由于固态电解电容采用导电聚合物作为电极层导体,相对与液态电解液它的导电性能更好,所以对应的ESR(EquivalentSeriesResistance,串联等效电阻)非常小,则对应的电容损耗也小。通常情况下,这个特点并不突出,但在一些大功率高频电路中,对于电源滤波电容则要求ESR越小越好。可以说,高频下,固态电解电容的低ESR是其较大的优点。在一届大学生智能汽车竞赛中有一组节能信标组,它可以为车模提供超过50W的充电功率。下图显示了信标控制电路板上的两个电解电容。在左边的电路中使用的是普通液态电解电容,在电路满功率输出50W电能时,这两个电容发热严重。将它们替换成相同容量的固态电容之后,电容就不再发烫。陶瓷电容的另外一个特性是其直流偏压特性。苏州固态电容贴片
类陶瓷电容器类稳定陶瓷介质材料,如美国电气工程协会(EIA)标准的X7R、X5R和中国标准的CT系列(温度系数为15.0%),不适用于定时、振荡等温度系数较高的场合。然而,因为介电系数可以做得非常大(高达1200),所以电容可以做得相对较大。一般1206贴片封装的电容可以达到10F或者更高;类可用的陶瓷介质材料如美国电气工程协会(EIA)标准的Z5U、Y5V和中国标准的CT系列低档产品(温度系数为22%、-56%的Z5U和22%、-82%的Y5V),这种介质的介电系数随温度变化很大,不适用于定时、振荡等高温度系数的场合。但由于其介电系数可以做得很大(可达1000~12000),电容比可以做得更大,适用于一般工作环境温度要求(-25~85)的耦合、旁路和滤波。一般1206表贴Z5U和Y5V介质电容甚至可以达到100F,从某种意义上说是取代钽电容的有力竞争者。深圳贴片电容规格MLCC由于其内部结构的优势,其ESR和ESL都具备独特优势。所以陶瓷电容具备更好的高频特性。
用于开关稳压电源输出整流的电解电容器,要求其阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz时仍不呈现上升趋势。电解电容器ESR较低,能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势,用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。笔者在实验中发现,普通CDII型中4700μF,16V电解电容器,用于开关电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高频电解电容器的低,同时普通电解电容器温升相对较高。当负载为突变情况时,用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。
当电容器的内部连接性能恶化或失效时,通常会出现开路。电气连接的恶化可能是由腐蚀、振动或机械应力引起的。铝电解电容器在高温或湿热环境下工作时,阳极引出箔可能因电化学腐蚀而断裂。阳极引出箔与阳极箔接触不良也会造成电容器间歇性开路。1)在工作初期,铝电解电容器的电解液在负载工作过程中会不断修复和增厚阳极氧化膜(称为填形效应),导致电容下降。2)在使用后期,由于电解液损耗大,溶液变稠,电阻率增大,增加了等效串联电阻和电解液损耗。同时,随着溶液粘度的增加,铝箔表面不均匀的氧化膜难以充分接触,减少了电解电容器的有效极板面积,导致电容量下降。此外,在低温下工作时,电解液的粘度也会增加,导致电解电容损耗增加,电容下降。铝电解电容器由于在负荷工作过程中电解液不断修补并增厚阳极氧化膜(称为补形效应),会导致电容量的下降。
作为电气和电子元件,电容器对我们电工来说是非常熟悉的。你在生活中总会接触到无功补偿中的电力电容器,变频器DC主电路中的滤波电容器,各种电子线路板上形状各异的电容器或者电风扇中的CBB电容器。电容器有很多种。现在我就重点介绍一下应用范围较广,用途比较大的电解电容。电解电容器目前分为铝电解电容器和钽电容器两大类,其中铝电解电容器较为常见。电解电容和其他种类电容比较大的区别就是——电解电容有极性和-,所以在使用DC电路时一定要注意这一点。一旦极性不对,危险在所难免!另外,电解电容不会出现在交流电路中。极性电容和非极性电容原理相同,都是储存和释放电荷;极板上的电压(这里电荷积累的电动势称为电压)不能突变。电容容量越大、信号频率越大,电容呈现的交流阻抗越小。深圳贴片电容规格
电容器外壳、辅助引出端子与正、负极 以及电路板间必须完全隔离。苏州固态电容贴片
纹波电流容差影响电解电容器性能的较重要参数之一是纹波电流。纹波电流对铝电解电容器的影响主要是由于功耗对ESR的影响,使铝电解电容器发热,从而缩短使用寿命。从特性曲线(图2)可以看出,纹波电流对ESR造成的损耗与纹波电流有效值的平方成正比,所以随着纹波电流的增加,小时寿命曲线类似于抛物线函数曲线。降低纹波电流的方法可以采用更大容量的铝电解电容器。毕竟大容量铝电解电容器比小容量铝电解电容器能承受更大的纹波电流。也可以采用几个小容量铝电解电容并联,也可以选择低纹波电流的电路拓扑。一般来说,反激变换器产生的开关电流相对比较大。表1显示了各种开关转换器电路拓扑结构的滤波电容上的DC电流、整流和滤波纹波电流、开关电流和总纹波电流。苏州固态电容贴片