電容器的紋波電流

2、電容器的紋波電流

紋波電流是指流過電容器電流的交流部分。2、退耦電容并接于電路正負(fù)極之間,可防止電路通過電源內(nèi)阻形成的正反饋通路而引起的寄生振蕩。不同應(yīng)用電路中的紋波電流有其具體形態(tài)，例如通常認(rèn)為開關(guān)變換器中流過電容器的紋波電流是指直流電流的微小波動。但是無論那種形態(tài)的紋波電流都會使電容器發(fā)熱，電容器應(yīng)該工作在允許內(nèi)部核心溫度之內(nèi)，否則將導(dǎo)致電容器很快損壞。如果工作溫度接近允許內(nèi)部核心溫度而不超過它，這樣電容器雖然不會馬上損壞，但是會急劇縮短電容器的使用壽命。CDE鋁電解電容器負(fù)載壽命使用說明書中指出，電容器工作在允許內(nèi)部核心溫度時(shí)的壽命一般為1000到15,000小時(shí)，也是6周到1.7年。

1、儲能

電容器在充電電路可以存儲電能，因此可以像臨時(shí)電池一樣使用。電容器通常用于電子設(shè)備中，以在電池更換期間維持電源。 有助于防止在易失性存儲器中丟失信息。

在汽車音響系統(tǒng)中，大容量存儲放大器的能量以便按需使用。同樣對于閃光管，可使用電容器來保持高電壓。

2、數(shù)碼記憶

在20世紀(jì)30年代，約翰?阿塔納索夫在電容器中應(yīng)用了儲能原理，為使用電子管邏輯的一臺二進(jìn)制計(jì)算機(jī)構(gòu)建動態(tài)數(shù)字存儲器。

脈沖動力

一組大型，特別構(gòu)造的低電感高壓電容（電容器組）可用于為許多脈沖功率應(yīng)用中提供巨大的電流脈沖。這些包括電磁成形，marx發(fā)動機(jī)，脈沖激光器（特別是TEA激光器），脈沖形成網(wǎng)絡(luò)1，雷達(dá)，融合研究和粒子加1速器。

大型電容器組（水庫）被用作核武1器和其他武1器中的爆1炸式橋梁雷1管或搗毀雷1管的能量來源。

電力調(diào)節(jié)

蓄電池電容器用于電源，它們可以平滑全波或半波整流器的輸出。（2）去耦去耦電容器是用于保護(hù)電路的一部分免受另一電路的影響的電容器，例如抑制噪聲或瞬變。 它們也可以在電荷泵電路中用作能量存儲元件，以產(chǎn)生比輸入電壓更高的電壓。電容器與大多數(shù)電子設(shè)備和較大系統(tǒng)（如工廠）的電源電路并聯(lián)連接，以分流并過濾來自主電源的電流波動，為信號或控制電路提供“干凈”的電源。

高頻低阻抗化

對于中小輸出功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價(jià)格限制而仍采用20~40kHz外，大多數(shù)均在50kHz以上；DC/DC電源模塊大多在300kHz以上；大功率開關(guān)電源的開關(guān)頻率受主開關(guān)（一般采用IGBT）的開關(guān)速度限制而一般在20~40kHz。通常，電解電容器的等效電路可以認(rèn)為是陽極箔的容量、損壞的陽極氧化膜絕緣電阻、具體有單向?qū)щ娦缘年枠O氧化膜（相當(dāng)于二極管）并聯(lián)，與電極和引出端子的電阻，陽極氧化膜與電解質(zhì)的電阻，陰極箔容量，電極及引出端子所引出的等效電感的串聯(lián)，如圖1所示。

盡管開關(guān)頻率有所不同，但是開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同，主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。

在開關(guān)電源輸出端用的濾波電容，與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣，在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器，其上的脈動電壓頻率僅有100Hz，充放電時(shí)間是毫秒數(shù)量級，為獲得較小的脈動系數(shù)，需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬微法，因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標(biāo)是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。開關(guān)穩(wěn)壓電源用鋁電解電容器在使用中最常見的失效模式是電容量減少、漏電流增大及損耗角正切值增大。

在開關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器，由于大多數(shù)的開關(guān)電源工作在方波或矩形波的狀態(tài)，含有及其豐富的高次諧波電壓與電流，其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫，甚至數(shù)十兆赫，它的要求和低頻應(yīng)用時(shí)不同，電容量并不是主要指標(biāo)，衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性，如圖3所示。為了解決這些難題，必須研究與開發(fā)一種新型的電解電容器，體積小、耐高壓，并且允許流過大量高頻脈沖電流。