当温度升高时 , 漏电流增加;温度降低 , 漏电流减少施加的电压降低 , 漏电流值也会减少 。
3.4
根据模型 , 电容器的复阻抗为:
阻抗的模值:
画出阻抗-频率曲线如下图:
1/ωC是容抗 , 图中容抗的直线向下角成45°角 。 ωL是感抗、它的直线向右上角成45°角 。 R代表等效串联电阻 。 在低频率区间 , 有频率依存性的电介质损失影响大 , 因而R曲线向下 。 在高频区间 , 电解液和电解纸的阻值占主导地位 , 不再受频率的影响 , 因而R值趋于稳定 。
4
厂家一般都有各种系列的电解电容 , 低ESR的 , 长寿命的 , 高温的 。 而普通品是性能最低的 , 是最便宜的 , 一般温度和寿命参数是85℃/105℃-1000h/2000h、本节这里说的也是这种铝电解电容 。
4.1
首先 , 一般厂家是不会直接给出普通铝电解电容的ESR值 , 但是会给出损耗角参数 , 此时的损耗角是在120Hz时的(损耗角与频率有关系) 。
下面是几个品牌的最普通的铝电解电容100uF-16V的参数 , 按照上述方法计算得120Hz的ESR值如下表 。
可以看到 , 如果容值和额定电压值确定 , 各个厂家的ESR相差不大 。
另外 , 也可以发现 , 封装(尺寸大小)不同 , 对ESR的影响不会太大 , 但是会影响纹波电流的大小 , 尺寸大 , 能更抗热 , 纹波电流自然也越大 。
那么不同容量 , 不同电压的铝电解电容的ESR的大小是多少呢?
既然各家差不多 , 就以红宝石的为例 , 如下表
从上述表格也可以得出如下结论:
①容量越大 , ESR值越小 。
②额定电压越大 , ESR值越小 。
需要说明的是这个ESR值是在120Hz情况下的 , 如果频率升高 ,ESR是会有所下降 , 看上一章节ESR与频率的曲线图 , 在100Khz大致下降到120hz的1/2-1/4(这个比例数据很粗糙)左右 。
4.2
不同于MLCC陶瓷电容 , 铝电解电容需要注意额定纹波电流 , 它是有效值 , 不能超规格使用 。 铝电解电容的ESR相对比较大 , 因此 , 如果纹波电流比较大的话 , 内部发热严重 , 会导致电容器失效、因此每个制品都设定有额定的纹波电流 。
额定纹波电流与封装大小和ESR值有关系
ESR越小 , 额定纹波电流越大 。
封装越大 , 额定纹波电流越大 。
因为电流纹波会造成自我温升 , 下表为各两种周围温度下的自我温升的△T界限值(一般情况 , 仅供参考)
虽然有一些系列降低周围温度可以施加超过额定的纹波电流 , 但自我温升△T升高的话 , 寿命就会变短 。 △T在各种周围温度下都有其规定界限值 , 请在使用中不要超过其界限值 。
自我温升△T计算公式如下:
Io:在工作上限温度时的使使用频率系数修正后的额定纹波电流Arms 。
Ix:实际使用时的纹波电流Arms 。
△To:叠加额定纹波电流时的自我温升 。
普通铝电解电容标称的额定纹波电流是在120Hz的值 , 那其它频率额定电流纹波值是怎么样的呢?一般厂家会在规格书给出一个纹波电流频率校正系数 。
以红宝石为例 , 如下表
举例:规格书中红宝石100UF-16V的铝电解电容在120Hz的额定纹波电流是135mA , 那么在10Khz条件下额定纹波电流是多少呢?
答:查表得矫正系数是1.2 , 所以在10KHz纹波电流Irms=135mA*1.2=162mA 。
5
这里高品质铝电解电容是相对普通铝电解电容来说的 , 在一些特殊的场合 , 普通铝电解电容并不能满足我们的要求 。 实际上 , 铝电解电容厂家通常会提供多个系列的型号 , 高品质的主要分为3类:高耐温化、长寿命化、低阻抗化 。
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