铝电解电容器承受纹波电流的能力分析
电解电容器的纹波电流承受能力分析
电解电容器的纹波电流承受能力分析电源联盟---高可靠电源行业第一自媒体在这里有电源技术干货、电源行业发展趋势分析、最新电源产品介绍、众多电源达人与您分享电源技术经验，关注我们，搜索微信公众号：Power-union，与中国电源行业共成长！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。
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最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。
但是，这也不是说就一定不能超出其额定值工作，在某些对纹波电流承受能力要求很高的场合，还可以通过合理的方法提高电解电容器的纹波电流能力，这就意味着最大的开发单个元件的能力，降低成本。
那么在满足寿命要求的基础上，在其额定值之上有多少余量呢？下面从电容器纹波电流的定义出发逐步分析电容器纹波电流额定值定义中出现的问题，最后通过实例说明电解电容器纹波电流能力的扩展。
2、电容器的纹波电流2、电容器的纹波电流纹波电流是指流过电容器电流的交流部分。
不同应用电路中的纹波电流有其具体形态，例如通常认为开关变换器中流过电容器的纹波电流是指直流电流的微小波动。
但是无论那种形态的纹波电流都会使电容器发热，电容器应该工作在最大允许内部核心温度之内，否则将导致电容器很快损坏。
如果工作温度接近最大允许内部核心温度而不超过它，这样电容器虽然不会马上损坏，但是会急剧缩短电容器的使用寿命。
铝电解电容的纹波电流
铝电解电容的纹波电流铝电解电容是一种常见的电容器，它由铝箔作为正极和负极，以及介质层组成。
纹波电流是指在电容器中流动的交流电流中的纹波成分。
本文将以铝电解电容的纹波电流为主题，探讨其产生的原因以及对电容器性能的影响。
一、纹波电流的产生原因铝电解电容器用于直流电源滤波电路时，由于电源的输出电压存在纹波成分，即具有交流成分。
这是由于电源本身的波动以及其他因素导致的。
当直流电压波动时，电容器会通过电解液中的离子迁移来补偿电容器的极间电位差，从而产生纹波电流。
纹波电流的大小与电容器的容值、电源电压的纹波幅值以及电容器的等效串联电阻等因素有关。
二、纹波电流对电容器性能的影响1. 加热：纹波电流通过电容器的等效串联电阻会引起电容器发热。
长时间高纹波电流的作用下，电容器温度升高，可能导致电容器内部电解液的蒸发，从而降低电容器的寿命。
2. 寿命：高纹波电流会加速电解液中金属铝的氧化，从而缩短电容器的使用寿命。
3. 电容器容值：纹波电流会影响电容器的有效容值，使其减小。
这是因为纹波电流通过电容器时，会在电容器的电解液中产生电压降，从而降低电容器的有效工作电压范围。
4. 电源负载：纹波电流会对电源产生负载，可能导致电源输出电压的纹波增加。
三、减小纹波电流的方法1. 选择合适的电容器：对于需要滤波效果好的电路，应选择容值大、纹波电流小的电容器，如铝电解电容器的寿命长、纹波电流小的型号。
2. 并联电容器：可以通过在电路中并联多个电容器来减小纹波电流。
这是因为电容器并联时，总的纹波电流等于各个并联电容器的纹波电流之和。
3. 增加电容器的容值：增大电容器的容值可以降低纹波电流。
可以通过串联多个电容器或选择容值更大的电容器来实现。
4. 降低电源纹波幅值：可以通过使用更稳定的电源或增加滤波电路来降低电源输出的纹波幅值。
四、结语铝电解电容器的纹波电流是其应用中需要考虑的重要因素之一。
了解纹波电流产生的原因以及对电容器性能的影响，可以帮助我们选择合适的电容器并采取相应的措施来减小纹波电流。
电解电容纹波的测试,计算及判定_ 应用报告
一、前言：铝电解电容的工作状态及工作环境,是影响其寿命的主要因素。
在众多因素中，又以环境温度的高低和 Ripple Current 纹波电流的大小对电容寿命的影响最大。
所以在实际使用中，电解电容Ripple Current有否超规格，电解电容工作温度有否超标准值，是影响电容失效爆浆的最主要原因，特别是在整机测试未对电解电容寿命进行估算计算的情况下，电解电容Ripple Current 的测试，计算及判定，尤为重要。
二、标准测试:1、一次侧Bulk Cap.纹波电流说明：一次侧Bulk Cap.纹波电流通常由基本频率(低频率)和高频(开关频率)电流构成，因此在计算时，要通过合成公式，利用频率系数计算出其在指定频率下的合成有效值。
(如图1所示) R/C(Ripple Current) = Lowf(Low Freq.Current) +Hif(High Freq. Current)一次侧Bulk Cap.是指：一次侧主电解电容；Lowf 是指：低频纹波电流有效值； Hif 是指：高频纹波电流有效值。
图(1)2、二次侧Filter Cap.纹波电流说明：二次侧Filer Cap.纹波电流通常由高频电流构成。
R/C(Ripple Current) = Hif(High Freq. Current) 二次侧Filter Cap.是指二次侧滤波电解电容。
3、温度机种名称： 机种编号： 机种类别： 电路拓扑：输出规格：编写单位：应用类别：材料应用受控日期：201 年 月 日应用编号：AR500XbcEedDFf P应用描述： 电解电容纹波电流的测试，计算及判定Temperature Meas. = Cap. Case 实测值.-----------此处指电容壳温。
三、計算公式 :1、一次侧Bulk Cap.纹波计算：R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()()TFHifFLowf222/1/+R/C Stress：纹波电流计算压力值，F1=低频时的纹波系数(120Hz)，T= 纹波温度系数，F2=高频时的纹波系数(>10KHz)；2、二次侧Filter Cap.纹波计算:R/C Stress(Ripple Current Stress) = ()TF Hif2/F2 =高频时的纹波系数(>10KHz)，T = 纹波温度系数；R/C Stress：纹波电流计算压力值。
铝电解电容的漏电流、纹波和寿命
图 漏电流的时间特性
图 漏电流的温度特性
图 漏电流的正向电压特性
如上图漏电流的时间特性所示，在施加正向电压的最初数分钟的时间内会出现一个很大的漏电流（称为 涌入电流 inrush current 。电容器如长期未施加电压后这一现象就更明显）。随着工作时间的延续，此漏电 流将衰减到一个很小的“稳定状态”值。漏电流的温度特性见中间一图所示，一般地随着温度的升高漏电 流将会变得越来越大。漏电流的温度特性见右边一图所示，一般地随着温度的升高漏电流将会变得越来越 大。 Aluminum Electrolytic Capacitors
3 、 自寿命（ Shelf Life ）及负载寿命 (Load Life)
3.1 自寿命（ Shelf Life ）
当电解电容在不充电状态下长期放置之后，漏电流及 ESR 将会逐渐增大，而容量会逐渐衰减。然而常 温条件下普通电容两年左右的存储以及低漏电流电容约半年的存存储都不会令这些参数有太大的恶化。故 一般情况下这些特性都不会在实际应用中带来麻烦。
这些计算方法将得到额定电压 UR 及 20 ° C 条件时的漏电量数值。对于其它温度和电压条件下则应 该进行一些乘积运算，具体情况当根据规格数提供的方法进行折算。例如 DIN 41 240 and DIN 41 332 规定 对其它温度条件的换算作了如下乘积运算： 温度 ( ° C) 乘积因子 （典 0 ． 5 型值） 1 4 5 6 10 12 ． 5
2.1 纹波定义及其与寿命关系：
纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值，其在电容电压上的表现为脉动或纹波电压。 电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度（及散热面积）、损耗角度（或 ESR ）以及交流 频率参数的限制。温度是电解电容器件寿命的决定性因素，因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一 个关键参考因数。
相同容量的铝电解电容与贴片电容,贴片电容纹波很大
相同容量的铝电解电容与贴片电容,贴片电容纹波很大标题：铝电解电容与贴片电容的比较：纹波性能解析在电子电路设计中，选择合适的电容器是非常关键的一环。
其中，铝电解电容和贴片电容是两种常见的电容器类型，它们各自具有独特的优点和缺点。
本文将重点探讨这两种电容器在相同容量下的纹波性能，并分析为何贴片电容的纹波会相对较大。
首先，我们来了解一下什么是纹波。
在直流电源中，由于电压的波动，输出电压并不是完全稳定的，而是会有微小的上下波动，这种波动就被称为纹波。
纹波的存在会影响电源的质量，对于一些对电源稳定性要求较高的设备来说，需要尽可能地减小纹波。
接下来，我们来看看铝电解电容和贴片电容的特性。
铝电解电容是一种以铝箔为正极、电解液为负极的电容器，其特点是容量大、成本低，但寿命相对较短，且高频特性较差。
而贴片电容则是采用多层陶瓷介质制成，具有体积小、频率响应好、自谐振频率高的特点，但容量较小，成本也较高。
在相同的容量下，铝电解电容的纹波性能通常优于贴片电容。
这是因为铝电解电容具有较大的等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL），这些参数可以吸收一部分电源中的纹波，从而降低输出电压的波动。
相比之下，贴片电容的ESR和ESL都较小，因此对纹波的抑制能力较弱。
然而，这并不意味着贴片电容无法用于滤除纹波。
实际上，通过合理的设计，我们可以使用贴片电容和其他元件（如电阻和电感）组成LC滤波器或RC滤波器，有效地抑制电源中的纹波。
只是相比铝电解电容，这种方式可能需要更多的元件和更复杂的设计。
总的来说，铝电解电容和贴片电容各有优劣，适用的场合也不同。
在选择电容器时，我们需要根据实际需求来权衡各种因素，包括容量、纹波性能、尺寸、成本等。
只有这样，才能选出最适合的电容器，提高电子设备的性能和稳定性。
以上就是关于铝电解电容与贴片电容在相同容量下的纹波性能的比较。
希望这篇文章能帮助你更好地理解这两种电容器的特性，以便在设计电路时做出明智的选择。
铝电解电容器耐纹波电流的探讨
3 结语
随着电子设备的进一步发展 对其所使用的铝电解电容器 的耐纹波电流能力的要求将会越来越高 因此我们必须不断开 发出适应于这些电子设备要求的电容器 另外 对于铝电解电 容器的纹波电流能力的确定 目前国内有的厂家盲从于日本同 行 并未完全建立起自己一套完整的测试 确定方法 因此在 这方面也应进一步完善
中心/表面 1.1
1.2 1.3 1.4 1.6 1.65 1.75 1.9 2.2 2.45 2.65 3.10
在测试过程中 先施加较小的纹波电流 当电容器到达热 平衡后 测出 或推算 电容器中心温升 如未到达电容器容 许最高温升 5 或 10 再加大纹波电流直至热平衡后电容 器芯包中心温升达到 5 或 10 则此时所施加的纹波电流我 们即认为是电容器的最大耐纹波电流 在设计过程中 由于电 容器所选用的铝箔 电解纸等材料的性能参数均有一定的离散 范围 从而使得电容器实际的 tgδ 或 Res 值 会有所差异 为 了保险起见 纹波电流的确定都留有一定的设计余量 一般取 电容器最大耐纹波电流的 70%~80%作为电容器样本所标注的 额定纹波电流
器底部接触 当电容器工作时 芯包所产生的热量直接通过负
极箔传至外壳 大大提高了电容器的散热效率 从而达到提高
其耐纹波电流的能力
限度 具体参数见表 3
表 3 环境温度与纹波电流允许温升
环境温度 / 芯包最高温升 / 芯包中心温度 /
40
55
65
85 105
30
30
25
15
5
70
85
90
100 110
基于这些原则 我们便可通过对电容器芯包中心温度的
的体积大小 以及芯包 电解纸 铝壳等原辅材料的导热系数
贴片铝电解电容
贴片铝电解电容如今，随着经济社会的发展，随着科技水平的提高，独石电容与瓷片电容都越来越普及地进入老百姓的日常生活，它们就在灯具内部。
由于使用金属钽做介质，不需要像普通电解那样使用电解液。
另外，钽电容不需像普通电解电容那样使用了镀了铝膜的电容纸烧制，所以本身几乎没有电感，但同时也限制了它的容量。
它被应用于大容量滤波的地方，像CPU插槽附近就可以看到钽电容的身影，多同陶瓷电容，电解电容配合使用或是应用于电压、电流不大的地方。
目录一、贴片铝电解电容方案介绍二、贴片铝电解电容的优点三、贴片铝电解电容的作用四、贴片铝电解电容的主要参数五、贴片铝电解电容的特性六、贴片铝电解电容的构造七、贴片铝电解电容的原理八、贴片铝电解电容发展趋势正文一、贴片铝电解电容方案介绍电解电容器是以电解的方法形成的氧化皮膜作为介质而作成的电容器。
而铝电解电容器是以高纯度铝当阳极，和以乙二醇、丙三醇、硼和氨水等等所组成的糊状物当电解液，在电解液中电解使铝表面产生一层极薄的氧化铝膜为介质所作成的电容器。
电解电容器因为电介质薄膜可以作得很薄，因此可以作出体积小容量大的电容器，为大容量电容器的主要的零件。
但是电解电容器却有不少缺哈，例如频井特性和温度特性差，而且漏电流和介质损失大等等。
另外，当极性被反接时或两端所加得电压超出规格时，其安全性将被破坏，电解液将被气化而爆出（即俗称所谓的击穿）有很多的外在环境因素都会引起电解电容器性能上的劣化，如温度、湿度、气压和振动等，电气方面的影响则包括了电压、涟波、电流和充放电等。
二、贴片铝电解电容的优点贴片铝电解电容与传统的电解电容相比，它采用具有高导电度、高稳定性的导电高分子材料作为固态电解质，代替了传统铝电解电容器的电解液，它所采用的电解质电导率很高，再加上其独特的结构设计，大幅度改善传统液态铝电解电容器的缺点，展现出极为优异的特性。
1、理想的高频低阻抗特性。
高分子聚合物固体电解电容器的损耗极低，具有理想的高频低阻抗特性，所以广泛应用于退藕、滤波设计等电路中，效果理想，特别是高频滤波效果优秀。
纹波电流是什么铝电解电容纹波电流计算方法
纹波电流是什么铝电解电容纹波电流计算方法本文主要介绍的是关于纹波电流以及铝电解电容纹波电流计算方法，并详细对铝电解电容进行了全面的阐述。
纹波电流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。
额定纹波电流（ 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。
基本含义纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值，其在电压上的表现为脉动或纹波电压。
电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度（及散热面积）、损耗角度（或ESR ）以及交流频率参数的限制。
温度是电解电容器件寿命的决定性因素，因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。
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 current，ripple voltage。
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。
换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低ESR 值的原因。
叠加入纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻（ESR）引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。
一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。
铝电解电容纹波电流计算方法铝电解电容的在实际应用中的一个重要参数是纹波电流，此电流关系到电解电容的带载温升，在电容寿命计算时候，在不测量电解电容中心点温度的情况下，可以通过此纹波电流来估计电容的设计寿命，铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压。
铝电解电容的纹波电流
铝电解电容的纹波电流铝电解电容的纹波电流是指在使用过程中，电流大小的周期性变化。
铝电解电容具有容量大、尺寸小、工作稳定等特点，在各个领域得到广泛应用。
然而，由于其内部结构的限制与外界应用的需求之间存在差异，可能会导致纹波电流的产生。
那么我们应该如何理解铝电解电容的纹波电流呢？首先，我们需要知道纹波电流是如何产生的。
在市电供电环境下，电容器往往用于节制余波电流，使输出电流更为稳定。
然而，电容器的设计与应用并非完美无缺，其内部电阻和电感等参数会导致一定程度的纹波电流。
毫无疑问，这一问题对于一些高精度、高要求的电子设备来说是不可忽视的，尤其是在需要输出稳定电流的场合。
其次，我们来看一下纹波电流对铝电解电容的影响。
首先，纹波电流会使铝电解电容在工作时发热加剧，这可能会导致电容器的寿命缩短。
其次，纹波电流还会对电子系统的性能产生不利影响，比如引起工作状态不稳定、信号失真等问题。
因此，在设计和选择铝电解电容时，我们应该充分考虑纹波电流对系统性能的影响，选择合适的容值和额定电流等参数，以保证系统的稳定性和长期可靠性。
如何减小铝电解电容的纹波电流呢？首先，可以采用并联的方式增加电容器的总容量，从而降低电容器内部电压的变化；其次，使用低ESR（等效串联电阻）的电容器，能够减小电流波动对电容器自身产生的影响；此外，适当增加电容器的工作频率，也可有助于降低纹波电流的大小。
综上所述，铝电解电容的纹波电流对于电子系统稳定性和可靠性具有重要影响。
因此，在工程应用中，我们需要充分考虑纹波电流对系统性能的影响，并采取合适的措施来减小纹波电流的大小。
只有这样，铝电解电容才能发挥其应有的作用，为各个领域的电子设备提供稳定可靠的电源支持。
铝电解电容的纹波电流
铝电解电容的纹波电流铝电解电容是一种常见的电容器，其特点之一就是能够在电路中提供稳定的电容值。
然而，在实际使用过程中，我们经常会遇到一个问题，那就是纹波电流。
纹波电流是指电容器通过的交流电流在周期性变化时所产生的波动现象。
本文将围绕铝电解电容的纹波电流展开讨论，探究其产生原因及影响因素，并提出相应的解决办法。
我们需要了解铝电解电容的基本结构和工作原理。
铝电解电容的结构由两个铝箔作为极板，中间隔以电解质（通常是硫酸铝）组成。
当电压施加到电容器上时，电解质中的离子会在极板之间移动，形成电荷分布，从而储存能量。
然而，由于电解质的存在，电容器的电流响应速度受到一定的限制，因此在交流电路中，纹波电流就会出现。
纹波电流的产生有多个原因。
首先，电解质的导电性有限，导致电容器对交流信号的响应速度变慢，从而产生纹波电流。
其次，电解质中离子的迁移速度也会受到温度的影响，温度升高会导致离子迁移速度变快，进而增加纹波电流的幅度。
此外，电容器的内部电阻也会对纹波电流产生影响，电阻越大，纹波电流的幅度就越大。
纹波电流的大小可以通过纹波系数来衡量，纹波系数定义为纹波电流的有效值与直流电流的平均值之比。
一般来说，纹波系数越小，说明电容器对交流信号的滤波效果越好。
纹波系数的计算公式如下：纹波系数 = (纹波电流的有效值) / (直流电流的平均值)为了减小纹波电流的幅度，我们可以采取一些措施。
首先，选择合适的电容器型号和规格非常重要。
一般来说，电容器的电压容量越大，纹波电流的幅度越小。
此外，采用具有低ESR（等效串联电阻）特性的电容器也能有效减小纹波电流。
其次，合理设计电路布局，减少电流回路的长度和面积，降低电阻和电感的影响，从而减小纹波电流。
此外，通过使用滤波电路，如电感、电阻和电容的组合，可以有效地降低纹波电流的幅度。
总的来说，铝电解电容的纹波电流是由电容器内部电解质的限制和电路布局等因素共同影响的结果。
在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的电容器型号和规格，并通过合理的电路设计和滤波电路的应用来减小纹波电流的幅度。
电解电容器的纹波电流承受能力分析(杨柏禄 杨帆 陈永真)
电解电容器的纹波电流承受能力分析杨柏禄杨帆陈永真辽宁工业大学 121001摘要：本文详细分析了纹波电流额定值的定义，说明了各厂家对电容器额定值定义的共性与不同，从中找出了影响纹波电流额定值的主要因素，并由此给出了提高电解电容器纹波电流承受能力的有效方法。
叙词：纹波电流纹波电流额定值最大允许温升功率损耗Analysis of withstanding ripple current inelectrolytic capacitorsYang bailu Chen yongzhen Liaoning University of Technology 121001 Abstract：This paper gives a specific analysis of the definition of ripple current ratings,introduces the same points and differences of definition of the ripple current ratings by the different manufacturers,finds out the main factors that effect ripple current ratings,and methods of improving capabilities of withstanding ripple current in electrolytic capacitors are proposed.Keyword: ripple current ripple current ratings the maximum permited temperature rise thermal resistance power dissipation1、前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。
薄膜电容的纹波电流承受能力
薄膜电容的纹波电流承受能力薄膜电容的纹波电流承受能力1. 引言薄膜电容是一种在电子领域中广泛应用的元件，其具有较大的电容量和稳定性。
在电路中，薄膜电容常常承受着各种电流的作用，其中包括直流电流、交流电流以及纹波电流。
本文将重点探讨薄膜电容在纹波电流下的承受能力，并对相关的概念和理论进行解析。
2. 纹波电流的概念纹波电流是指在电路中出现的周期性交变电流，通常是由交流信号叠加到直流电源中产生的。
纹波电流的幅度和频率不同于纯粹的交流电流，它往往存在于电源供电或信号传输的过程中。
纹波电流的大小和波形对薄膜电容的工作性能和寿命有重要影响，因此对薄膜电容的纹波电流承受能力进行评估和分析具有重要的意义。
3. 薄膜电容的纹波电流承受能力薄膜电容的纹波电流承受能力是指其在特定的纹波电流条件下，能够安全、稳定地工作的能力。
纹波电流越大，薄膜电容所承受的压力就越大。
为了评估薄膜电容的纹波电流承受能力，我们需要考虑以下几个方面：3.1 电容材料的选择薄膜电容的纹波电流承受能力与其材料的特性密切相关。
不同的电容材料具有不同的纹波电流承受能力。
铝电解电容器具有较高的纹波电流承受能力，适用于高功率和高频率的应用，而聚丙烯薄膜电容器具有较低的纹波电流承受能力，适用于低功率和低频率的应用。
在选择薄膜电容时，需要根据具体的应用需求和工作条件，合理选择电容材料，以确保其纹波电流承受能力满足要求。
3.2 电容尺寸和结构薄膜电容的尺寸和结构也会影响其纹波电流承受能力。
一般来说，电容器的尺寸越大，其纹波电流承受能力越高，因为较大的尺寸可以提供更大的表面积和导电路径，从而增强了电容器对纹波电流的承受能力。
薄膜电容的结构也会对其纹波电流承受能力产生影响。
金属化薄膜电容器采用金属化薄膜作为电极材料，具有较高的导电性和稳定性，因此其纹波电流承受能力较高。
3.3 工作温度和散热设计薄膜电容的纹波电流承受能力还与其工作温度和散热设计密切相关。
在高温环境下，电容器的纹波电流承受能力通常会下降，因为高温会导致电容材料的热膨胀和导电性能的下降。
铝电解电容器承受纹波电流的能力分析
总之，电容器在实际使用时如果超过电容器规定的 Max Allowable Ripple Current，产 品温度就会升高， 超出其最高使用温度， 就会对电容器性能产生影响， 从而影响整个电路。 因此，当设计电子线路时，须根据电容器使用的环境温度、所通过的纹波电流（或作用其 上的纹波电压）等，选择合适的电容器。 如能确定实际纹波电流在尺寸φ10×20 所能承受的最大纹波电流与尺寸φ16×25 所 能承受的最大纹波电流之间，可试用尺寸为φ13×25 的产品亦更好，相对应所能承受的纹波电流（I~）也就大；而相 对于φ16×25 来讲，则缩小了体积、降低了成本。当然，须经确认电路之纹波电流的大 小，才可以确定是否可采用。
2 I12 ⋅ r1 = I 2 ⋅ r2
得
I2 =
r1 ⋅ I1 ………..(14) r2
则有
外壳尺寸为φ10×20 时： I ~10 = 1.470 × 74 ≈ 147 mA 0.370 1.470 × 74 ≈ 220mA 0.167 1.470 × 74 ≈ 246mA 0.133 （at 1KHz）
I ~10 =
（at
10KHz）
I ~10 =
（at
100KHz）
外壳尺寸为φ16×25 时： I ~16 = 1.570 × 106 ≈ 291mA 0.208 1.570 × 106 ≈ 600mA 0.049 1.570 × 106 ≈ 742mA 0.032 （at 1KHz）
I ~16 =
依公式（7） ，则有 120 HZ 时， ∆T10 r 1.470 = 2.06 × 10 = 2.06 × ≈ 1.93 得 ∆T10 = 1.930∆T16 ………(8) ∆T16 r16 1.570
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。
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相同容量的铝电解电容与贴片电容,贴片电容纹波很大-概述说明以及解释
相同容量的铝电解电容与贴片电容,贴片电容纹波很大-概述说明以及解释1.引言概述：铝电解电容和贴片电容都是常见的电子元件，它们在电路中扮演着储能和滤波的重要角色。
然而，在相同容量的情况下，贴片电容常常表现出比铝电解电容更大的纹波。
本文将对这两种电容的特点进行比较分析，探讨贴片电容纹波较大的原因，并提出相关的应用建议，为读者提供更深入的理解和选择指导。
请编写文章1.1 概述部分的内容文章结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 铝电解电容的特点2.2 贴片电容的特点2.3 贴片电容纹波很大的原因3. 结论3.1 对比分析3.2 应用建议3.3 展望在本文中，我们将首先介绍铝电解电容和贴片电容的特点，然后分析导致贴片电容纹波很大的原因。
最后，我们将对比两种电容的性能，提出应用建议，并展望未来的发展方向。
1.3 目的：本文的目的是比较相同容量的铝电解电容和贴片电容的特点，探讨贴片电容纹波较大的原因。
通过对两种电容的特点和性能进行分析，以便更好地选择适合特定应用的电容器。
同时，我们也将提出一些建议，帮助读者在实际应用中更好地选择和使用电容器，从而提高电路的稳定性和可靠性。
": {}}}}请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 铝电解电容的特点铝电解电容是一种常见的电子元件，具有以下特点：1. 电容量大：铝电解电容的电容量通常比同尺寸的贴片电容大很多，能够提供更大的电容值，适用于需要大电容量的电路设计。
2. 工作电压高：铝电解电容的工作电压一般较高，能够满足一些对电容器工作电压要求较高的电路。
3. 长寿命：铝电解电容的使用寿命相对较长，能够稳定地工作一段时间。
4. 成本较低：相对于其他类型的电容器，铝电解电容的生产成本相对较低，价格也比较实惠。
5. 极性性强：铝电解电容是一种极性元件，必须按照极性正确连接，如果反向连接会损坏电容器。
总的来说，铝电解电容在电路设计中具有重要的作用，尤其适用于对电容量要求比较大、工作电压较高的场合。
铝电解电容器的额定电流
铝电解电容器的额定电流交流纹波电流流过铝电解电容器，将在其ESR上产生损耗而使铝电解电容器发热，这个发热限度对纹波电流的限制，KEMET就是决定了额定纹波电流值。
其定义为，在最高工作温度下可以确保铝电解电容器额定寿命时间的最大纹波电流值。
对于一般应用的铝电解电容器，多数生产厂商是不给出额定纹波电流数据的，对于开关电源用的低ESR铝电解电容器或电容量比较大的插脚式铝电解电容器则给出这个数据。
实际上铝电解电容器可以承受的纹波电流也是比较低的，对于普通用途的铝电解电容器，可以承受的纹波电流值给人的第一感觉就是太低了。
好在多数应用中并不要求很高的纹波电流。
由于铝电解电容器是电解液负极，随着温度的升高将会达到电解液的沸点。
因此，电解液的沸点将是铝电解电容器不可逾越的最高工作与存储温度。
在实际应用中，最高工作温度要比电解液的沸点低10～20K；同样，也是由于铝电解电容器的负极是电解液，在温度过低时，电解液将变得黏稠甚至凝固，铝电解电容器将不能应用。
因此，铝电解电容器也有工作与存储温度的上下限。
在工作／存储温度上限与下限之间的整个温度范围就是铝电解电容器的工作温度范围。
对于比较低级的商业应用T491U107K004AT铝电解电容器的最高工作／存储温度和最低工作／存储温度为+ 85℃／一20℃。
如果对低温有特殊要求时，最低工作温度可以达到-40℃；如果铝电解电容器的工作／存储温度比较高，则需要105℃最高工作／存储温度的铝电解电容器；当遇到更高的工作温度，如节能灯或汽车发动机舱内的应用时，要求铝电解电容器的最高工作/储温度要达到125℃甚至是150℃。
通过上述分析可以看到，铝电解电容器的最高工作／存储温度可以分为：一般应用的+85。
C，比较高工作／存储温度的+105'C和非常高工作温度的125℃甚至是140 ℃、150℃的铝电解电容器在高温或潮热环境巾长期工作时可能出现开路失效，其原因在于阳极引出箔片遭受电化学腐蚀而断裂。
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。
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。
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α ⋅ S ⋅ ∆T r
则有
I~ =
α ⋅ S ⋅ ∆T ………….(12) r
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ⅰ.
产品在 100Hz 频率下的最大允许纹波电流 I~ 由电容器的 r、tgδ、ω关系 tgδ=ω C I~ = α ⋅ S ⋅ ∆T ⋅ ωC ………….(13) tgδ r 知：
将产品在 120Hz 的最大 tgδ值（0.08）代入(13)式中，得 外壳尺寸为φ10×20 时： I ~10 = 0.002 × 2 × 100 × 3.14 × 10 × 2.25 × 3.14 × 5 ≈ 74mA 0.08 （at 100Hz）
铝电解电容器承受纹波电流的能力分析
CD11H-100V-10µF-M（相对应 SAMXON GF Series）产品在实际使用时，外形尺寸 φ10×20 与φ16×25 比较，前者易失效，而后者不易失效。初步分析如下： 电解电容应用于电路中，主要是作为电源的滤波元件，讯号的旁路、耦合等，它们 在工作时有一个共同的特点就是在直流电压上要叠加不同频率的交流成份， 即有纹波电压 作用在电容器上，从而就有纹波电流通过电容器。 1）. 当有纹波电流通过电容器时，一方面，由于功率损耗（P）而使电容器内部温度上 升、发热；另一方面，也通过电容器外表向周围附近环境散热（P′） ：
I ~10 =
（at
10KHz）
I ~10 =
（at
100KHz）
外壳尺寸为φ16×25 时： I ~16 = 1.570 × 106 ≈ 291mA 0.208 1.570 × 106 ≈ 600mA 0.049 1.570 × 106 ≈ 742mA 0.032 （at 1KHz）
I ~16 =
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依公式（7） ，则有 120 HZ 时， ∆T10 r 1.470 = 2.06 × 10 = 2.06 × ≈ 1.93 得 ∆T10 = 1.930∆T16 ………(8) ∆T16 r16 1.570
1KHZ 时，
∆T10 r 0.370 = 2.06 × 10 = 2.06 × ≈ 3.66 得 ∆T10 = 3.66∆T16 …………(9) ∆T16 r16 0.208 ∆T10 r 0.167 = 2.06 × 10 = 2.06 × ≈ 7.02 得 ∆T10 = 7.02∆T16 ………(10) ∆T16 r16 0.049 ∆T10 0.133 r = 2.06 × 10 = 2.06 × ≈ 8.56 得 ∆T10 = 8.56∆T16 …. …(11) ∆T16 0.032 r16
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分别取尺寸为φ10×20 &φ16×25 的 CD11H-100V-10µF-M 的产品，在不同频率(f) 测其 r 值如下： f (HZ) r r10 r16 120HZ (Ω) 1.470 1.570 1KHZ (Ω) 0.370 0.208 10KHZ (Ω) 0.167 0.049 100KHZ (Ω) 0.133 0.032 备注 Sample 为万裕三信品
外壳尺寸为φ16×25 时： I ~16 = 0.002 × 2 × 100 × 3.14 × 10 × 4.60 × 3.14 × 5 ≈ 106mA 0.08 （at 100Hz）
ⅱ. 产品在 1KHz、10KHz、100KHz 频率下的最大允许纹波电流 I~ 由公式（4）可知，对于同一个产品在不同频率下允许的纹波电流为：
总之，电容器在实际使用时如果超过电容器规定的 Max Allowable Ripple Current，产 品温度就会升高， 超出其最高使用温度， 就会对电容器性能产生影响， 从而影响整个电路。 因此，当设计电子线路时，须根据电容器使用的环境温度、所通过的纹波电流（或作用其 上的纹波电压）等，选择合适的电容器。 如能确定实际纹波电流在尺寸φ10×20 所能承受的最大纹波电流与尺寸φ16×25 所 能承受的最大纹波电流之间，可试用尺寸为φ13×25 的产品。因为它相对于φ10×20 来 讲，因产品表面积扩大，其散热亦更好，相对应所能承受的纹波电流（I~）也就大；而相 对于φ16×25 来讲，则缩小了体积、降低了成本。当然，须经确认电路之纹波电流的大 小，才可以确定是否可采用。
4
ΔT..…...产品温升（℃） （由纹波电流引起产品自身温度与环境温度的温差） 当发热与散热达到平衡时，则有 P=P′ 即
2 I~ ⋅ r = α ⋅ S ⋅ ∆T ………(4)
依上述公式（4） ，则 CD11H-100V-10µF-M 的产品外壳尺寸不同，但在同一电 路同一位置使用时，所通过的稳波电流是相同的，此时产品温升为： 外壳尺寸为φ10×20 时： ∆T10 =
2 I12 ⋅ r1 = I 2 ⋅ r2
得
I2 =
r1 ⋅ I1 ………..(14) r2
则有
外壳尺寸为φ10×20 时： I ~10 = 1.470 × 74 ≈ 147 mA 0.370 1.470 × 74 ≈ 220mA 0.167 1.470 × 74 ≈ 246mA 0.133 （at 1KHz）
10KHZ 时，
100KHZ 时，
公式（8） 、 （9） 、 （10） 、 （11）所反应的是两个不同外壳尺寸产品在不同频率（f） 下的温升关系，即如果在 100KHZ 时，尺寸为φ16×25 产品的温升ΔT16 为 1℃时，尺 寸为φ10×20 产品温升为 8.56℃；因此可推断在 100KHZ 时，如果尺寸为φ16×25 的产品工作时，产品中心温度为 40℃，环境温度为 25℃时（产品温升ΔT16 为 15℃） ， 此时尺寸为φ10×20 产品温升为ΔT10=8.56x15℃=128.4℃，产品中心温度为 128.4℃ +25℃=153.4℃完全超出了它的最高使用温度 105℃， 将对产品性能产生影响甚至防爆 阀打开失效。其它依此类推。
Hale Waihona Puke （at10KHz）
I ~16 =
（at
100KHz）
上述结果分别为φ10×20、φ16×25 产品在实际使用时各频率下所能承受的最大
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纹波电流（Max Allowable Ripple Current）,其它频率下的 Max Allowable Ripple Current 可 依上述公式推算。
2 ⅰ. P = I ~ r + V ⋅ I L …………(1)
式中：I~……纹波电流（Arms） IL…...漏电流
r……等效串联电阻(Ω) V…..施加的直流电压
2 2 r ，所以（1）式可近似为： P = I ~ ⋅ r ………(2) 因为 V ⋅ I l 《 I ~
ⅱ. P′ = α ⋅ S ⋅ ∆T ………….(3) 式中：α……散热系数（W/cm2.℃） S….….产品表面积（cm2） S = π D ( D + 4 L )
2 I~ 10 ⋅r 10 ………(5) α ⋅ S10
外壳尺寸为φ16×25 时： ∆T16 =
2 I~ 16 ⋅r 16 ………(6) α ⋅ S16
则有
∆T10 r10 ⋅ S16 4.6 × 3.14 × r10 r = = = 2.06 × 10 ………(7) ∆T16 r16 ⋅ S10 2.25 × 3.14 × r16 r16
2）.
通常，在产品目录或承认书中，都会根据产品的最大 DF 值或 r 值给出每个产品在 特定频率下的最大允许纹波电流 I~(Max Allowable Ripple Current)（一般以温升 5℃左 右计） ，故对于 CD11H-100V-10µF-M φ10×20 &φ16×25 产品的最大允许纹波电流 计算如下： 依公式（4）