电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流
电容纹波电流范围
电容纹波电流范围在电力电子和电气工程中,电容器经常被用作滤波器以减小电源或信号线路中的纹波电压。
纹波电流即是指流经电容器的交流分量电流,它是电容器工作状态的重要参数。
理解和确定电容纹波电流的范围对于确保电容器的可靠运行以及整个电路系统的稳定性至关重要。
一、纹波电流的产生纹波电流的产生与电容器的充放电过程紧密相关。
在直流电源电路中,即使电源的输出是稳定的直流电压,由于整流和滤波电路的不完美,电源输出中仍会包含一定的交流成分,这就是纹波电压。
电容器在电路中的作用之一就是吸收这些纹波电压,从而减小电源输出中的交流成分。
当纹波电压加在电容器两端时,电容器会进行充放电,从而产生纹波电流。
二、纹波电流的影响纹波电流对电容器的影响主要表现在以下几个方面:1. 温升:纹波电流流经电容器时,会产生热量,导致电容器温度升高。
过高的温度会加速电容器的老化,缩短其使用寿命。
2. 损耗:纹波电流会导致电容器的内部损耗增加,表现为电容器的等效串联电阻(ESR)增大。
ESR的增大会进一步加剧电容器的发热,形成恶性循环。
3. 噪声:纹波电流还可能引起电路中的噪声,影响电路的正常工作。
三、电容纹波电流范围的确定确定电容纹波电流的范围需要考虑多个因素,包括电容器的额定容量、工作电压、电路中的纹波电压大小以及电容器的允许温升等。
1. 额定容量和工作电压:电容器的额定容量和工作电压决定了其能够承受的最大电流。
在选择电容器时,应确保其额定容量和工作电压能够满足电路的需求。
2. 纹波电压大小:电路中的纹波电压大小直接影响纹波电流的大小。
纹波电压越大,纹波电流也越大。
因此,在设计电路时,应尽量减小纹波电压的大小。
3. 允许温升:电容器的允许温升是限制纹波电流大小的重要因素之一。
不同类型的电容器有不同的允许温升范围。
在选择电容器时,应根据其允许温升范围来确定纹波电流的最大值。
四、电容纹波电流范围的优化措施为了优化电容纹波电流的范围,可以采取以下措施:1. 选择合适的电容器类型:不同类型的电容器有不同的纹波电流承受能力。
电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流
电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流电解电容器在使用过程。
加在电解电容器两端的电压随时间波动变化,忽高忽低,电容器就产生充放电,有电荷流动,形成电流,电解电容器上这个高低不停变化的电压,其随时间变化的曲线类似在平静的池塘面投下一块石子,石子在水面激起的一圈圈链漪有波峰也有波谷。
于是人们形象的把电解电容器两端的这种电压称纹波电压,由纹波电压所加在电容器上,电容器就进行充放电,由此在电容器中形成的电流就形象的称之为纹波电流。
电解电容器中的纹波电流I和其两端的纹波电压V及容量C,其上的电量Q有下面的关系:∵C=Q/V=( dQ/dt)/(dV/dt) dQ/dt=I∴I=C*(dV/dt)电解电容器在使用过程中有一个重要参数:电解电容器的额定纹波电流,该参数不同的厂家有不同的值,就是同一厂家同一规格不同系列的产品,其额定的纹波电流也不一定相同。
它是由电解电容器制造商给出的。
电解电容器中的纹波电流和其额定纹波电流是两个不同的概念。
电解电容器的额定纹波电流的确定,主要是根据该规格电解电容器的用途及使用条件及工作时间(俗称寿命)来和电容器自身的材料性能由电解电容制造商来确定的。
在确定某一规格电解电容器的额定纹波电流需要考虑的因素有以下几点。
1、电解电容器的寿命,它是电解电容器制造商对用户的承诺,简单点讲就是电容器在一定使用条件所能有效工作的时间,也是用户进行电解电容选型的重要观注点之一,这个一般各制造商在其产品手册上都会给出。
2、电解电容的等效串联电阻ESR,ESR大小决定了纹波电流在电解电容器中的发热量的大小。
理论上讲纹波电流在电解电容器中产生的热量(单位时间里):Q-I2*ESR这里I是纹波电流的有效值。
ESR是电容器的等效串联电阻。
3、电解电容在上限温度时,电解电容内部的压力。
当工作时,电解电容工作时所处的环境温度比较高。
由于电解电容器自身的损耗发热,其内部的温度比处的环境温度要高,一般的湿式电解电容器的液态电解液都会产汽化,产生一定的蒸汽压,该蒸汽压和被封在电解电容器内部的空气所产生的压力构成了电解电容内部的总压力,各种分压的大小遵从道尔顿分压定理。
电解电容纹波电流计算
电解电容纹波电流计算电解电容器是一种将电荷存储在电解介质中的被极化的电容器。
在工业和电子设备中,电解电容器广泛应用于滤波、耦合和能量存储等电路中,以平稳和稳定电流的波动。
电解电容器的纹波电流取决于电源的电压纹波和电解电容器的参数。
首先,我们需要了解电源的电压纹波的性质和电解电容器的参数。
电源电压的纹波通常用纹波系数来表示,纹波系数是指电压纹波电压与电源直流电压之比。
对于交流电源,纹波系数通常在1%到10%之间。
电解电容器的参数主要有电容值和额定电压两个重要指标。
电解电容器的电容值决定了其存储电荷的能力,通常以微法(μF)为单位。
额定电压是指电解电容器可承受的最大电压,通常以伏特(V)为单位。
在实际计算中,我们可以通过以下公式来计算电解电容器的纹波电流:Ir=Vr/(2*f*C)其中,Ir表示电解电容器的纹波电流,Vr表示电源电压的纹波电压,f表示电源的工作频率,C表示电解电容器的电容值。
从公式可以看出,电解电容器的纹波电流与电源电压的纹波电压呈线性关系,而与电源的工作频率和电解电容器的电容值呈反比关系。
假设一个电解电容器的电容值为1000μF,额定电压为16V,在一个交流电源频率为50Hz的情况下,如果电源的纹波系数为5%,我们可以通过上述公式来计算纹波电流。
首先,我们需要计算电源电压的纹波电压Vr。
假设电源的直流电压为12V,纹波系数为5%,那么Vr=12V*0.05=0.6V。
将Vr=0.6V,f=50Hz,C=1000μF代入公式中,可以得到:Ir=0.6V/(2*50Hz*1000μF)=0.6V/(2*50*0.001F)=0.6V/0.1A=6A因此,这个电解电容器的纹波电流为6A。
需要注意的是,纹波电流是很重要的电容器参数,尤其对于一些对纹波电流要求较高的电子设备,如音频放大器等。
过高的纹波电流会导致电解电容器温度升高、损耗增加,甚至可能导致电容器破裂。
因此,在设计电子电路时应合理选择电容器参数,同时注意电源电压的纹波系数。
电解电容纹波电流
电解电容纹波电流
电解电容纹波电流是一种常见的电气问题,它可能会对电设备造成严重损害,甚至会导致设备故障。
因此,了解如何解决电解电容纹波电流及其产生原因,对于确保电设备安全运行至关重要。
本文就电解电容纹波电流的相关知识进行了系统性的介绍。
首先,本文对电解电容纹波电流的定义及其形成原因进行了详细的分析和讨论。
电解电容纹波电流是由于电解电容的放电造成的,它是一种频率较高的非正弦型电流,主要受源电容器的特性所影响。
当受激电路有吸收电流中断时,会发生电解电容放电,从而产生纹波电流。
其次,本文介绍了电解电容纹波电流对电设备造成的影响。
由于纹波电流的幅值比较高,因此在电设备中会产生电压抖动、电流交变和脉冲等现象,会对电设备的正常运行产生负面影响。
例如,纹波电流会对电磁兼容产生影响,会导致信号传输的不稳定;还可能导致控制系统的振动和功率消耗大大增加;并且会引起电子元件烧坏、马达烧毁等故障。
最后,本文主要介绍了解决电解电容纹波电流的常见方法。
首先,可以采取结构优化的方法,减少电路内电容器串联的数量,减少电解电容放电电流的幅值;其次,可以采用滤波电路对源电容器的纹波电流进行过滤;再者,可以在接线处配备解耦电容器。
这些措施可以有效地减少电解电容纹波电流,从而解决纹波电流对电设备的不利影响。
综上所述,电解电容纹波电流可能会对电设备的安全运行造成负
面影响。
因此,了解电解电容纹波电流及其产生原因对于解决电解电容纹波电流至关重要。
本文通过介绍电解电容纹波电流的定义及其形成原因,以及电解电容纹波电流对电设备的影响,以及解决电解电容纹波电流的常见方法,对于确保设备的安全运行具有重要意义。
电解电容的纹波电流(2013.1.30)
电解电容的纹波电流好处:使用的电压选高于这个电压范围的电容大容量可以更好的滤波更好的提供瞬时电流的变化提供更大的负载避免电源波动太大对电路起到稳定的作用功率和电压正比 220v端是用电流很小例如10mA不考虑损耗输出5V就可以提供400mA以上电流在同样的容量下电压越高能量就越大说明:纹波电流或电压是指的电流中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁;纹波电流( IRAC )额定纹波电流 IRAC 又称为最大允许纹波电流。
其定义为:在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。
并且指定的纹波为标准频率(一般为100Hz--120Hz)的正弦波。
纹波电流或电压是指的电流中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁;纹波电流(IRAC )额定纹波电流IRAC 又称为最大允许纹波电流。
其定义为:在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。
并且指定的纹波为标准频率(一般为100Hz--120Hz)的正弦波。
纹波电流和纹波电压在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”,其实就是 ripple curren t,ripple voltag e。
含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。
它们和ESR 之间的关系密切,可以用下面的式子表示:Urms = Irms × R式中,Urms 表示纹波电压Irms 表示纹波电流R 表示电容的ESR由上可见,当纹波电流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,涟波电压也会成倍提高。
电解电容寿命分析
以下均为简要说明,如有不同看法,请直接点评,同时也为众多LED电源制造商找到一个长寿命的理由。哪些地方不对,请多指教!
我们说一个电解的额定寿命多少小时,都是在其额定参数相同的工作环境下的实际寿命。同时也是设计寿命。
主要影响电解电容寿命的因素有以下几点:环境温度、电压、纹波电流、频率。
以上参数均为我公司的电解选用原则。
再分析一下电解电容的性能衰减特性。
我们说的一个电解电容的寿命结束了,其实并不是所有功能全部失效,而是开始衰减,直到满足不了电解在电路中所起到的作用。那么我们就要看电解在实际电路中所起到的作用,我先说2种用途,1是在PFC电路中,一个是在电源输出端做滤波使用,当电解性能衰减时,PF值会降低,但是即使降低到0.5(不加PFC电路),电源也是一样在工作,输出电流和电压丝毫不会受到影响。而做在输出端作为处理纹波的情况也是一样,只是输出纹波不断增大而已,而这个纹波对LED的确有很大影响,但是绝对不会立刻使LED失效。
额定温度105度,而实测温度为65度 105-65=40度 也就增加4倍。我们选用额定1万度时
8万小时,65度时16万小时,这16万小时暂时先记在这里。
4、工作电压:我们选用的电解额定为63V,实际工作37.2V,我们可以肯定寿命比额定要长,至于长了多少,我们先不管。
1、频率,首先请断定,使用的电解电容为高频电解电容。保证在频率一项不影响您电源的实际工作频率。
2、纹波电流:这个参数在电解规格书里可以查到额定的纹波电流,按照电源本身的纹波电流来选用合适的电解。
以上2项要考虑参数的余量,一般按照1.5倍计算足以。
下面是影响寿命的主要参数
3、环境温度:按照目前最普遍的电容寿命估算方法,实际工作温度比电容额定温度低10度,寿命增加1倍的理论。
电解电容额定纹波电流对应的温升
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电解电容_额定纹波电流_概述及解释说明
电解电容额定纹波电流概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代电子设备中,电解电容作为一种重要的元件得到了广泛应用。
它不仅具有存储能量的能力,还可以平滑和稳定电流,从而确保电路的正常工作。
然而,在实际使用中,由于各种因素的影响,额定纹波电流成为了一个需要关注和解决的问题。
1.2 文章结构本篇文章将围绕"额定纹波电流"这一主题展开讨论。
首先,我们将介绍电解电容的定义、原理、组成和工作原理,并探讨其应用领域。
接着,我们将详细阐述额定纹波电流的定义、概述以及影响因素,并介绍测量方法和标准。
随后, 我们将深入探讨纹波电流对电解电容的影响以及如何降低额定纹波电流。
最后, 我们将通过实例分析和案例说明来进一步加深对该主题的理解。
1.3 目的本文旨在提供关于额定纹波电流的详细概述和解释说明。
通过对这一主题的深入研究,读者可以更好地了解电解电容和额定纹波电流之间的关系,并学习如何降低纹波电流对电容器性能的影响。
此外,本文还将通过实例分析和案例说明,帮助读者更好地理解相关概念和方法,并为未来应用提供展望。
2. 电解电容:2.1 定义和原理:电解电容是一种用于储存和释放电荷的装置,其基本构造由两个导体层(称为极板)之间夹着一个绝缘层(电解质)组成。
这种电解质通常是无机盐溶液或有机溶剂。
当施加电压到电解电容上时,正负极板上会产生相应的带电离子,从而引起带电分布。
这使得正极板在带有正荷的同时,吸引了等量的负荷,形成了一对等量但反向的正负极。
2.2 组成和工作原理:通常情况下,两个极板由导体材料如铝箔或薄金属片制成,并通过绝缘材料如纸浆、塑料薄膜或氧化铝将它们隔开。
极板中具有较高阳/阴表面积比可以增加其储存能力。
在充放电过程中,当施加直流(DC)信号时,正极板会吸引阴离子并积累在其表面上,而负极板则吸引阳离子。
而在交流(AC)信号下,快速变换的电压会导致电解质内部离子来回运动,从而产生交流纹波电流的效果。
电解电容的结构原理与性能参数
目录1. 电解电容概况: (2)2. (电解)电容的作用: (2)3. 电解电容的结构原理: (3)4. 电解电容特点: (3)5. 电解电容分类: (3)5.1 铝电解电容器 (3)5.2 钽电解电容器 (4)5.3 其它电解电容器 (4)6. 电解电容性能参数: (5)6.1 标称电容量 (5)6.2 额定工作电压 (5)6.3 正切损耗角 (5)6.4 漏电流 (6)6.5 纹波电流和纹波电压 (6)6.6 阻抗和ESR (6)6.7 温度特性 (7)6.8 使用寿命 (7)7. 影响铝电解电容性能的因素: (8)7.1 温度对参数性能的影响 (8)7.2 使用时间对参数性能的影响 (8)7.3 储存时间对参数的影响 (8)8. 电解电容实验注意事项: (9)1. 电解电容概况:首先,在深入学习了解电解电容之前,我们必须给电容下个定义,这里我援引一位IT界资深硬件专业人士万鹏先生的一个定义:电容就是两块导体之间夹杂着一块绝缘体而构成的一种电子元器件。
从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质(就像一只水桶一样,你可以把电荷充存进去,在没有放电回路的情况下,并且不考虑介质漏电和自放电效应,电荷会永久存在,这是它的特征),它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。
电容的产量占到全球电子元器件产量的40%以上。
基本上所有的电子产品,里面都有电容的存在。
电容是两块导体(阴极和阳极)夹杂着一块绝缘体(介质)构成的电子元器件。
因此,电容首先按照介质来分类。
根据介质的不同,可将电容分为三大类:无机介质电容、有机介质电容和电解电容。
这里,我们着重研究电解电容。
如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话,那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山。
我国电解电容年产量300亿只,且年平均增长率高达30%,占全球电解电容产量的1/3以上。
大家别小看电解电容,它其实是一个国家的工业能力和技术水平的反映。
电解电容的漏电流、额定电流、纹波电流
英文回答:The electrolytic capacitor, as a widely used electronicponent,plays an important role in the storage and release of charges。
However, in the course of their work, it is inevitable that there will be some leakage。
The leakage was due to the material and structural defects of the capacitors themselves,which were shown to be small。
In general, leakages increase over time, thus affecting the performance of the capacitors。
In a number of cases where leakage requirements are stringent,a high—quality electrolytic capacitor should be selected inorder to ensurepliance。
Governments and relevant authorities should strengthen regulation of the production and quality management of electrolytics, ensuring that products meet national standards and requirements in order to guarantee the safe and stable operation of electronic equipment。
电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流
电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流电解电容器在使用过程。
加在电解电容器两端的电压随时间波动变化,忽高忽低,电容器就产生充放电,有电荷流动,形成电流,电解电容器上这个高低不停变化的电压,其随时间变化的曲线类似在平静的池塘面投下一块石子,石子在水面激起的一圈圈链漪有波峰也有波谷。
于是人们形象的把电解电容器两端的这种电压称纹波电压,由纹波电压所加在电容器上,电容器就进行充放电,由此在电容器中形成的电流就形象的称之为纹波电流。
电解电容器中的纹波电流I和其两端的纹波电压V及容量C,其上的电量Q有下面的关系:∵ C=Q/V=( dQ/dt)/(dV/dt) dQ/dt=I∴I=C*(dV/dt)电解电容器在使用过程中有一个重要参数:电解电容器的额定纹波电流,该参数不同的厂家有不同的值,就是同一厂家同一规格不同系列的产品,其额定的纹波电流也不一定相同。
它是由电解电容器制造商给出的。
电解电容器中的纹波电流和其额定纹波电流是两个不同的概念。
电解电容器的额定纹波电流的确定,主要是根据该规格电解电容器的用途及使用条件及工作时间(俗称寿命)来和电容器自身的材料性能由电解电容制造商来确定的。
在确定某一规格电解电容器的额定纹波电流需要考虑的因素有以下几点。
1、电解电容器的寿命,它是电解电容器制造商对用户的承诺,简单点讲就是电容器在一定使用条件所能有效工作的时间,也是用户进行电解电容选型的重要观注点之一,这个一般各制造商在其产品手册上都会给出。
2、电解电容的等效串联电阻ESR,ESR大小决定了纹波电流在电解电容器中的发热量的大小。
理论上讲纹波电流在电解电容器中产生的热量(单位时间里):Q-I2*ESR这里I是纹波电流的有效值。
ESR是电容器的等效串联电阻。
3、电解电容在上限温度时,电解电容内部的压力。
当工作时,电解电容工作时所处的环境温度比较高。
由于电解电容器自身的损耗发热,其内部的温度比处的环境温度要高,一般的湿式电解电容器的液态电解液都会产汽化,产生一定的蒸汽压,该蒸汽压和被封在电解电容器内部的空气所产生的压力构成了电解电容内部的总压力,各种分压的大小遵从道尔顿分压定理。
电解电容 100khz纹波电流与120hz纹波电流
电解电容 100khz纹波电流与120hz纹波电流电解电容器是一种常见的电子元件,广泛应用于直流电源滤波回路中,可以滤除电源中的纹波电流。
其中,纹波电流是指在直流电源输出的电流中存在的交流成分。
在直流电源中,电解电容器起到平滑直流电压的作用,因为它可以存储电荷并在需要时释放。
电解电容器在直流电源滤波回路中的工作原理是利用其大容量特性,将输入信号中的交流成分滤除,从而得到纯直流电压输出。
在实际应用中,电解电容器的电压并不是完全平滑的,而是存在一定的纹波电压。
纹波电流是电解电容器输出端存在的交流成分电流,这是由于电介质的阻抗和电流变化引起的。
纹波电流的频率通常与电源频率有关。
例如,对于交流电源,通常使用的频率是50Hz或60Hz,而纹波电流的频率则是电源频率的倍数。
例如,对于100kHz纹波电流,它是电源频率的2,000倍。
纹波电流对电解电容器的寿命和性能有一定影响。
太大的纹波电流会导致电解电容器发热,缩短其寿命。
因此,在应用中通常需要选择合适的电容器容量和工作频率,以确保电解电容器能够稳定工作。
电解电容器的电容值、电源频率和纹波电流之间存在一定的关系。
一般来说,电容值越大,能滤除的纹波电流越多。
而电源频率越高,则对电解电容器的容量要求越高,以滤除更高频率的纹波电流。
在设计电解电容器滤波回路时,需要考虑滤波效果和成本之间的平衡。
过大的容量和频率要求会增加成本和尺寸,而过小的容量则可能无法滤除足够的纹波电流。
在实际应用中,还可以采用多级滤波的方法来进一步提高滤波效果。
例如,可以通过串联多个电解电容器,每个电容器的容量递减,以增加滤波频率范围。
总之,电解电容器作为直流电源滤波回路中的重要元件,可以滤除电源中的纹波电流,确保输出电压的稳定性。
在设计中,需要合理选择电容器的容量和工作频率,以满足应用的需求。
同时,还可以采用多级滤波的方法来进一步提高滤波效果。
电解电容纹波电流
电解电容纹波电流
电子技术的发展,使得电路的复杂性也越来越多。
这就要求电路中的元件的品质也在不断提高。
作为一种重要元件,电解电容也受到了关注。
电解电容可以起到电容补偿和稳波的作用,从而起到提高系统性能的效果。
电解电容存在一定品质,不可避免的会出现电容纹波电流。
那么,什么是电容纹波电流呢?
电容纹波电流也称作是纹波对流,是指电解电容在动态变化时,其负载电容应变全部或部分改变时,由此引起的电容单元在其两个极板之间产生的非线性瞬时电流,由此构成具有一定频率组成的、有序的电流振荡,这种振荡也称为“纹波电流”。
电容在负载变化时,电流迅速变大,变大过程中产生一系列频率分布的纹波电流,这一波形可以概括为“电容纹波电流”。
电容纹波电流的产生给电路产生了不利影响。
当电解电容的负载变化时,电容中的纹波电流也会受到改变,高频的纹波电流会影响系统的稳定性,并会导致失真。
同时,它也会产生由于静电荷的累积而导致的电容击穿现象,从而导致系统的故障。
为了减小电容纹波电流的影响,应当采取有效的措施。
首先,要选择良好的电解电容,其次,应加装滤波电路,有效地抑制高频纹波电流。
此外,应尽量减少和避免电解电容的反复放电,以减少电容损耗。
电容纹波电流是一种非线性电流,对电路和系统的稳定性产生了负面影响。
因此,有必要对其进行研究,采取有效措施,来抑制其产
生,从而提高电解电容的品质和系统的稳定性。
铝电解电容器之纹波电流
铝电解电容器之纹波电流
纹波电流即是在电容器内流过的交流电流,英文:rated ripple current。
之所以把它叫电流是因为交流电压迭加在电容器的直流偏压上与水面上面上的波纹很相似。
纹波电
流会使电容器发热,纹波电流额定值的确定办法是在额定工作温度下规定一个允许的
温升值,在此条件下电容器仍符合规使用寿命要求。
通常85℃的电容器允许的最高温升为10℃,即芯包中心最高温度为95℃;一般105℃的产品,允许的最高温升为5℃,芯包中心最温度可到110℃。
实际的芯包最高允许温度因电容种类和制造厂家的不同而有差异。
但过高的温升则会使电容器超过其允许的最高芯包温度而快速失效,而在接近最高芯
包允许温度的条件下工作则会很明显地缩期的使用寿命。
当工作温度小于额定温度时,额定纹波电流可以加大;当工作频率为120HZ之外的其他频率时,额定纹波电流可以进行调整。
过纹波电流会缩短电容器的耐久性,当纹波电流超过额定值,纹波电流引起的内部发热每升高5℃电容器寿命减半。
当要求电容器具有长寿命性能时,降低纹泳文波电流是
必须的。
南通华裕电子有限公司内部文档。
电解电容寿命计算公式
寿命计算公式:1.不考虑纹波时:L=L 0×2(T0-T)/10L:温度T时电容寿命;L 0:温度T 0时电容寿命。
T 0:最高工作温度;T:实际工作温度。
2.考虑纹波时L=L D ×2(T0-T)/10×K [1-(I/I0)*(I/I0)]×ΔT/10L:温度T时的考虑纹波电流的电容寿命;L D:最高工作温度T 0时额定纹波内的电容寿命;T:实际工作温度;T 0:最高工作温度;ΔT:电容中心温升;I:电路实际施加纹波电流;I 0:最高工作温度下允许施加的最大纹波电流;K:施加纹波电流寿命常数(施加纹波在额定纹波电流内K取2,超过额定纹波电流K取4)。
其中:ΔT=I 2×ESR/(A×H)ESR:电容等效串联阻抗;A:电容表面积(侧面积+底面积,不考虑胶盖所在面);A=2πrL+πr 2;H:散热系数。
φd(mm)4~5 6.3810131618H×10-3W/cm 2φd(mm)222530354050~100H×10-3W/cm 2 2.18 2.16 2.13 2.1 2.052铝电解电容器寿命计算公式1.961.88 1.84 1.75 1.66 1.58 1.49绿宝石电子有限公司以RC10/505*11(105℃2000小时产品,105℃100KHz最大允许纹波为0.124A,20℃100KHz测试ESR标准值1.3Ω)为例:假设实际工作温度为85℃,电路中实际纹波电流值为0.162A1.不考虑纹波时:(T0-T)/10=(105-85)/10=2L=2000×22=8000(h)2.考虑纹波时:H取2.18/1000=0.00218电容表面积A=2×3.14×0.25×1.1+3.14×0.25×0.25=1.727+0.19625=1.92325(c㎡)电容中心温升ΔT=(0.162×0.162×1.3)/(0.00218×1.92325)=8.14(℃)I取0.162,I0取0.124,因为I>I0,故K取4;)2]×ΔT/10=-0.57535[1-(I/I温度T时的考虑纹波电流的电容寿命:L=2000×22×4-0.57535=3604(h)绿宝石电子有限公司。
电解电容的纹波电流
电解电容的纹波电流一、电解电容的基本原理电解电容是一种具有极高电容值的电容器,其内部结构由两个金属极板和介质组成。
介质通常采用氧化铝薄膜,金属极板则是铝箔或钽箔。
当两个极板之间施加电压时,介质上会形成一层氧化膜,这层氧化膜就是电解电容的存储介质。
二、纹波电流的概念纹波电流指的是在直流稳压器中,输出端所产生的交流成分。
因为直流稳压器输出端的直流信号还存在着一定的交流成分,这些交流成分就会导致输出端产生纹波现象。
而纹波现象对于某些需要稳定直流信号的应用场合来说是非常不利的。
三、影响纹波电流大小因素1. 电解电容器本身特性:因为不同型号和品牌的电解电容器所具有的特性不同,所以它们对于纹波电流大小也会有影响。
2. 直流稳压器工作状态:当直流稳压器工作在过载或者过热状态时,其输出端的纹波电流也会增大。
3. 输入电压的大小:输入电压越大,直流稳压器输出端的纹波电流也会越大。
四、如何降低纹波电流1. 选择合适的电解电容器:为了降低直流稳压器输出端的纹波电流,我们需要选择具有低ESR(Equivalent Series Resistance)和高容值的电解电容器。
这样可以有效地降低输出端的纹波现象。
2. 增加滤波电容:在直流稳压器输出端并联一个滤波电容可以有效地减小纹波电流。
滤波电容通常采用铝箔或者钽箔制成,其容值大小需要根据具体场合而定。
3. 采用多级滤波:在一些对于直流信号要求非常高的场合,我们可以采用多级滤波来降低纹波现象。
多级滤波通常由多个RC滤波器组成,每个RC滤波器都能够减小一部分纹波成分。
五、总结在直流稳压器应用中,因为输出端存在着一定的交流成分,所以我们需要采取措施来降低其产生的纹波电流。
选择合适的电解电容器、增加滤波电容和采用多级滤波都可以有效地降低纹波现象。
电解电容的参数说明
铝电解电容参数电路系统性能的稳定可靠,与选用的元器件参数、等级、质量等密切相关。
设计师应针对产品应用环境以及电性能的要求,准确提出对元件参数的具体要求,包括标称值、精度和误差要求、稳定性要求、温度范围要求、安装尺寸以及与电路性能密切相关的其它要求。
因在所有的被动元件中,铝电解电容的失效率最高,所以选型尤为重要。
铝电解电容选型要点:容量,耐压,温度范围,元件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/频率特性电容寿命实际需要、性能和成本等综合考量电子元件技术网通过调查工程师在铝电解选型和应用中碰到的问题提出,要关注耐压、容量、温度和尺寸几个参数,也要注意铝电解电容对整个电路的稳定性问题。
铝电解电容是以经过蚀刻的高纯度铝箔作为阳极,以浸有电解液的薄纸或布做阴极构成的极性电容器。
优点:容量大、耐压高、价格便宜缺点:漏电流大、误差大、稳定性差、寿命随温度的升高下降很快数字电路中使用的铝质电解电容一般用于电源平滑滤波,除容量、耐压、容量误差、工作温度、封装尺寸等熟知的参数外,还有儿个有关电容器品质的重要参数,包括损耗角正切、漏电流、等效串联电阻ESR、允许的纹波电流、使用寿命等。
这些参数不标在成品封装外皮上,只在产品规格书中体现的,但这些参数有可能是关系电路性能的关键。
容量和额定工作电压铝电解电容本体上标有的容量和耐压,这两个参数是很重要,是选用电容最基本的内容。
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,它能承受的最大直流电压。
在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V。
详解铝电解电容器的参数
详解铝电解电容器的参数铝电解电容器的参数详解之一铝电解电容器的基本参数主要有电压、电容量、最高工作温度及寿命、漏电流和损耗因数,有的铝电解电容器,如开关电源输出滤波用钽电容的铝电解电容器还有额定纹波电流、ESR等参数。
电压铝电解电容器的电压指标主要有额定DC电压、额定浪涌电压、瞬间过压和反向电压,下面将逐一介绍。
1.反向电压钽电容是有极性电容器,通常不允许工作在反向电压。
在需要的地方,可通过连接一个二极管来防止反极性。
通常,采用导通电压约为0. 8V的二极管是允许的。
在短于Vs的时间内,小于或等于1.5V的反向电压也是可以承受的,但仅仅是短时间,绝不能是连续工作状态。
2.工作电压V OP工作电压是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作的电压。
在整个工作温度范围内,电容器既可以在满额定电压(包括叠加的交流电压)下连续工作,也可以连续工作在0V与额定电压之间任何电压值。
在短时间内,电容器也可承受幅值不高于-1. 5V的反向电压。
反向电压的危害主要是反向电压将产生减薄氧化铝膜的电化学过程,从而不可逆地损坏铝电解电容器。
3.额定DC电压VR额定DC电压VR是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作电压,它包括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。
通常,钽电容的额定电压在电容器表面标明。
通常额定电压≤100V为“低压”铝电解电容器,TDK电感而额定电压≥150V为“高压”铝电解电容器。
额定电压的标称电压为:3V、4V、6.3V、(7.5V)、10V、16V、25V、35V、(40V)、50V、63V、80V、100V、160V、200V、250V、300V、(315V)、350V、(385V)、400V、450V、500V、(550V)。
其中括号中的电压值为我国不常见的。
4.额定浪涌电压Vs额定浪涌电压Vs是铝电解电容器在短时间内能承受的电压值,其测试条件是:电容器工作在25℃,在不超过30s,两次间隔不小于5min。
电解电容的纹波电流
电解电容的纹波电流一、电解电容简介1.1 电解电容的基本原理电解电容是一种由电解质和两个不同材料的电极组成的被动元件。
其工作原理根据电解原理,当正负电源施加在两个电极上时,电解质会发生电离反应,形成正负离子。
正离子会在电容的负极积聚,而负离子则在正极积聚。
这些离子积累在电极和电解质之间形成一个电场,因此造成了电容的两个极板之间的电势差。
1.2 电解电容的特点电解电容具有较大的电容量和较高的电压稳定性,因此被广泛应用于各种电子设备中。
然而,与其他电容器相比,电解电容器的一个重要特点是其极化特性。
在工作过程中,电解电容器的极板上会形成一层电化学氧化膜,这种膜具有一定的电阻性质,会导致电解电容器的电压降低。
二、纹波电流的概念与特性2.1 纹波电流的定义纹波电流是指在交流电源中,电解电容器输出电流的变化情况。
由于交流电源的特点是频率的周期性变化,因此电流也会出现周期性的变化。
纹波电流是指交流电源的正弦波形电流与电解电容器输出电流之间的差异部分。
2.2 纹波电流的原因纹波电流的产生主要是由于电解电容器的极化特性造成的。
由于电解电容器上的电化学氧化膜的存在,导致了电解电容器的电压降低。
而为了维持交流电源的输出电压,电解电容器会周期性地放出电荷来补充电源输出的功率,从而形成纹波电流。
2.3 纹波电流的特性纹波电流的大小与电解电容器的电容量、负载电流和频率有关。
通常情况下,电容量越大,负载电流越小,纹波电流就越小。
而频率越高,纹波电流也会增大。
同时,纹波电流还会受到电解电容器的ESR(等效串联电阻)的影响。
三、纹波电流的影响与解决方法3.1 纹波电流对电路的影响纹波电流对电路的影响主要表现在两个方面:一是会造成电源电压的纹波;二是会对其他电子元件的工作产生干扰。
电源电压的纹波可能会导致设备工作不稳定,甚至对设备的寿命造成影响。
而纹波电流对其他元件的干扰则可能引起噪音、波形失真等问题。
3.2 解决纹波电流的方法为了解决纹波电流带来的问题,可以采取以下方法: 1. 增大电解电容器的电容量:通过增大电解电容器的电容量,可以降低纹波电流的大小。
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电解电容器中的纹波电流和额定纹波电流电解电容器在使用过程。
加在电解电容器两端的电压随时间波动变化,忽高忽低,电容器就产生充放电,有电荷流动,形成电流,电解电容器上这个高低不停变化的电压,其随时间变化的曲线类似在平静的池塘面投下一块石子,石子在水面激起的一圈圈链漪有波峰也有波谷。
于是人们形象的把电解电容器两端的这种电压称纹波电压,由纹波电压所加在电容器上,电容器就进行充放电,由此在电容器中形成的电流就形象的称之为纹波电流。
电解电容器中的纹波电流I和其两端的纹波电压V及容量C,其上的电量Q有下面的关系:
∵ C=Q/V=( dQ/dt)/(dV/dt) dQ/dt=I
∴I=C*(dV/dt)
电解电容器在使用过程中有一个重要参数:电解电容器的额定纹波电流,该参数不同的厂家有不同的值,就是同一厂家同一规格不同系列的产品,其额定的纹波电流也不一定相同。
它是由电解电容器制造商给出的。
电解电容器中的纹波电流和其额定纹波电流是两个不同的概念。
电解电容器的额定纹波电流的确定,主要是根据该规格电解电容器的用途及使用条件及工作时间(俗称寿命)来和电容器自身的材料性能由电解电容制造商来确定的。
在确定某一规格电解电容器的额定纹波电流需要考虑的
因素有以下几点。
1、电解电容器的寿命,它是电解电容器制造商对用户的承诺,简单点讲就是电容器在一定使用条件所能有效工作的时间,也是用户进行电解电容选型的重要观注点之一,这个一般各制造商在其产品手册上都会给出。
2、电解电容的等效串联电阻ESR,ESR大小决定了纹波电流在电解电容器中的发热量的大小。
理论上讲纹波电流在电解电容器中产生的热量(单位时间里):
Q-I2*ESR
这里I是纹波电流的有效值。
ESR是电容器的等效串联电阻。
3、电解电容在上限温度时,电解电容内部的压力。
当工作时,电解电容工作时所处的环境温度比较高。
由于电解电容器自身的损耗发热,其内部的温度比处的环境温度要高,一般的湿式电解电容器的液态电解液都会产汽化,产生一定的蒸汽压,该蒸汽压和被封在电解电容器内部的空气所产生的压力构成了电解电容内部的总压力,各种分压的大小遵从道尔顿分压定理。
内部总压力不能大于电解电容器铝壳安全阀的抗压强度,否则安全阀会开启,电解电容器失效。
电解电容器内部压力和外部压力差是造成电解液泄漏的原因。
4、电解电容的密封特性。
由于电解电容的电解液是液态的,电解电容在工作时,电解液汽化产生蒸汽压,为防止电解液逃逸造成电解失效,就用铝壳和胶盖将芯子密封起来,胶盖与铝壳和芯子铝梗的密封,是一种非匹配密封,都会有一定的泄露,泄露的大小除与胶盖材质封接表面光洁度,铝壳铝梗表面光洁度,封口工艺,铝梗与胶盖孔配合程度之外还和电解液在电解电容工作时产生的饱含蒸汽压有关,饱和蒸汽压越大,电解电容内部与铝壳外界的压力差就越大,电解液的泄露也就越快,相对而言,电解电容的寿命就会缩短。
5、电解液的稳定性,电解液在电解电容工作时,温度本身就比较高,电解液除修复正箔氧化膜之外,自身还进行着一些化学反应。
例如以乙二醇为溶剂的电解液在高温下会发生脂化反应,因此电解液的稳定性对电解的寿命也有主要的影响,但是一般来说,稳定性越好,导电率就越差,这是一对矛盾,故长寿命高温电解的ESR不能过分要求太小。
6、总体来说影响电解电容的额定纹波电流的因素很多,除此之外,电解液修复氧化膜的能力,正极箔的损耗都要可虑,此外还要考虑到电解电容的可靠性,电解电容器的额定纹波电流是在一定温度频率下,电解上施压的电压不超过额定值,其在电解上产生的纹波电流不超过额定纹波电流则可保证电解电容器寿命不低于厂商承诺的值,电解电容器的额定
纹波电流不是能直接计算出来的,也不是简单的测试几个参数就能确定,必须进行一定的批量的寿命试验才能确定的,这样是要花费相当的成本和时间,流传的用测试电解电容内部芯子最高温升来确定纹波电流的方法很不全面,只考虑了电解的发热,没有考虑其它众多因素。
比如,若电解电容器的密封性差,即使电解温升不高,在较高环境温度下,电解液也会很快逃逸,电解失效,再一点,电解电容内部的最高温度如何确定,测试带来的误差如何等都未明确给出方法。
用户在使用电解电容器的过程中,为了保证电解电容器的寿命应根据工作的实际情况使电解上的纹波电流不超过厂家规定的额定值,也就是说电解电容的额定纹波电流就是在厂家规定的条件下为保证工作寿命在电解电容上所能施加的最大纹波电流。
在电解电容器的实际使用中,有多种多样的情况,用于功率电子方面的电解电容,一般是用于市电整流后的的滤波和高频整流后滤波的场合(f≤100KHZ)滤波。
电解电容器额定的纹波电流在不同的频率下有不同的值,一般电解电容制造商都给出了频率修正系数,一般电解电容制造商都会直接给出的是100KHZ或120HZ时的额定纹波电流,同时电解电容制造商也会给出频率修正系数,在不同频率下使用时,其额定纹波电流都要作以修正。
纹波电流修正系数是厂家根据自己产品的设计及性能和
材料制造工艺来确定,在考虑这些情况后再实际测试电解电容器的ESR随频率的变化,根据不同频率下额定纹波电流发热是相等的原则,即:
I f12(f1)* ESR(f1)=I2f2(f2)* ESR(f2)
f1,,f2是不同纹波电流的频率。
ESR(f1),ESR(f2)是电解电容器分别在f1,f2频率下的等效串联电阻。
I f1,I f2是电解电容器分别在f1,f2频率下的额定纹波电流。
再来确定不同频率下的修正系数.
实际上通过电解电容上的纹波电流是很复杂的很少有简谐波,对各种频率不连续的纹波电流,其是否超过额定纹波电流,可按以下公式来确定:纹波电流在电解中单位时间里的发热量Q 各频率简谐纹波电流单位时间里发热量的总和 Q=∑I fi2* ESR(f i)(i=0,1,23。
N)这是。
I fi分别是电解电容器上通过频率为f i时该频率纹波电流的分量,ESR(f i)是电解电容是在该频率下的等效串联电阻。
在f0频率下额定纹波电流I0(f0),在电解中单位时间里的发热量Q f0
Q f0=I02(f0)*ESR(f0)
若 Q≤Q f0则说明电解中通过的纹波电流没有超过额定值,制造商提供的在额定温度
下额定电压的寿命能保证达到。
若 Q﹥Q f0则说明电解电容器中的纹波电流超过其额定值。
即在额定温度电压寿命不能达到厂家承诺的寿命。
I fi是纹波电流的各个频率的分量,通过对纹波电流做频谱分析可获得。
上面的式子也可以变成
Q/Q f0 –{∑I fi2[ESR(f i)/ ESR(f0)]}/ I02(f0)
实际上,因电解电容的ESR是随使用时间变化的,它随使用时间而增加,同时也为了保证可靠性一般ESR都取得比实际要大些值,ESR(f i)随电解使用时间的变化规律相同,只要测出ESR(f i)的变化规律求出其相对某频率(f0)的相对值ESR(f i)/ ESR(f0)即可。
若Q/Q f0。
>1,说明电解电容器中的纹波电流大于其额定值。
若Q/Q f0。
<1,说明电解电容器中的纹波电流小于其额定值。
若Q/Q f0。
=1,说明电解电容器中的纹波电流等于其额定值。
在实际使用中,考虑到靠可性的要求,一般电解电容中的纹波电流为其额定值的80%。
以上的方法是的理论推导。
实际工程中,利用厂家提供的纹波修正系数亦可方便地
确定电解中的纹波电流是否超过其额定值。
如某厂给出的其某一系列某规格在100KHZ时额定纹波电流为I。
,其纹波修正系数如下表:
例如该规格电解电容上纹波电流分是100HZ纹波电流,当在10 KHZ时,该频率的额定纹波就是纹波成分是0.6I 如果是多个频率的纹波电流的成分,那就要进行迭加判断。
实际工程中,利用厂家提供的纹波修正系数亦可方便地
确定电解中的纹波电流是否超过其额定值。
如某厂给出的其某一系列某规格在100KHZ时额定纹波电流为I。
,其纹波修正系数如下表:
例如该规格电解电容上纹波电流分是100HZ纹波电流,当在10 KHZ时,该频率的额定纹波就是纹波成分是0.6I 如果是多个频率的纹波电流的成分,那就要进行迭加判断。