电解电容器的纹波电流承受能力分析

1 引言

在电力电子线路中，电解电容器经常受到大脉动电流、高频大滤波电流和短时大电流脉冲的作用，因此对流过其内部的电流要有严格的限制，这样才能保证电路的可靠性。其中一个很重要的指标就是电解电容器纹波电流的额定值。④在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的保护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时，则应采用单相短路保护装置。由大量的实验及实践的经验得知，一般纹波电流对电解电容器主要的影响就是使其发热，因为电解电容器的等效串联电阻（ESR）相对比较大，一般为数十毫欧姆到十几欧姆，这样纹波电流流过ESR就会有明显的功率损耗，使电容器发热。而且流过电容器的纹波电流越大，在电容器ESR上产生的损耗也会随之增大，由功率损耗产生的热会明显降低电解电容器的使用寿命。如果电解电容器工作在超出其纹波电流额定值的条件下，就会使电容器因核心过热而导致失效或损坏。

传感

大多数电容器被设计成保持固定的物理结构。然而，各种因素将会改变电容器的结构，并且由此产生的电容变化可用于感测这些因素。

振荡器

电容器可以在振荡器电路中具有类似弹簧的特性。 在图像示例中，电容器可影响npn晶体管基极处的偏置电压。 分压电阻的电阻值和电容的电容值一起控制振荡频率。

发光

发光电容器由使用磷光产生光的电介质制成。 如果导电板由透明材料制成，则可见光。 在电致发光面板的构造中使用发光电容器，可用于膝上型计算机的背光等应用。 在这种情况下，整个面板是用于产生光的电容器。

电容器除了根据本身的特性发挥巨大的作用外，还可以与电阻等其他元件进行组合，在电路中可发挥巨大的作用。

电解电容器性能要求

小体积、大容量

由于电解电容器阳极为腐蚀多孔的阀金属且表面生成一层极薄的介质氧化膜，多数采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此单位体积电容量非常大，比其它电容大几倍到几十倍。***和耦合（1）信号耦合由于电容器通过交流电而阻隔直流信号，它们通常用于分离信号的交流和直流分量。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的，现代1开关电源要求越来越高的效率，越来越小的体积，因此，有必要寻求新的解决办法，来获得大电容量、小体积的电容器。

在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路，则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷：

（1）高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流，而且大幅度增加；

（2）变换器的主开关管发热，导致铝电解电容器的周围温度升高；

（3）变换器多采用升压电路，因此要求耐高压的铝电解电容器。

这样一来，利用以往技术制造的铝电解电容器，由于要吸收比以往更大的脉动电流，不得不选择大尺寸的电容器。结果，使电源的体积庞大，难以用于小型化的电子设备。此类事故多是由于系统内、外过电压，电容器内部严重故障所引起的。为了解决这些难题，必须研究与开发一种新型的电解电容器，体积小、耐高压，并且允许流过大量高频脉冲电流。另外，这种电解电容器，在高温环境下工作，工作寿命还须比较长。