电解电容器的纹波电流承受能力分析
1 引言
在电力电子线路中，电解电容器经常受到大脉动电流、高频大滤波电流和短时大电流脉冲的作用，因此对流过其内部的电流要有严格的限制，这样才能保证电路的可靠性。其中一个很重要的指标就是电解电容器纹波电流的额定值。由大量的实验及实践的经验得知，一般纹波电流对电解电容器主要的影响就是使其发热，因为电解电容器的等效串联电阻（ESR）相对比
高压脉冲电容器价格
电解电容器的纹波电流承受能力分析
1 引言
在电力电子线路中，电解电容器经常受到大脉动电流、高频大滤波电流和短时大电流脉冲的作用，因此对流过其内部的电流要有严格的限制，这样才能保证电路的可靠性。其中一个很重要的指标就是电解电容器纹波电流的额定值。由大量的实验及实践的经验得知，一般纹波电流对电解电容器主要的影响就是使其发热，因为电解电容器的等效串联电阻（ESR）相对比较大，一般为数十毫欧姆到十几欧姆，这样纹波电流流过ESR就会有明显的功率损耗，使电容器发热。而且流过电容器的纹波电流越大，在电容器ESR上产生的损耗也会随之增大，由功率损耗产生的热会明显降低电解电容器的使用寿命。如果电解电容器工作在超出其纹波电流额定值的条件下，就会使电容器因核心过热而导致失效或损坏。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止，然后将接地端固定好。
为了能从显示屏上看到电容器的充电过程，对不同容量的电容器应选择不同的电阻档位。电容器组经放电电阻(放电变压器或放电电压互感器)放电以后，由于部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。选择电阻档的原则是：电容器较大时，应选用低阻档；电容器容量较小时，应选用高阻档。如果用低阻档检查小容量电容器，由于充电时间很短，会一直显示溢出，看不到变化过程，从而很容易误判为电容器已开路。如果用高阻档检查大容量电容器，由于充电过程很缓慢，测量时间需要较和长。对于0.1~1000uF以上的电容器可按下表选择电阻档（表中的充电时间指显示档从000变化到溢出所需的时间）。
测量电容器时对电阻档的选择，电阻档（Ω）被测电容器范围（uF）充电时间（S20M0.1~12~122M1~102~18200K10~1003~2020K100~10003~132K＞1000＞3电容器击穿或开路后，不能修理，只能更换同型号的新电容器。(5)安装地点的温度检查和电容器外壳上热点温度的检查可以通过水1银温度计等进行，并且做好温度记录(特别是夏季)。为便于修理时选用，下表列出电容器的容量与压缩机电动机输出功率的选配，供参考。电容器容量与压缩机电动机输出功率的选配压缩机电动机输出功率0.2、0.4、0.75、1.0、1.5、2.0、2.2、3.0、3.7、4.0、5.0; 电容器容量（uF）15、20、30、30、40、50、50、50、75、75、100。
电解电容器的内部有储存电荷的电解质材料，分正、负极性，类似于电池，不可接反。正极为粘有氧化膜的金属基板，负极通过金属极板与电解质（固体和非固体）相连接。
1、电路设计
（1）在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书上所规定的额定性能范围内使用的电容器，应当避免在下述情况下使用：
a）高温
b）过流
c）过压
d）施加反向电压或交流电压。
e）使用于反复多次急剧充放电的电路中。
另：在电路设计时，请选用与机器寿命相当的电容器。
（2）电容器外壳、辅助引出端子与正、负极 以及电路板间必须完全隔离；
（3）当电容器套管的绝缘不能保证时，在有绝缘性能特定要求的地方请不要使用；
（4）请不要在下述环境下使用电容器：
a）直接与水、盐水及油类相接触、或结露的环境；
b）充满有害气体的环境（硫化物、h2so3、hno2、cl2、氨水等）；
c）置于日照、o3、紫外线及有性物质的环境；
d）振动及冲击条件超过了样本及说明书的规定范围的恶劣环境；
（5）在设计电容器的安装时，必须确认下述内容：
a）电容器正、负极间距必须与线路板孔距相吻合；
b）保证电容器防爆阀上方留有一定的空间；
c）电容器防爆阀上方尽量避免配线及安装其他元件；
d）电路板上，电容器的安装位置，请不要有其他配线；
e）电容器四周及电路板上尽量避免设计、安装发热元件；
（6）另外，在设计电路时，必须确认以下内容：
a）温度及频率的变化不至于引起电性能变化；
b）双面印刷板上安装电容器时，电容器的安装位置避免多余的基板孔和过孔；
c）两只以上电容器并联连接时的电流均衡；
d）两只以上电容器串联连接时的电压均衡。
高频低阻抗化
对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~40kHz外，大多数均在50kHz以上；DC/DC电源模块大多在300kHz以上；大功率开关电源的开关频率受主开关（一般采用IGBT）的开关速度限制而一般在20~40kHz。④在高压网络中，短路电流超过20A时，并且短路电流的保护装置或熔丝不能可靠地保护对地短路时，则应采用单相短路保护装置。
尽管开关频率有所不同，但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同，主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
在开关电源输出端用的滤波电容，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100Hz，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。公司曾经试图增加电极的表面积，例如将多孔导电材料（如目前市场上占主导地位的活性炭）应用于电容器中。
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态，含有及其丰富的高次谐波电压与电流，其上锯齿波电压的频率高达数十千赫，甚至数十兆赫，它的要求和低频应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性，如图3所示。应对电容器放电3min后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。
（作者： 来源：）
