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    了解貼片鋁電解電容的基本工作原理

    時間: 2020-11-24 瀏覽次數:
    電解電容器器是絕大多數配電設計的重要構成部分,故它的恰當型號規格挑選更是很多設計方案的取得成功重要。因而技術工程師必不可少掌握電解電容器器的原理,并對于實際設計方
    電解電容器器是絕大多數配電設計的重要構成部分,故它的恰當型號規格挑選更是很多設計方案的取得成功重要。因而技術工程師必不可少掌握電解電容器器的原理,并對于實際設計方案恰當挑選最好的電力電容器。
     
    概述
     
    電解電容器器不但具備較高的單位容積電容器值,并且基本上可用以一切電子控制系統,包含用以過慮不用的溝通交流頻率,及其在一些運用中用以存儲動能。除此之外,因為它出示高電容器值和低特性阻抗,因而也常見于DC-DCSPWM、逆變電源和開關電源當中。
     
    出自于高效率層面的考慮到,大家一直特別關注對電解電容器器技術性的改善。根據新的生產制造加工工藝和全新原材料,他們的使用期已得到 大大的提高,并且另外提升 了可信性和牢固性??傮w來說,電解電容器器能夠完成較長的使用期—設計方案得當的狀況下,能夠應用長達20年。
     
    全部電力電容器都由雙層導電性原材料(或電級)構成,這雙層導電性原材料則由電極化原材料做成的一個導體和絕緣體分隔。這種層中間會造成一個靜電場,當有電流量給電力電容器電池充電時,它就可以儲存動能。電解電容器器的特性是它的電級由鋁鉑做成,而導電性液體,即鋰電池電解液放置2個鋁鉑電級中間。根據電化學腐蝕,在陽極氧化上箔會產生空氣氧化層(Al2O3),它在電解電容器器中當做電解介質。
     
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    圖1:鋁電解電容器的構造
     
    特性
     
    設計方案和原材料緊密結合,促使電解電容器器具有與眾不同的電氣設備特點。這種特點生產制造出顯著優點,讓它變成很多運用中的理想化之選(相對性于別的的電力電容器來講)。并且在很多狀況下,電解電容器器乃至是事實上唯一的解決方法。
     
    最先,電解電容器器的電容器值更高(以企業容積和額定電壓來講),因而具備較高的容量高效率。因而,電解電容器的企業容積電容器比一切其他類型的電力電容器都高。它是電解電容器器最重要的一個特性。在設計方案恰當的標準下,該特點能夠在運用中出示好于別的技術性的明顯優點。
     
    次之,絕大多數電解電容器器的額定電流要高過其他類型的電力電容器。交流電壓額定電流為600V的電解電容器器非常容易購到,并且基本上可用以各種各樣運用。
     
    第三,這種電力電容器具備非常高的儲能技術工作能力,由于他們不僅有高電容器值,又具備高額定電流。電力電容器中儲存的動能隨電容器值線形提升,隨工作電壓呈指數值提升。
     
    充足掌握這三個特點是為電力工程運用恰當挑選電解電容器器的重要。在這個基礎上,技術工程師在評定電解電容器器的設計方案時要考慮到下列四點。

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    圖2:鋁電解電容器的結構
     
    鋁電解電容器最重要的考慮到要素是實際運用對電容器使用壽命的規定。了解運用在必須檢修或拆換以前可以依照設計方案總體目標一切正常運作多久,這一點尤為重要。
     
    因為涉及到很多繁雜要素,這好像是一項艱巨的任務,可是由于電子產品的可信性,事實上是十分便于預測分析的。幸運的是,工程師不用資詢權威專家或變成權威專家來明確電容器的使用壽命。由于大部分靠譜的電容器生產商都出示了根據互聯網的專用工具,以協助工程師在運用的特殊設計方案管束內測算鋁電解電容器的使用壽命。
     
    額定電壓
     
    工程師應保證鋁電解電容器在要求的電壓工作范圍內和額定電壓下工作中。這不但能夠增加電容器的使用壽命,并且也有能夠使電容器免遭多余的毀壞。
     
    鋁電解電容器一般要與開關電源相互配合應用,以出示高容值??墒?,鋁電解電容器是有極性的,因此 只有用在逆變電路的交流電壓運用中。
     
    在評定鋁電解電容器時,工程師不應取用額定電壓遠超運用要求的電容器。由于靜電感應電阻器一樣也會大幅度提升。
     
    除此之外,工程師應當掌握運用的負荷規定,包含紋波電流量、自然環境溫度和很有可能的脈沖電流等。那樣有利于增加運用的總體使用壽命。
     
    盡管很多鋁電解電容器能夠承擔有時候產生的短期內浪涌和反方向工作電壓或是極性相反的工作電壓,可是不建議用在不斷的電涌或不斷的超額定值的反方向工作電壓標準下。過電壓、反方向工作電壓和瞬態浪涌都很有可能會毀壞電容器。工程師盡可能應用二極管避免出現反方向工作電壓,并且選購的電容器能自始至終考慮特定的運用設計方案規定。


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    圖3:電源電路示例
     
    散熱特性
     
    流過電容器的交流電會使其溫度升高。這種電流被稱為紋波電流,而自發熱會導致功率損耗。所以,應用環境溫度就成為選擇鋁電解電容器的一個關鍵因素。
     
    鋁電解電容器的冷卻措施和表面積決定了它在應用中的熱阻或散熱量。散熱還會受到接觸元件紋波電流的限制。
     
    鋁電解電容器的紋波電流額定值通常在上限規格溫度下指定。不僅應用環境溫度是重要因素,交流信號的頻率、熱阻和等效串聯電阻也都很重要。


    圖3:電源電路示例
     
    散熱特性
     
    穿過電容器的交流電流會使其溫度上升。這類電流量被稱作紋波電流,而自發熱會造成輸出功率耗損。因此 ,應用環境溫度就變成挑選鋁電解電容器的一個首要條件。
     
    鋁電解電容器的制冷措施和面積決定了它在運用中的熱阻或散熱量。排熱還會繼續遭受觸碰元器件紋波電流量的限制。
     
    鋁電解電容器的紋波電流量額定值一般在上限溫度下指定。不但應用場景溫度是關鍵要素,溝通交流數據信號的頻率、傳熱系數和等效電路串聯電阻也都很重要。

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    圖4:帶散熱器的鋁電解電容器
     
    等效串聯電阻
     
    在使用鋁電解電容器的電源應用中,最大的擔憂之一是等效串聯電阻-它是等效串聯電路的阻性元件。交流電流紋波在通過電容器中的等效串聯電阻時會發生功率耗散。更高頻率的紋波電流會導致等效串聯電阻增加。等效串聯電阻越大,電容器內部耗散的功率就越多,這意味著溫度會隨熱量散發而升高。
     
    但是,工程師無需指定具有最低等效串聯電阻的鋁電解電容器。相反,他們應該指定一個等效串聯電阻能夠滿足此應用下紋波電流條件的電容器。
     
    結論
     
    對于設計工程師來說,在準備選擇用于任何應用的鋁電解電容器時,充分了解鋁電解電容器的電容值、額定電壓和儲能能力是非常重要。在為電力應用選擇鋁電解電容器時,同樣重要的注意事項還包括鋁電解電容器的使用壽命、額定電壓、散熱特性和等效串聯電阻等。
     
    通過了解這些特性和注意事項,工程師可以滿懷信心地為其應用選擇最佳的鋁電解電容器。

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