首先要明确一点,铝电解电容一定会坏,只是时间问题。影响电容寿命的原因有很多,过电压,逆电压,高温,急速充放电等等,正常使用的情况下,影响多数就是温度,因为温度越高电解液的挥发损耗越快。需要注意的是这里的温度不是指环境或表面温度,是指铝箔工作温度。厂商通常会将电容寿命和测试温度标注在电容本体。
因电容的工作温度每增高10℃寿命减半,所以不要以为2000小时寿命的铝电解电容就比1000小时的好,要注意确认寿命的测试温度。每个厂商都有温度和寿命的计算公式,在设计电容时要参照实际数据进行计算。需要了解的是要提高铝电解电容的寿命,第1要降低工作温度,在PCB上远离热源,第二考虑使用zui 高工作温度高的电容,当然价格也会高一些。
电解电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候,还要注意正负极不要接反。不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。
寿命估算(life expectancy):电解电容在zui 高工作温度下,可持续动作的时间。
lx=lo*2(to-ta)/10
lx=实际工作寿命
lo=保证寿命
to=zui 高工作温度(85℃105℃)
ta=电容器实际工作周围温度
example:规范值105℃/1000hrs
65℃寿命推估:lx=1000*2(105-65)/10
实际工作寿命:16000hrs
高温负荷寿命(load life)将电解电容器在zui 高工作温度下,印加额定工作电压,经一持续规定完成时间后,须符合下列变化:δcap:试验前之值的20%以内。
铝电解电容选型要点:介质损耗
电容器在电场作用下消耗的能量,通常用损耗功率和电容器的无功功率之比,即损耗角的正切值表示(在电容器的等效电路中,串联等效电阻ESR 同容抗 1/ωC 之比称之为 Tan δ,这里的 ESR 是在 120Hz 下计算获得的值。显然,Tan δ随着测量频率的增加而变大,随测量温度的下降而增大)。损耗角越大,电容器的损耗越大,损耗角大的电容不适于高频情况下工作。散逸因数dissipationfactor(DF)存在于所有电容器中,有时DF值会以损失角tanδ表示。此参数愈低愈好。但铝电解电容此参数比较高。
DF值是高还是低,就同一品牌、同一系列的电容器来说,与温度、容量、电压、频率……都有关系;当容量相同时,耐压愈高的DF值就愈低。此外温度愈高DF值愈高,频率愈高DF值也会愈高。
外型尺寸
外型尺寸与重量及接脚型态相关。single ended是径向引线式,screw是锁螺丝式,另外还有贴片铝电解电容等。至於重量,同容量同耐压,但品牌不同的两个电容做比较,重量一定不同;而外型尺寸更与外壳规划有关。一般来说,直径相同、容量相同的电容,高度低的可以代用高度大的电容,但是长度高的替代低的电容时就要考虑机构干涉问题。
额定电压
铝电解电容本体上标有的容量和耐压,这两个参数是很重要,是选用电容最基本的内容。
在实际电容选型中,对电流变化节奏快的地方要用容量较大的电容,但并非容量越大越好,首先,容量增大,成本和体积可能会上升,另外,电容越大充电电流就越大,充电时间也会越长。这些都是实际应用选型中要考虑的。
液态铝电解自身特性同其发展现状
铝电解电容发展的历程:
1921年液态铝电解电容器研发成功
1956年固态钽质电容研发成功
1996年固态铝电解电容器研发成功,但电压25V含以上为瓶颈。
2010年绿宝石开始投入针对25V以上电压开发,力争突破固态铝电解电容电压25V以上瓶颈问题。
2014年底绿宝石已开发出250V固态铝电解电容并量产。
液态铝电解电容描述:
以氧化铝为介质,以电解液为阴极的铝质电容器。正箔同AL2O3结合借以正引线作为正极引出(阳极),电解液借以负箔和负引线作为负极引出(阴极)。
液态铝电解外型包含:
引线式(导针型)、焊针式(牛角型)、螺栓式、贴片型(SMD)
液态铝电解具有特点:
电解液做负极、介质的依附性同再生性和可控性及单向导通性、高承载电场强度能力(达600KV/MM为纸质30倍)、容量密度高且随电压成反比、价廉,工艺成熟。相对钽电解、铌电解电压200V上限,铝电解在国内可以做到630V。
失效现象有:漏液、爆zha、起鼓、燃烧、衰减等