避免直流穩壓電源鋁電解電容器缺陷的電路設計方法
2017-8-24 9:58:05??????點擊：
因其低本錢的特色，直流穩壓電源系統鋁電解電容器一向都是電源的常用挑選。可是，它們壽數有限，且易受高溫文低溫極點條件的影響。直流穩壓電源系統鋁電解電容器在滲透電解液的紙片雙面放置金屬薄片。這種電解液會在直流穩壓電源系統電容器壽數期間蒸騰，然后改動其電氣特點。如果直流穩壓電源系統電容器失效，其會呈現劇烈的反響：直流穩壓電源系統電容器中構成壓力，迫使它釋放出易燃、腐蝕性氣體。
電解質蒸騰的速度與直流穩壓電源系統電容器溫度密切相關。作業溫度每下降10攝氏度，直流穩壓電源系統電容器壽數延伸一倍。直流穩壓電源系統電容器額外壽數一般為在其最大額外溫度下得出的結果。典型的額外壽數為105攝氏度下1000小時。挑選這些直流穩壓電源系統電容器用于圖1所示LED燈泡等長壽數運用時（LED的壽數為25000小時），直流穩壓電源系統電容器的壽數便成了問題。要想到達25000小時壽數，這種直流穩壓電源系統電容器要求作業溫度不超越65攝氏度。這種作業溫度特別具有挑戰性，因為在這種運用中，環境溫度會超出125攝氏度。商場上有一些高額外溫度的直流穩壓電源系統電容器，可是在大多數情況下，直流穩壓電源系統鋁電解電容器都將成為 LED燈泡壽數的瓶頸組件。
這種105℃直流穩壓電源系統電容器可能不會到達其宣稱的23年壽命
這種壽數溫度依賴度實踐影響了您下降直流穩壓電源系統電容器額外電壓的辦法。您首要想到的可能是添加直流穩壓電源系統電容器額外電壓來最小化電介質失效的機率。可是，這樣做會使直流穩壓電源系統電容器的等效串聯電阻 （ESR）更高。因為直流穩壓電源系統電容器一般會具有高紋波電流應力，因而這種高電阻會帶來額外的內部功耗，并且添加直流穩壓電源系統電容器溫度。故障率隨溫度升高而添加。實踐上，直流穩壓電源系統鋁電解電容器一般只運用其額外電壓的80%左右。
直流穩壓電源系統電容器溫度較低時，ESR急劇添加，如圖2所示。在這種情況下，-40℃下，電阻呈數量級添加。這在許多方面都會影響到電源功能。如果直流穩壓電源系統電容器用于開關式電源的輸出端，則輸出紋波電壓呈數量級添加。別的，在ESR和輸出直流穩壓電源系統電容構成的零以上頻率，它讓環路增益添加一個數量級，然后影響操控環路。這會發生一個有振動的不穩定電源。為了習慣這種強轟動，操控環路一般會在空間方面做出巨大退讓，并在更高溫度下作業。
圖2:低溫下ESR功能急劇下降
總歸，直流穩壓電源系統鋁電解電容器一般是最低本錢的挑選。可是，您需求斷定其缺陷是否會對運用發生晦氣影響。您需求經過其作業溫度，考慮其壽數長短。別的，您還要適當地下降其額外電壓，這樣您才干完成最低溫度運行，然后取得最長的運用壽數。最終，您需求了解有必要運用的ESR規模，這樣您才干正確地規劃出操控環路，然后滿意規劃的紋波標準要求。
電解質蒸騰的速度與直流穩壓電源系統電容器溫度密切相關。作業溫度每下降10攝氏度，直流穩壓電源系統電容器壽數延伸一倍。直流穩壓電源系統電容器額外壽數一般為在其最大額外溫度下得出的結果。典型的額外壽數為105攝氏度下1000小時。挑選這些直流穩壓電源系統電容器用于圖1所示LED燈泡等長壽數運用時（LED的壽數為25000小時），直流穩壓電源系統電容器的壽數便成了問題。要想到達25000小時壽數，這種直流穩壓電源系統電容器要求作業溫度不超越65攝氏度。這種作業溫度特別具有挑戰性，因為在這種運用中，環境溫度會超出125攝氏度。商場上有一些高額外溫度的直流穩壓電源系統電容器，可是在大多數情況下，直流穩壓電源系統鋁電解電容器都將成為 LED燈泡壽數的瓶頸組件。
這種105℃直流穩壓電源系統電容器可能不會到達其宣稱的23年壽命
這種壽數溫度依賴度實踐影響了您下降直流穩壓電源系統電容器額外電壓的辦法。您首要想到的可能是添加直流穩壓電源系統電容器額外電壓來最小化電介質失效的機率。可是，這樣做會使直流穩壓電源系統電容器的等效串聯電阻 （ESR）更高。因為直流穩壓電源系統電容器一般會具有高紋波電流應力，因而這種高電阻會帶來額外的內部功耗，并且添加直流穩壓電源系統電容器溫度。故障率隨溫度升高而添加。實踐上，直流穩壓電源系統鋁電解電容器一般只運用其額外電壓的80%左右。
直流穩壓電源系統電容器溫度較低時，ESR急劇添加，如圖2所示。在這種情況下，-40℃下，電阻呈數量級添加。這在許多方面都會影響到電源功能。如果直流穩壓電源系統電容器用于開關式電源的輸出端，則輸出紋波電壓呈數量級添加。別的，在ESR和輸出直流穩壓電源系統電容構成的零以上頻率，它讓環路增益添加一個數量級，然后影響操控環路。這會發生一個有振動的不穩定電源。為了習慣這種強轟動，操控環路一般會在空間方面做出巨大退讓，并在更高溫度下作業。
圖2:低溫下ESR功能急劇下降
總歸，直流穩壓電源系統鋁電解電容器一般是最低本錢的挑選。可是，您需求斷定其缺陷是否會對運用發生晦氣影響。您需求經過其作業溫度，考慮其壽數長短。別的，您還要適當地下降其額外電壓，這樣您才干完成最低溫度運行，然后取得最長的運用壽數。最終，您需求了解有必要運用的ESR規模，這樣您才干正確地規劃出操控環路，然后滿意規劃的紋波標準要求。
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