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鋁電解電容器常見缺陷的規(guī)避方法
因其低成本的特點,，鋁電解電容器一直都是電源的常用選擇,。但是，它們壽命有限,，且易受高溫和低溫條件的影響,。鋁電解電容器在浸透電解液的紙片兩面放置金屬薄片。這種電解液會在電容器壽命期間蒸發(fā),，從而改變其電氣屬性,。如果電容器失效，其會出現(xiàn)劇烈的反應：電容器中形成壓力,，迫使它釋放出易燃,、腐蝕性氣體。
電解質蒸發(fā)的速度與電容器溫度密切相關,。工作溫度每下降10攝氏度,，電容器壽命延長一倍。電容器額定壽命通常為在其zui大額定溫度下得出的結果,。典型的額定壽命為105攝氏度下1000小時,。選擇這些電容器用于圖1所示LED燈泡等長壽命應用時（LED的壽命為25000小時），電容器的壽命便成了問題,。要想達到25000小時壽命,，這種電容器要求工作溫度不超過65攝氏度。這種工作溫度特別具有挑戰(zhàn)性,，因為在這種應用中,，環(huán)境溫度會超出125攝氏度。市場上有一些高額定溫度的電容器,，但是在大多數(shù)情況下,，鋁電解電容器都將成為 LED燈泡壽命的瓶頸組件。
圖1：這種105℃電容器可能不會達到其聲稱的23年壽命
這種壽命溫度依賴度實際影響了您降低電容器額定電壓的方法,。您首先想到的可能是增加電容器額定電壓來zui小化電介質失效的機率,。但是，這樣做會使電容器的等效串聯(lián)電阻 (ESR)更高,。由于電容器一般會具有高紋波電流應力,，因此這種高電阻會帶來額外的內部功耗,，并且增加電容器溫度。故障率隨溫度升高而增加,。實際上,，鋁電解電容器通常只使用其額定電壓的80%左右。
電容器溫度較低時,，ESR急劇增加,，如圖2所示。在這種情況下,，-40℃下,，電阻呈數(shù)量級增加。這在許多方面都會影響到電源性能,。如果電容器用于開關式電源的輸出端,，則輸出紋波電壓呈數(shù)量級增加,。另外,，在ESR和輸出電容形成的零以上頻率，它讓環(huán)路增益增加一個數(shù)量級,，從而影響控制環(huán)路,。這會產生一個有振蕩的不穩(wěn)定電源。為了適應這種強震動,，控制環(huán)路通常會在空間方面做出巨大妥協(xié),，并在更高溫度下工作。
圖2：低溫下ESR性能急劇下降
總之,，鋁電解電容器通常是*的選擇,。但是，您需要確定其缺點是否會對應用產生不利影響,。您需要通過其工作溫度,，考慮其壽命長短。另外,，您還要適當?shù)亟档推漕~定電壓,，這樣您才能實現(xiàn)zui低溫度運行，從而獲得zui長的使用壽命,。zui后,，您需要理解必須使用的ESR范圍，這樣您才能正確地設計出控制環(huán)路,，從而滿足設計的紋波規(guī)范要求