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文檔簡介

電解電容器中的紋波電流和額定紋波電流電解電容器在使用過程。加在電解電容器兩端的電壓隨時間波動變化,忽高忽低,電容器就產生充放電,有電荷流動,形成電流,電解電容器上這個高低不停變化的電壓,其隨時間變化的曲線類似在平靜的池塘面投下一塊石子,石子在水面激起的一圈圈鏈漪有波峰也有波谷。于是人們形象的把電解電容器兩端的這種電壓稱紋波電壓,由紋波電壓所加在電容器上,電容器就進行充放電,由此在電容器中形成的電流就形象的稱之為紋波電流。電解電容器中的紋波電流I和其兩端的紋波電壓V及容量C,其上的電量Q有下面的關系:∵C=Q/V=(dQ/dt)/(dV/dt)dQ/dt=I∴I=C*(dV/dt)電解電容器在使用過程中有一個重要參數:電解電容器的額定紋波電流,該參數不同的廠家有不同的值,就是同一廠家同一規格不同系列的產品,其額定的紋波電流也不一定相同。它是由電解電容器制造商給出的。電解電容器中的紋波電流和其額定紋波電流是兩個不同的概念。電解電容器的額定紋波電流的確定,主要是根據該規格電解電容器的用途及使用條件及工作時間(俗稱壽命)來和電容器自身的材料性能由電解電容制造商來確定的。在確定某一規格電解電容器的額定紋波電流需要考慮的因素有以下幾點。1、電解電容器的壽命,它是電解電容器制造商對用戶的承諾,簡單點講就是電容器在一定使用條件所能有效工作的時間,也是用戶進行電解電容選型的重要觀注點之一,這個一般各制造商在其產品手冊上都會給出。2、電解電容的等效串聯電阻ESR,ESR大小決定了紋波電流在電解電容器中的發熱量的大小。理論上講紋波電流在電解電容器中產生的熱量(單位時間里):Q-I2*ESR這里I是紋波電流的有效值。ESR是電容器的等效串聯電阻。3、電解電容在上限溫度時,電解電容內部的壓力。當工作時,電解電容工作時所處的環境溫度比較高。由于電解電容器自身的損耗發熱,其內部的溫度比處的環境溫度要高,一般的濕式電解電容器的液態電解液都會產汽化,產生一定的蒸汽壓,該蒸汽壓和被封在電解電容器內部的空氣所產生的壓力構成了電解電容內部的總壓力,各種分壓的大小遵從道爾頓分壓定理。內部總壓力不能大于電解電容器鋁殼安全閥的抗壓強度,否則安全閥會開啟,電解電容器失效。電解電容器內部壓力和外部壓力差是造成電解液泄漏的原因。材料制造工藝來確定,在考慮這些情況后再實際測試電解電容器的ESR隨頻率的變化,根據不同頻率下額定紋波電流發熱是相等的原則,即:If12(f1)*ESR(f1)=I2f2(f2)*ESR(f2)f1,,f2是不同紋波電流的頻率。ESR(f1),ESR(f2)是電解電容器分別在f1,f2頻率下的等效串聯電阻。If1,If2是電解電容器分別在f1,f2頻率下的額定紋波電流。再來確定不同頻率下的修正系數.實際上通過電解電容上的紋波電流是很復雜的很少有簡諧波,對各種頻率不連續的紋波電流,其是否超過額定紋波電流,可按以下公式來確定:紋波電流在電解中單位時間里的發熱量Q各頻率簡諧紋波電流單位時間里發熱量的總和Q=∑Ifi2*ESR(fi)(i=0,1,23。。。N)這是。Ifi分別是電解電容器上通過頻率為fi時該頻率紋波電流的分量,ESR(fi)是電解電容是在該頻率下的等效串聯電阻。在f0頻率下額定紋波電流I0(f0),在電解中單位時間里的發熱量Qf0Qf0=I02(f0)*ESR(f0)若Q≤Qf0則說明電解中通過的紋波電流沒有超過額定值,制造商提供的在額定溫度下額定電壓的壽命能保證達到。若Q﹥Qf0則說明電解電容器中的紋波電流超過其額定值。即在額定溫度電壓壽命不能達到廠家承諾的壽命。Ifi是紋波電流的各個頻率的分量,通過對紋波電流做頻譜分析可獲得。上面的式子也可以變成Q/Qf0–{∑Ifi2[ESR(fi)/ESR(f0)]}/I02(f0)實際上,因電解電容的ESR是隨使用時間變化的,它隨使用時間而增加,同時也為了保證可靠性一般ESR都取得比實際要大些值,ESR(fi)隨電解使用時間的變化規律相同,只要測出ESR(fi)的變化規律求出其相對某頻率(f0)的相對值ESR(fi)/ESR(f0)即可。若Q/Qf0。>1,說明電解電容器中的紋波電流大于其額定值。若Q/Qf0。<1,說明電解電容器中的紋波電流小于其額定值。若Q/Qf0。=1,說明電解電容器中的紋波電流等于其額定值。在實際使用中,考慮到靠可性的要求,一般電解電容中的紋波電流為其額定值的80%。以上的方法是的理論推導。實際工程中,利用廠家提供的紋波修正系數亦可方便地確定電解中的紋波電流是否超過其額定值。如某廠給出的其某一系列某規格在100KHZ時額定紋波電流為I。,其紋波修正系數如下表:100HZ120HZ1K10K20K40K100K0.30.320.50.60.70.81.0例如該規格電解電容上紋波電流分是100HZ紋波電流,當在10 KHZ時,該頻率的額定紋波就是紋波成分是0.6I如果是多個頻率的紋波電流的成分,那就要進行迭加判斷。 實際工程中,利用廠家提供的紋波修正系數亦可方便地確定電解中的紋波電流是否超過其額定值。如某廠給出的其某一系列某規格在100KHZ時額定紋波電流為I。,其紋波修正系數如下表:100HZ120HZ1K1

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