避免直流稳压电源铝电解电容器缺陷的电路设计方法
2017-8-24 9:58:05 点击：
因其低本钱的特色，直流稳压电源系统铝电解电容器一向都是电源的常用挑选。可是，它们寿数有限，且易受高温文低温极点条件的影响。直流稳压电源系统铝电解电容器在渗透电解液的纸片双面放置金属薄片。这种电解液会在直流稳压电源系统电容器寿数期间蒸腾，然后改动其电气特点。如果直流稳压电源系统电容器失效，其会呈现剧烈的反响：直流稳压电源系统电容器中构成压力，迫使它释放出易燃、腐蚀性气体。
电解质蒸腾的速度与直流稳压电源系统电容器温度密切相关。作业温度每下降10摄氏度，直流稳压电源系统电容器寿数延伸一倍。直流稳压电源系统电容器额外寿数一般为在其最大额外温度下得出的结果。典型的额外寿数为105摄氏度下1000小时。挑选这些直流稳压电源系统电容器用于图1所示LED灯泡等长寿数运用时（LED的寿数为25000小时），直流稳压电源系统电容器的寿数便成了问题。要想到达25000小时寿数，这种直流稳压电源系统电容器要求作业温度不超越65摄氏度。这种作业温度特别具有挑战性，因为在这种运用中，环境温度会超出125摄氏度。商场上有一些高额外温度的直流稳压电源系统电容器，可是在大多数情况下，直流稳压电源系统铝电解电容器都将成为 LED灯泡寿数的瓶颈组件。
这种105℃直流稳压电源系统电容器可能不会到达其宣称的23年寿命
这种寿数温度依赖度实践影响了您下降直流稳压电源系统电容器额外电压的办法。您首要想到的可能是添加直流稳压电源系统电容器额外电压来最小化电介质失效的机率。可是，这样做会使直流稳压电源系统电容器的等效串联电阻 （ESR）更高。因为直流稳压电源系统电容器一般会具有高纹波电流应力，因而这种高电阻会带来额外的内部功耗，并且添加直流稳压电源系统电容器温度。故障率随温度升高而添加。实践上，直流稳压电源系统铝电解电容器一般只运用其额外电压的80%左右。
直流稳压电源系统电容器温度较低时，ESR急剧添加，如图2所示。在这种情况下，-40℃下，电阻呈数量级添加。这在许多方面都会影响到电源功能。如果直流稳压电源系统电容器用于开关式电源的输出端，则输出纹波电压呈数量级添加。别的，在ESR和输出直流稳压电源系统电容构成的零以上频率，它让环路增益添加一个数量级，然后影响操控环路。这会发生一个有振动的不稳定电源。为了习惯这种强轰动，操控环路一般会在空间方面做出巨大退让，并在更高温度下作业。
图2:低温下ESR功能急剧下降
总归，直流稳压电源系统铝电解电容器一般是最低本钱的挑选。可是，您需求断定其缺陷是否会对运用发生晦气影响。您需求经过其作业温度，考虑其寿数长短。别的，您还要适当地下降其额外电压，这样您才干完成最低温度运行，然后取得最长的运用寿数。最终，您需求了解有必要运用的ESR规模，这样您才干正确地规划出操控环路，然后满意规划的纹波标准要求。
电解质蒸腾的速度与直流稳压电源系统电容器温度密切相关。作业温度每下降10摄氏度，直流稳压电源系统电容器寿数延伸一倍。直流稳压电源系统电容器额外寿数一般为在其最大额外温度下得出的结果。典型的额外寿数为105摄氏度下1000小时。挑选这些直流稳压电源系统电容器用于图1所示LED灯泡等长寿数运用时（LED的寿数为25000小时），直流稳压电源系统电容器的寿数便成了问题。要想到达25000小时寿数，这种直流稳压电源系统电容器要求作业温度不超越65摄氏度。这种作业温度特别具有挑战性，因为在这种运用中，环境温度会超出125摄氏度。商场上有一些高额外温度的直流稳压电源系统电容器，可是在大多数情况下，直流稳压电源系统铝电解电容器都将成为 LED灯泡寿数的瓶颈组件。
这种105℃直流稳压电源系统电容器可能不会到达其宣称的23年寿命
这种寿数温度依赖度实践影响了您下降直流稳压电源系统电容器额外电压的办法。您首要想到的可能是添加直流稳压电源系统电容器额外电压来最小化电介质失效的机率。可是，这样做会使直流稳压电源系统电容器的等效串联电阻 （ESR）更高。因为直流稳压电源系统电容器一般会具有高纹波电流应力，因而这种高电阻会带来额外的内部功耗，并且添加直流稳压电源系统电容器温度。故障率随温度升高而添加。实践上，直流稳压电源系统铝电解电容器一般只运用其额外电压的80%左右。
直流稳压电源系统电容器温度较低时，ESR急剧添加，如图2所示。在这种情况下，-40℃下，电阻呈数量级添加。这在许多方面都会影响到电源功能。如果直流稳压电源系统电容器用于开关式电源的输出端，则输出纹波电压呈数量级添加。别的，在ESR和输出直流稳压电源系统电容构成的零以上频率，它让环路增益添加一个数量级，然后影响操控环路。这会发生一个有振动的不稳定电源。为了习惯这种强轰动，操控环路一般会在空间方面做出巨大退让，并在更高温度下作业。
图2:低温下ESR功能急剧下降
总归，直流稳压电源系统铝电解电容器一般是最低本钱的挑选。可是，您需求断定其缺陷是否会对运用发生晦气影响。您需求经过其作业温度，考虑其寿数长短。别的，您还要适当地下降其额外电压，这样您才干完成最低温度运行，然后取得最长的运用寿数。最终，您需求了解有必要运用的ESR规模，这样您才干正确地规划出操控环路，然后满意规划的纹波标准要求。
- 上一篇：对直流稳压电源工程师面试的要求和职责，请对号入座... 2017/8/24
- 下一篇：决定充电机充电锂电池电极片决定电化学性能和安全性的设计基础与 2017/8/24