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貼片電容選型指南及優(yōu)缺點(diǎn)(一)
發(fā)布時(shí)間:2018-09-11 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】電容器是電路中的基礎(chǔ)元器件,鋁電解電容因其價(jià)格便宜,容量大被廣泛使用。隨著電子產(chǎn)品的微型化,電解電容因?yàn)轶w積大,波紋電流導(dǎo)致的自身發(fā)熱問題,逐漸被貼片電容替代。
隨著技術(shù)發(fā)展,MLCC體積可以做的越來越來小,達(dá)到了0201,容值也不斷增加,具有節(jié)省了空間,抑制波紋,延長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)。但MLCC的ESR(等效串聯(lián)電阻)較小的特點(diǎn)卻起到了反效果,由于會(huì)產(chǎn)生異常振動(dòng)以及反共振的情況,因此在更換時(shí)需要格外注意。
● 隨著技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)10~100μF以上的大容量MLCC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化,從而可用其更換電解電容器。電解電容器的壽命為10年,但幾乎沒有任何要素會(huì)縮短MLCC的壽命。
● 輸出電容器中電解電容也不斷被更換為MLCC
● 使用模擬電路等更換去耦電容器的情況越來越多。
各類電容器使用注意事項(xiàng)
容量大,但會(huì)因自己發(fā)熱容易導(dǎo)致壽命變短的電解電容器
電容器的ESR會(huì)根據(jù)頻率不同而發(fā)生變化。
將某一頻率中電容器的ESR表示為R,波紋電流表示為I,則RI2的電力出現(xiàn)熱損耗,從而使電容器自己發(fā)熱。
電解電容器擁有大容量的特點(diǎn),但由于其ESR過高,因此波紋電流導(dǎo)致發(fā)熱過大是其缺點(diǎn)。
電容器可接受的波紋電流上限值稱為允許波紋電流。若使用時(shí)超過允許波紋電流時(shí)會(huì)縮短電容器的壽命。
注:ESR與波紋電流
理想的電容器是只有靜電容量的元件,但現(xiàn)實(shí)中,其還擁有因電極帶來的電阻成分與電感成分。電路圖中無法標(biāo)識(shí)的電阻成分稱為ESR(等效串聯(lián)電阻)、電感成分稱為ESL(等效串聯(lián)電感)。
直流電流雖然是以一定電壓并沿一個(gè)方向流動(dòng)的電流,但電源電路的直流電流中重疊有噪聲電流等各類交流成分。例如,通過對(duì)商用交流電進(jìn)行整流(全波整流)后得到的直流電流中包含有周期為商用交流電2倍的微波(波紋)狀脈動(dòng)電流。同時(shí),開關(guān)方式的DC-DC轉(zhuǎn)換器中,直流電壓重疊有開關(guān)周期的脈動(dòng)電流。這些均稱為波紋電流。
鋁電解電容器的壽命為10年
鋁電解電容器的靜電容量大,價(jià)格低,因此廣泛使用于電子設(shè)備中,但其有使用壽命,因此在使用時(shí)需要特別注意。鋁電解電容器的壽命一般為10年左右。這是由于電解液干涸(蒸發(fā))導(dǎo)致靜電容量降低而引起的(容量流失)。
電解液的消失量與溫度有關(guān),其基本符合被稱為"阿倫尼烏斯定律"的化學(xué)反應(yīng)速度理論。該定律表示,若使用溫度上升10℃則壽命會(huì)變?yōu)樵瓉淼?分之1,若下降10℃則壽命會(huì)變?yōu)樵瓉淼?倍,因此10℃ 2倍定律。因此,在波紋電流導(dǎo)致自己發(fā)熱較大的條件下進(jìn)行使用時(shí),壽命將會(huì)進(jìn)一步縮短。
同時(shí),電解液的干涸也會(huì)使ESR上升。直流電壓與波紋電壓重疊時(shí),需要注意波紋電壓的峰值不要超過額定電壓(耐壓)。電源電路等使用額定電壓為輸入電壓3倍左右的電容器。
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