電解電容器普遍應(yīng)用于各種電路中。由于電容器的絕緣層來自金屬電極的非常薄的氧化膜,這種電容器的容量可以做得非常大,從幾微法到幾法拉不等。在電路中,用于精度低但容量大的儲能濾波電路,淮安電容。由于其體積相對較大,淮安電容,淮安電容,往往采用鋁筒封裝,所以在電路板上通常會鶴立雞群。而兩者的本質(zhì)區(qū)別在于介電材料的不同。液體電解電容器的電介質(zhì)材料是電解質(zhì),而固體電容器是導(dǎo)電聚合物。兩者的區(qū)別直接導(dǎo)致了固態(tài)電容比較大的優(yōu)勢,不容易發(fā)生危險。電解電容被廣泛應(yīng)用在各類電路中;窗搽娙
可靠度等級開關(guān)電源是一種由開關(guān)模式控制的DC穩(wěn)壓電源。它體積小、重量輕、效率高,廣泛應(yīng)用于各種通訊設(shè)備、家用電器、計算機及其終端設(shè)備。作為具有輸入濾波平滑功能的鋁電解電容器,其質(zhì)量和可靠性直接影響開關(guān)電源的可靠性。鋁電解電容器一旦失效,就會導(dǎo)致開關(guān)電源的失效。開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器的失效模式包括擊穿失效、開路失效、漏液失效和電參數(shù)超差失效。其中,擊穿失效分為介質(zhì)擊穿和熱擊穿。對于大功率大電流輸出的電解電容器,熱擊穿失效往往占一定比例。開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器的主要失效形式是電腐蝕導(dǎo)致鋁鉛條斷裂和電容器芯子干透。漏液是開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器的常見故障形式。由于惡劣的使用環(huán)境和工作條件,液體泄漏故障時有發(fā)生。開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器較常見的失效模式是電容減小、漏電流增大、損耗角正切增大;窗矇弘娞沾呻娙菖l(fā)電容器的兩個極板之間加上電壓時,電容器就會儲存電荷。
隨著頻率的升高,容抗下降、感抗上升,容抗等于感抗并相互抵消時的頻率為鋁電解電容器的諧振頻率,這時的阻抗比較低,只剩下ESR。如果ESR為零,則這時的阻抗也為零;頻率繼續(xù)上升,感抗開始大于容抗,當(dāng)感抗接近于ESR時,阻抗頻率特性開始上升,呈感性,從這個頻率開始以上的頻率下電容器時間上就是一個電感。由于制造工藝的原因,電容量越大,寄生電感也越大,諧振頻率也越低,電容器呈感性的頻率也越低。這就要求它在開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻段內(nèi)要有低的等效阻抗,同時,對于電源內(nèi)部,由于半導(dǎo)體器件開始工作所產(chǎn)生高達數(shù)百千赫的尖峰噪聲,亦能有良好的濾波作用,一般低頻用普通電解電容器在10kHz左右,其阻抗便開始呈現(xiàn)感性,無法滿足開關(guān)電源使用要求。
BUCK電感的飽和電流選擇不當(dāng)。降壓電感可能會增加輸出電流,從而誤觸發(fā)電源進入過流保護。電源在正常工作模式和過流保護模式之間反復(fù)切換,稱為打嗝模式,也可能造成一定程度的嘯叫。電感器的選擇必須適當(dāng)。開關(guān)電源本身紋波大,多相開關(guān)電源具有紋波小,電流大的優(yōu)點。通過錯開相位,可以有效降低電源的紋波,抑制嘯叫。要抑制嘯叫,除了修改上述軟件、參數(shù)和架構(gòu)外,典型的方案是使用抗嘯叫電容,如村田KRM系列和ZRB系列。其特殊的結(jié)構(gòu)可以減少電容器的嘯叫現(xiàn)象,吸收熱量和機械沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力,實現(xiàn)高可靠性。與Ta電容相比,抗嘯叫MLCC的電壓變化V比初始階段小722%。在布局上也可以優(yōu)化布局,電容相互交錯,抑制振動。甚至有人提出在電容器旁邊挖一個凹槽來緩解嘯叫的方案。以上是電容器嘯叫的原理和避免建議。陶瓷電容器品種繁多,外形尺寸相差甚大從0402(約1×0.5mm)。
鉭電容器的溫度穩(wěn)定性更好。在一些耦合和濾波的場景中,如果要求濾波的相位和頻率特性高,要求容量精度高,就會選擇無極性鉭電容器。比如對音質(zhì)要求高的音頻電路設(shè)計。我們需要考慮不同溫度下電容的準(zhǔn)確性和一致性。陶瓷電容的溫度特性明顯不夠穩(wěn)定。在鉭電容器的工作過程中,具有自動修復(fù)或隔離氧化膜中缺陷的功能,使氧化膜介質(zhì)隨時得到增強并恢復(fù)到其應(yīng)有的絕緣能力,而不會產(chǎn)生持續(xù)的累積損傷。這種獨特的自愈性能確保了其長壽命和可靠性的優(yōu)勢。鋁電解電容器因干涸達不到使用壽命。鉭電容器的失效模式很可怕,從燃燒到冒煙,再到火焰。通過這個故障的現(xiàn)象我們知道,如果電容出現(xiàn)故障,只是短路導(dǎo)致電路無法工作,或者是不穩(wěn)定,這都是小問題,大不了退貨。但如果客戶現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi),就要賠償對方的人員和財產(chǎn)損失。這將是一個大問題。MLCC即多層陶瓷電容器,也可簡稱為片式電容器、積層電容、疊層電容等,屬于陶瓷電容器的一種;窗蔡沾杀∧る娙菽募液
電解電容器多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu),很容易擴大體積,因此單位體積電容量非常大,比其它電容大幾倍到幾十倍;窗搽娙
紋波電流容差影響電解電容器性能的較重要參數(shù)之一是紋波電流。紋波電流對鋁電解電容器的影響主要是由于功耗對ESR的影響,使鋁電解電容器發(fā)熱,從而縮短使用壽命。從特性曲線(圖2)可以看出,紋波電流對ESR造成的損耗與紋波電流有效值的平方成正比,所以隨著紋波電流的增加,小時壽命曲線類似于拋物線函數(shù)曲線。降低紋波電流的方法可以采用更大容量的鋁電解電容器。畢竟大容量鋁電解電容器比小容量鋁電解電容器能承受更大的紋波電流。也可以采用幾個小容量鋁電解電容并聯(lián),也可以選擇低紋波電流的電路拓撲。一般來說,反激變換器產(chǎn)生的開關(guān)電流相對比較大。表1顯示了各種開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路拓撲結(jié)構(gòu)的濾波電容上的DC電流、整流和濾波紋波電流、開關(guān)電流和總紋波電流;窗搽娙
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