电解电容发热的原因

一、电解电容发热的原因
纹波的定义是指在直流电压和电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。在评估纹波时,通常围绕纹波电压和纹波电流这两个组成部分来进行。在大多数应用中,纹波和噪声是工程师要最大限度抑制的一种电路状态。例如,在将交流电源转换成稳定直流输出的AC-DC转换器中,要竭力避免AC电源会以一种小幅、根据频率的变化信号叠加在DC输出之上的一种现象。另外,对采用钽、铝和铌氧化物等有极性的电容器来说,还有另一个需特别注意的地方:不要让纹波电压的最小值掉到零电位以下,因为这将导致有极性电容工作在反向偏压条件。
二、电解电容发热的因素
纹波是导致电容自发热的原因之一,电容起着电荷库的作用,当电压增加时,它们被充电;电压降低时,它们向负载放电;它们实质上起着平滑信号的作用。当电容受到纹波电压非直流电压时,电容将经历变化的电压,并根据施加的电源,还可能有变化的电流,以及连续和间歇性的脉动功率。无论输入形式为何,电容电场经历的变化将导致介电材料中偶极子的振荡,从而产生热量。这一被称为自发热的反应行为,是介电性能成为重要指标的主要原因之一,因为任何寄生电阻(ESR)或电感(ESL)都将增加能耗。
理论上,一个完美的电容,自身不会产生任何能量损失,但是实际上,因为制造电容的材料有电阻、电感,电容的绝缘介质有损耗,各种原因导致电容变得不“完美”。一个不“完美”的电容其等效电路可看成由电阻、电容、电感组成。
电容电介质很薄,就电容的总质量来说,它可能仅占一小部分,所以在评估波纹时,也需考虑其结构中所用的其它材料。例如,无极性电容(如陶瓷或薄膜电容)中的电容板是金属的;而极性电容(如钽或铝),具有一个金属阳极(而在铌氧化物技术中,阳极是导电氧化物)和一个电解质阴极(如二氧化锰或导电聚合物)。在内外部连接或引脚上,还有各种导电触点,包括金属(如:铜、镍、银钯和锡等)和导电环氧树脂等都会增加阻抗成份,当AC信号或电流通过这些材料(材料阻抗成份即电容器等效串联电阻ESR)时,它们都会有一定程度的发热。
要了解这些因素如何发挥作用,我们以使用固体钽电容器在直流电源输出级平滑残留AC纹波电流为例。首先,由于它是有极性电容器,所以需要一个正电压偏置,以防止AC分量引起反向偏压情况的发生。该偏置电压通常是电源的额定输出电压。
三、电解电容发热的次要因素
另外在我们考虑纹波前,我们必须注意由施加的直流偏压产生的发热。电容不是理想器件,一种寄生现象是跨接介电材料的并联电阻(RLi),该电阻将导致漏电流的发生。这个小DC电流会导致发热,但是不像其它典型应用的纹波状态,该发热通常可忽略不计。电容漏电流引起的功耗可由下式计算:
P耗=I2DCL·R(由漏电流引起的功耗)
IDCL:指钽电容漏电流, R:是跨接介电材料的并联电阻(近似于钽电容绝缘电阻)
当工作电压超过电容最大承受电压、极性电容反向、电容器介质绝缘性能下降等情况使用,此时电容发热主要由漏电流引起。
电解电容器为极性电容,因电解电容器介质氧化膜具有单向导电性。
电解电容发热又主要和次要因素,但是都会对其产生影响。如果您需要电解电容可以选择东莞市品正电子科技有限公司,它是一家专业从事铝电解电容器产品生产经营的电容电解技术型企业的铝电解电容生产厂家,拥有自主知识产权的电解液配方,生产长寿命、耐高温的铝电解电容,广泛应用于国内外工业自动化、电源、新能源、交通运输、消费电子等领域。欢迎咨询。
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