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随着开关电源设备迅猛发展,为适应市场需求,开关电源趋向于小型化、轻便化、集成电路模块化。其对构成开关电源的重要元件电解电容器性能的要求也越来越高,本文从小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流等方面分析了开关电源的发展对电解电容器性能的要求。一、电解电容器介绍电解电容器可看成是由二个极板组成,其中作为阳极板的是采用特定的阀金属(铝、钽、铌等金属),并在该金属表面上借助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质,而阴极板通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质。电解电容器是开关电源中一次和二次回路滤波电路中的器件之一。通常,电解电容器的等效电路可以认为是阳极箔的容量、损坏的阳极氧化膜绝缘电阻、具体有单向导电性的阳极氧化膜(相当于二极管)并联,与电极和引出端子的电阻,阳极氧化膜与电解质的电阻,阴极箔容量,电极及引出端子所引出的等效电感的串联,如图1所示。图1电解电容器的等效电路开关电源不断的小型化、轻便化、集成电路模块化和,在电子设备中使用量越来越大,普及率越来越高。相应的就要求电解电容器小型大容量化,高温度长寿命化,耐大纹波电流,高频低阻抗化和更适应高密度组装。二、电解电容器性能要求小体积、大容量由于电解电容器阳极为腐蚀多孔的阀金属且表面生成一层极薄的介质氧化膜,多数采用卷绕结构,很容易扩大体积,因此单位体积电容量非常大,比其它电容大几倍到几十倍。但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的,现关电源要求越来越高的效率,越来越小的体积,因此,有必要寻求新的解决办法,来获得大电容量、小体积的电容器。
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贴片铝350v电解电容器回收也称片式电容器,常用的有片状多层陶瓷电容器、高频圆柱状电容器、片状绦纶电容器、片状电解电容器、片状钽电解电容器、片状微调电容器等。在电路设计中应用广泛使用,本文介绍贴片状电容器使用中的一些注意事项。 片状电容器也称贴片式电容器,常用的有片状多层陶瓷电容器、高频圆柱状电容器、片状绦纶电容器、片状电解电容器、片状钽电解电容器、片状微调电容器等。在使用片状电容器时,需要注意:(1)电容器的工作电压必须低于额定电压,不得超过额定电压使用。例如:工作电压为12V时,可选额定电压16~25V;工作电压为5v时,可选6~10V;工作电压为3.3V时,可选4~6V。另外,电容器的电容量还与耐压值有关。例如:片状钽电容耐压4~50V,0.1~4.7μF小容量电容有额定电压为50V的,而10pF以上、耐压值高于25V的就很少见到。因此,在进行电路设计时应引起注意。(2)片状电容器可以大电压替代小电压。例如:电路需要一个10V的1UF电容,可以用16V的1UF电容替代。
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在选择电容器的时候,应该根据具体的环境温度和其它的参数指标来选定,如果忽略了环境温度对电容器寿命的影响,那么电源工作的可靠性、稳定性将大大降低,甚至损坏设备和仪器。就一般情况而言,350v电解电容器回收工作在环境温度为80℃时,一般能达到10000h寿命的要求。另一方面,电解电容器的寿命还与电容器长时间工作的交流电流与额定脉冲电流(一般是指在85℃的环境温度下测试值,但是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测试的数据)的比值有关。一般说来,这个比值越大,电解电容器的寿命越短,当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时,电解电容器一般都已经损坏。所以,电解电容器有它的安全工作区,对于一般应用,当交流电流与额定脉冲电流的比值在3.0倍以下时,对于寿命的要求已经满足。环境温度和纹波电流对电解电容器的影响如图2所示。图2EPCOS的B43564铝电解电容器的寿命与温度、纹波电流的关系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。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。
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