铝电解电容选型需要多方面考虑,如:电容的容量,耐压,温度范围,封装形式与尺寸;纹波电流、纹波电压;漏电流、ESR、散逸因数、阻抗/频率特性;电解电容的寿命等等,实际需要、性能和成本等综合考量。
容量和额定工作电压,在实际电容选型中,对电流变化节奏快的地方要用容量较大的电容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和体积可能会上升,另外,电容越大充电电流就越大,充电时间也会越长。这些都是实际应用选型中要考虑的。 额定工作电压:在规定的工作温度范围内,电容长期可靠地工作,它能承受的***大直流电压。在交流电路中,要注意所加的交流电压***大值不能超过电容的直流工作电压值。
寿命,影响铝电解电容寿命的原因有很多,如过电压、逆电压、高温、急速充放电等等,正常使用的情况下,***大的影响就是温度,因为温度越高电解液的挥发损耗越快。需要注意的是这里的温度不是指环境或表面温度,是指铝箔工作温度。电容的工作温度每增i高10℃寿命减半,所以不要以为2000小时寿命的铝电解电容就比1000小时的好,要注意确认寿命的测试温度。每个厂商都有温度和寿命的计算公式,在设计电容时要参照实际数据进行计算。需要了解的是要提高铝电解电容的寿命,要降低工作温度,在PCB上远离热源,第二考虑使用***高工作温度高的电容,当然价格也会高一些。
许多文章报道了铝电解电容反向电压的阈值现象的机理,叫做氢离子理论( Hydrogen ion theory ),当电解电容承受反向直流电压的时候,即电解液的阴极承受正向电压而氧化层承受负电压,集合在氧化层的氢离子就将穿过介质达到介质和金属层的边界,转化成氢气,氢气的膨胀力使得氧化层脱落,因此电流在击穿电解液后直接流通电容,电容失效,这个直流电压非常小,在 1~2V 的反向直流电压作用下,铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而立即失效。 相反,当电解电容承受正向电压时候,负离子集结在氧化层之间,因为负离子的直径非常大,其并不能击穿氧化层,所以能承受较高电压。
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。
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