电容量与体积由于电解电容器多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,开关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。影响电解电容器性能的较主要的参数之一就是纹波电流问题。江苏高容电容多少钱
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。常州车规软端电容生产厂家铝电解电容是电容中非常常见的一种。
无极性电容体积小,价格低,高频特性好,但它不适合做大容量。像瓷片电容、独石电容、聚乙烯(CBB)电容等都是,瓷片电容一般用在高频滤波、震荡电路中比较多。磁介电容是以陶瓷材料为介子,并在表面烧上银层作为电极的电容器。磁介电容器性能稳定。损耗,漏电都很小,适合于高频高压电路中应用。一般而言,电容两极间的绝缘材料,介电常数大的(如铁电陶瓷,电解液)适合于制作大容量小体积的电容,但损耗也大。介电常数小的(如陶瓷)损耗小,适合于高频应用。
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。电解电容目前分为铝电解电容和钽电解电容两大类。
无论是笔记本电脑还是手机,对电源的要求越来越高,通常在电源网络上并联大量的MLCC电容,如BUCK、BOOST架构的电源,当设计异常或者负载工作模式异常时,就很容易产生“啸叫”。在笔记本电脑中,当电脑处于休眠状态,或者启动摄像头时,容易产生啸叫。在手机中,较典型的一个案例是GSM所用的PA电源,此电源线上的特点是功率波动大、波动频率为典型的217Hz,落入人耳听觉范围内(20Hz~20Khz),当GSM通话时,用于听诊器听此电源线上的电容,很容易听到“滋滋”啸叫音。钽电容的容值的温度稳定性比较好。泰州高扛板弯电容厂家
钽电容: 优点:体积小、电容量较大、外形多样、长寿命、高可靠性、工作温度范围宽。江苏高容电容多少钱
铝电解电容器的击穿是由于阳极氧化铝介质膜破裂,导致电解液与阳极直接接触。氧化铝膜可能由于各种材料、工艺或环境条件而局部损坏。在外加电场的作用下,工作电解液提供的氧离子可以在受损部位重新形成氧化膜,从而对阳极氧化膜进行填充和修复。但如果受损部位有杂质离子或其他缺陷,使填充修复工作不完善,阳极氧化膜上会留下微孔,甚至可能成为通孔,使铝电解电容器击穿。阳极氧化膜不够致密牢固等工艺缺陷,后续铆接工艺不好时,引出箔上的毛刺刺破氧化膜,这些刺破的部位漏电流很大,局部过热导致电容产生热击穿。江苏高容电容多少钱