铝电解电容器参数详解(一):电压

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铝电解电容器参数详解(一):电压

航联科技 2021-01-16 1614 0




焊片式|引线式|螺栓式铝电解电容器参数详解(一):电压

铝电解电容器

珠海航联科技目前在售的焊片式铝电解电容器、引线式铝电解电容器螺栓式铝电解电容器的基本参数主要有电压、电容量、最高工作温度及寿命、漏电流和损耗因数,有的铝电解电容器,如开关电源输出滤波用钽电容的铝电解电容器还有额定纹波电流、ESR等参数。

铝电解电容器参数详解(一):电压

铝电解电容器的电压指标主要有额定DC电压、额定浪涌电压、瞬间过压和反向电压,下面将逐一介绍。

1.反向电压

钽电容是有极性电容器,通常不允许工作在反向电压。在需要的地方,可通过连接一个二极管来防止反极性。通常,采用导通电压约为0. 8V的二极管是允许的。在短于Vs的时间内,小于或等于1.5V的反向电压也是可以承受的,但仅仅是短时间,绝不能是连续工作状态。


2.工作电压VOP

工作电压是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作的电压。在整个工作温度范围内,电容器既可以在满额定电压(包括叠加的交流电压)下连续工作,也可以连续工作在0V与额定电压之间任何电压值。在短时间内,电容器也可承受幅值不高于-1. 5V的反向电压。反向电压的危害主要是反向电压将产生减薄氧化铝膜的电化学过程,从而不可逆地损坏铝电解电容器。


3.额定DC电压VR

额定DC电压VR是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作电压,它包括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。通常,钽电容的额定电压在电容器表面标明。通常额定电压≤100V为“低压”铝电解电容器,而额定电压≥150V为“高压”铝电解电容器。额定电压的标称电压为:3V、4V、6.3V、(7.5V)、10V、16V、25V、35V、(40V)、50V、63V、80V、100V、160V、200V、250V、300V、(315V)、350V、(385V)、400V、450V、500V、(550V)。其中括号中的电压值为我国不常见的。


4.额定浪涌电压Vs

额定浪涌电压Vs是铝电解电容器在短时间内能承受的电压值,其测试条件是:电容器工作在25℃,在不超过30s,两次间隔不小于5min。IEC 384-4中规定的浪涌电压与额定电压的关系如下:

VR<315V时,Vs=1.15·VR

VR>315V时,Vs=1.10·VR

有些贴片钽电容(主要是大型贴片钽电容)在外壳上也标注浪涌电压。一般的标注方法为:xxx Vs


5.浪涌电压测量

电容器的额定浪涌电压Vs的具体测试方法是:在正常室温,电容量在2500tlF以下的铝电解电容器可串联1000Ω±10%的电阻,而电容量在2500µF或更高者,则应采用串联2 500 000Ω/C±10%的电阻。在30s电压接通,4min30s关断的周期内,每个电容器通过充电电阻或等效电阻放电。重复120h的循环周期。通过测试的要求是测试前后的直流漏电流(DCI。)、等效串联电阻(ESR)和损耗因数(DF)值不应有变化,并且没有机械损坏或电解液泄漏痕迹。通过这个测试条件可以看到,AVX钽电容与串联电阻的时间常数为2. 5s,30s是12个时间常数,这样长的接通时间可以使AVX钽电容充电到浪涌电压值。每小时12次,120h共冲击了1440次。如果质量不过关,冲击这么多次后肯定就失效了。


6.瞬间过电压

铝电解电容器一般能瞬间承受的极限过电压。对于铝电解电容器,瞬间过电压通常为超过电容器的浪涌电压额定值的过电压状态,这种状态会造成很大漏电流并进入恒电压状态,电压电流特性很像稳压二极管的反向特性。如果电容不能承受这个瞬时过电压,电容器可能击穿失效。但是,即使能够承受,这种状态也决不允许维持比较长的时间,因为电容器产生的氢气所产生的压力会导致不可逆的压力释放装置动作(爆浆),使铝电解电容器失效。即使压力释放装置不动作,这种状态也会消耗电解液,多次出现这种状态将会缩短铝电解电容器的使用寿命。因此,在电子线路仅需要极短工作寿命时,在某种意义上允许端电压达到浪涌电压或稍低于瞬时过电压。

RIFA的瞬间过电压的测试标准为:尖脉冲,上升时间在100µs~5ms之间;两次瞬间过电压间隔时间大于5min;寿命期间内可以承受1000次的瞬间过电压冲击。在特殊应用中(如需耐受雷击的冲击电压),可以采用特殊设计方法,如在铝电解电容器两端并联瞬变电压抑制二极管箝位或性能优良的压敏电阻的方式,可以成功的实现瞬间过电压保护。

铝电解电容器瞬间过电压特性表明,铝电解电容器可以承受瞬时过电压(击穿电压)而不损坏,而其他介质电容器的端电压一旦达到击穿电压值就会产生不可逆的损坏。这也是铝电解电容器跟其他介质电容器相比的“优点”。





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