浅谈关于铝电解电容知识讲解

　　铝电解电容是最常用到的电容种类，钽电容我们已经介绍了很多了，电解电容为了加深大家对铝电解电容的了解，下面给大家做个详细介绍的介绍。铝电解电容是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不能接反。
　　铝电解电容的介质损耗
　　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。
　　铝电解电容的ESR
　　一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗。电解电容ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感是一对重要参数—这就是容抗的基础。一个等效串联电阻（ESR）很小的电容相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值（纹波）电流。用 ESR 大的电容并联更具成本效益。然而,这需要在 PCB 面积、器件数目与成本之间寻求折衷。
　　铝电解电容纹波电流和纹波电压
　　也称作涟波电流和涟波电压，其实就是 ripple current，ripple voltage。含义就是电容器所能耐受纹波电流/电压值。纹波电压等于纹波电流与ESR的乘积。
　　当纹波电流增大的时候，即使在 ESR 保持不变的情况下，纹波电压也会成倍提高。换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻（ESR）引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。
　　额定纹波电流是在最高工作温度条件下定义的数值。而实际应用中电容的纹波承受度还跟其使用环境温度及电容自身温度等级有关。规格书目通常会提供一个在特定温度条件下各温度等级电容所能够承受的最大纹波电流。甚至提供一个详细图表以帮助使用者迅速查找到在一定环境温度条件下要达到某期望使用寿命所允许的电容纹波量。
　　铝电解电容漏电流
　　电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而，由于铝膜上有一层还有水分的凝胶状物质，在施加电压时，重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流。通常，漏电流会随着温度和电压的升高而增大。它的计算公式大致是:I=K×CV。漏电流I的单位是μA，K是常数。一般来说，电容器容量愈高，漏电流就愈大。从公式可得知额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压亦可降低漏电流。
　　铝电解电容使用寿命
　　首先要明确一点，铝电解电容寿命很短，不超过20小时。影响电容寿命的原因有很多，电解电容过电压，逆电压，高温，急速充放电等等，正常使用的情况下，最大的影响就是温度，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20小时寿命的铝电解电容就比15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，第一要降低工作温度，在PCB上远离热源，第二考虑使用最高工作温度高的电容，当然价格也会高一些。
　　选用铝电解电容的LED驱动电源计划很简单通常以上测验，若是换成薄膜电容和陶瓷电容或钽电容，情况如何呢?薄膜电容要到达一样的电容量(通常为100-220uF)，体积就会很大，并且本钱也太高，陶瓷电容通常容量太小，如用多个陶瓷电容完成这么大的容量，占板面积和本钱都太大，钽电容要具有这么大容量，一是太贵，而是耐压太低达不到需求，因而换成其它任何品种的电容，基本上不是体积太大，即是太贵，如为了这些缺陷换成容量较小的电容，消除纹波的作用就没有那么好，许多出口产品所需的严厉认证测验目标就无法经过，因而当前高质量的LED驱动电源仍是遍及选用铝电解电容。
　　信息来源：电解电容