鋁電解電容器常見缺陷的規(guī)避方法
因其低成本的特點(diǎn),，鋁電解電容器一直都是電源的常用選擇。但是,，它們壽命有限,，且易受高溫和低溫極端條件的影響。鋁電解電容器在浸透電解液的紙片兩面放置金屬薄片,。這種電解液會在電容器壽命期間蒸發(fā),，從而改變其電氣屬性,。如果電容器失效，其會出現(xiàn)劇烈的反應(yīng)：電容器中形成壓力,，迫使它釋放出易燃,、腐蝕性氣體。
電解質(zhì)蒸發(fā)的速度與電容器溫度密切相關(guān),。工作溫度每下降10攝氏度,，電容器壽命延長一倍。電容器額定壽命通常為在其最大額定溫度下得出的結(jié)果,。典型的額定壽命為105攝氏度下1000小時,。選擇這些電容器用于圖1所示LED燈泡等長壽命應(yīng)用時（LED的壽命為25000小時），電容器的壽命便成了問題,。要想達(dá)到25000小時壽命,，這種電容器要求工作溫度不超過65攝氏度。這種工作溫度特別具有挑戰(zhàn)性,，因為在這種應(yīng)用中,，環(huán)境溫度會超出125攝氏度。市場上有一些高額定溫度的電容器,，但是在大多數(shù)情況下,，鋁電解電容器都將成為LED燈泡壽命的瓶頸組件。
這種壽命溫度依賴度實(shí)際影響了您降低電容器額定電壓的方法,。您首先想到的可能是增加電容器額定電壓來最小化電介質(zhì)失效的機(jī)率,。但是，這樣做會使電容器的等效串聯(lián)電阻（ESR）更高,。由于電容器一般會具有高紋波電流應(yīng)力,，因此這種高電阻會帶來額外的內(nèi)部功耗，并且增加電容器溫度,。故障率隨溫度升高而增加,。實(shí)際上，鋁電解電容器通常只使用其額定電壓的80%左右,。
電容器溫度較低時,，ESR急劇增加，如圖2所示,。在這種情況下,，-40oC下，電阻呈數(shù)量級增加,。這在許多方面都會影響到電源性能,。如果電容器用于開關(guān)式電源的輸出端，則輸出紋波電壓呈數(shù)量級增加,。另外,，在ESR和輸出電容形成的零以上頻率,，它讓環(huán)路增益增加一個數(shù)量級，從而影響控制環(huán)路,。這會產(chǎn)生一個有振蕩的不穩(wěn)定電源。為了適應(yīng)這種強(qiáng)震動,，控制環(huán)路通常會在空間方面做出巨大妥協(xié),，并在更高溫度下工作。
總之,，鋁電解電容器通常是最低成本的選擇,。但是，您需要確定其缺點(diǎn)是否會對應(yīng)用產(chǎn)生不利影響,。您需要通過其工作溫度,，考慮其壽命長短。另外,，您還要適當(dāng)?shù)亟档推漕~定電壓,，這樣您才能實(shí)現(xiàn)最低溫度運(yùn)行，從而獲得最長的使用壽命,。最后,，您需要理解必須使用的ESR范圍，這樣您才能正確地設(shè)計出控制環(huán)路,，從而滿足設(shè)計的紋波規(guī)范要求,。