在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路,则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷:(1)高频脉冲电流主要是20kHz~100kHz的脉动电流,而且大幅度增加;(2)变换器的主开关管发热,导致铝电解电容器的周围温度升高;(3)变换器多采用升压电路,因此要求耐高压的铝电解电容器。这样一来,利用以往技术制造的铝电解电容器,由于要吸收比以往更大的脉动电流,不得不选择大尺寸的电容器。结果,使电源的体积庞大,难以用于小型化的电子设备。为了解决这些难题,必须研究与开发一种新型的电解电容器,体积小、耐高压,并且允许流过大量高频脉冲电流。另外,这种电解电容器,在高温环境下工作,工作寿命还须比较长。高温、长寿命化在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用的为广泛。电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系,温度越高,电容器的寿命越短。普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏,如:EPCOSB41303,B43303等型号的电解电容器。但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高。








电路的开或关,都会产生一过渡状态的瞬间电压,一般其值要大于工作电压,而且相应地产生一冲击电流,如果电源和负载的电阻均较小,这样瞬时电流值相当大,容易引起电解电容器氧化膜的损伤,因为电容器在大冲击电流下 ,容易在膜的薄弱区域发热促使晶化提早产生,并降低耐压能力,所以为提高使用寿命,应避免发生频繁的浪涌电压施加到电容器上,当工作电压接近额定电压时,更是如此。
l选择漏电流值较小的电容器
作为长寿命使用的电解电容器,除了以上4点外加因素的考虑外,在选用中还要选择在同类型中漏电流特别小的电容器。这表明它具有较高质量的氧化膜和合适的工作电解质。一旦环境温度较高,相应的漏电流增加就较慢。否则在互为影响的情况下,当漏电流剧增,内部温度将上升,反过来使漏电流再上升,一直恶化直至失去热平衡而破坏为止。
从理论上讲,对电容器而言,当容量一定后,频率越高容抗越小,长期铝电解电容器回收的容量大,它的容抗应该很小,但是从它的等效电路中可以看出,一个容量比较大的电解电容器由一个容量和电容C1相等的纯电容C0和一个电感L0(等效电感)串联而成。
?在等效电路中,由于大容量的电解电容器还串联一个等效电感L0。当频率较高时纯电容C0的容抗很小,但是L0的感抗较大(频率越高,感抗越大),结果大电容器总的阻抗在高频时不是减小,反而增大,这说明大容量电解电容器的高频特性差。
大容量电解电容器产生等效电感L0的原因:由电解电容器结构可知,电容器两极板由铝箔(指铝电解电容器)构成,铝箔是导体,为了减小电解电容器的体积而将铝箔卷起来。
由电感器结构可知,将一个导体卷绕起来会出现电感。由于大容量电解电容器容量大,它的铝箔更长,卷绕得更多,这样存在等效电感且大到不能忽视的程度,导致大容量电解电容器的高频特性差。