电压玉文博电压叠加后的缝制电压低于额定值. b.两个以上电解电容串联的时候要考虑使用平衡电阻器,使得各个电容上的电压在其额定的范围内. 7.设计电路板时,应注意电容齐防爆阀上端不得有任何线路,,并应留出2mm以上的空隙. 8.电解也主要化学溶剂及电解纸为易燃物,且电解液导电.当电解液与pc板接触时,可能腐蚀pc板上的线路.,以致生烟或着火.因此在电解电容下面不应有任何线路. 9.设计线路板向背应确认发热元器件不靠近铝电解电容或者电解电容的下面. 铝电解电容ESR比普通钽电解电容还要小一些. 钽电解电容抗冲击能力很差,用于开关电源滤波必须留较大余量. 列举几种同可以用于5V/1A,100KHZ的输出滤波电容,优劣一看就知. 类型 容量(μF)/耐压(V) ESR(mΩ) 一般铝电容 470/10*2 500~800 很好的铝电容 470/10 150~250 一般钽电容 100/16*2 600~1000 很好的钽电容 100/16 100~300 多层陶瓷 100/6.3 5~10 (三)电解电容参数 1, 标称参数 就是电容器外壳上所列出的数值. *静电容量,用UF表示.就不多说了. *工作电压(working voltage)简称WV,应为标称安全值,也就是说应用电路中,不得超过此标称电压. *温度 常见的大多为85度、105度.高温条件下(例如纯甲类功放)要优选105度标称的.一般情况下优选高温度系数的对于改善其他参数性能也有积极的帮助. 2 ,散逸因数dissipation factor(DF) 有时DF值也用损失角tan表示.DF值是高还是低,与温度、容量、电压、频率„„都有关系;当容量相同时,耐压愈高的DF值就愈低.频率愈高DF值愈高,温度愈高DF值也愈高.DF 值一般不标注在电容器上或规格介绍上面.在DIY选取电容时,可优先考虑选取更高耐压的,比如工作电压为45V时,选用50V的就不很合理.尽管使用50V的从承受电压正常工作方 面并无不妥,但从DF值方面考虑就欠缺一些.使用63V或71V耐压的会有更好的表现的.当然 再高了性价比上就不合算了. 3 ,等效串联电阻ESR ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度„都有关,ESR要求越低越好.当额定电压固定时,容量愈大 ESR愈低.当容量固定时,选用高额定电压的品种可以降低 ESR.低频时ESR高,高频时ESR低,高温也会使ESR上升.等效串联电阻ESR 很多品牌可以从规格说明 书上查到. 4, 漏电流 一看就明白,就是漏电!铝电解电容都存在漏电的情况,这是物理结构所决定的.不用说,漏电流 当然是越小越好.电容器容量愈高,漏电流就愈大;降低工作电压可降低漏电流.反过来选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流.结合上面的两个参数,相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法;降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命.真是好处多多,唯价格上会高一些.有个说法,既电解电容工作在远低于额定工作电压时,由于不能得到有效的足以维持电极跟电解液之间的退极化作用,会导致电解电容的极化而降低涟波电流,增大ESR,从而提早老化.但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”,综合一些长期的实践经验来看,选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压,是比较合理可*的.业余情况下可以对电解电容的漏电流大体上估计一下.把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电,放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度.下降电压越少的漏电流就越小. 5, 涟波电流Irac 涟波电流对于石机的滤波电路来说,是一个很重要的参数.涟波电流Irac 是愈高愈好.他的高低与工作频率相关,频率越高Irac越大,频率越低Irac越小.传统的认为我们需要在低频时能够有很高的涟波电流,以求得到良好的大电流放电特性,使的低频更加结实饱满富有弹性,以及良好的控制驱动特性;实际上在高频时高的涟波电流对音色的正面帮助也很大,可以使高频有更好的延伸和减小粗糙感. 二、纸介电容和聚酯薄膜电容 其容体比较小,串联电阻小,感抗值较大.它适用于电容量不大、工作频率不高(如1MHz以下)的场合,可用于低频滤波和旁路.使用管型纸介电容器或聚酯薄膜电容器时,可把其外壳与参考地相连,以使其外壳能起到屏蔽的作用而减少电场耦合的影响. 三、云母和陶瓷电容 其容体比很小,串联电阻小,电感值小,频率/容量特性稳定.它适用于电容量小、工作频率高(频率可达500MHz)的场合,用于高频滤波、旁路、去耦.但这类电容承受瞬态高压脉冲能力较弱,因此不能将它随便跨接在低阻电源线上,除非是特殊设计的. 四、聚苯乙烯电容器 其串联电阻小,电感值小,电容量相对时间、温度、电压很稳定.它适用于要求频率稳定性高的场合,可用于高频滤波、旁路、去耦. 五、安规电容 (一)安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全. 安规电容安全等级 应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664) X1 >2.5kV ?4.0kV ? X2 ?2.5kV ? X3 ? 1.2kV —— 安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围 Y1 双重绝缘或加强绝缘 ? 250V Y2 基本绝缘或附加绝缘 ?150V ?250V Y3 基本绝缘或附加绝缘 ?150V ?250V Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的.GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF.Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义 (二)安规电容的参数选择: 1.X电容和聚苯乙烯(薄膜乙烯)电容比较,聚苯乙烯 的耐电压较高,适合EMI 电路的高压脉冲吸收作用. 2.容量计算:一般两级X电容,前一级用0.47uF,第二基用0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法.(电容容量的大小 和电源的功率无直接关系) 六、 电容器的构造 电容器依其元件构造大致可分成: 一、卷绕型,二、积层型,三、电解型. 电解型又分铝质及钽质两类,铝质再分成液态电解质及固态电解质.如果说液态电解质是铝箔湿式、固态电解质是铝箔乾式,那就错了,因铝箔乾式及铝箔湿式都是液态电解质电容. 铝质电解电容是以经过蚀刻的高纯度铝箔做为阳极,以其表面经阳极氧化处理之化成薄膜做为电介质,再以浸有电解液的薄纸或布做阴极.由於电解液是用吸浸式,故称铝箔乾式电解电容. 何谓铝箔湿式?在电容器内直接加电解液?例如硼酸胺+乙二醇混合液,这种用手电容摇一摇还会发出流水声,瑞典RIFA的PEH169系列就是这种电容. 它的计算大致是:I,K×CV。漏电流I的单位是μA，K是常数，例如是0.01或0.03，每家制造厂会选择不同的常数。但不论如何，电容器容量愈高，漏电流就愈大。如果你有容量愈大平滑效果愈好的想法，这个「漏电流」也请考虑在内。从计算式可得知额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压 亦可降低漏电流。 但降低电容器的漏电流并不容易，低漏电流low leakage current-LL系列价格高昂，我曾向国内厂商订制一批低漏电流LL系列电容，价格比许多进口电容还贵。漏电流规格，铝电解电容就比钽电解电容差许多，钽质电容也有乾式及湿式两种，不过它的容量及耐压都较低。 除特别定制外，面对一般品，想要降低它的漏电流可设法提高Vs对Vr的比值。Vs是涌浪电压，其值当然比Vr额定电压高，但施加电压(真正的工作电压)还应该比Vr低，例如取Vr的90,;找高耐压品种可说是完全正确