详解铝电解电容器的参数

详解铝电解电容器的参数

铝电解电容器的参数详解之一

铝电解电容器的基本参数主要有电压、电容量、最高工作温度及寿命、漏电流和损耗因数，有的铝电解电容器，如开关电源输出滤波用钽电容的铝电解电容器还有额定纹波电流、ESR等参数。

电压

铝电解电容器的电压指标主要有额定DC电压、额定浪涌电压、瞬间过压和反向电压，下面将逐一介绍。

1．反向电压

钽电容是有极性电容器，通常不允许工作在反向电压。在需要的地方，可通过连接一个二极管来防止反极性。通常，采用导通电压约为0. 8V的二极管是允许的。在短于Vs的时间内，小于或等于1.5V的反向电压也是可以承受的，但仅仅是短时间，绝不能是连续工作状态。

2．工作电压V OP

工作电压是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作的电压。在整个工作温度范围内，电容器既可以在满额定电压（包括叠加的交流电压）下连续工作，也可以连续工作在0V与额定电压之间任何电压值。在短时间内，电容器也可承受幅值不高于-1. 5V的反向电压。

反向电压的危害主要是反向电压将产生减薄氧化铝膜的电化学过程，从而不可逆地损坏铝电解电容器。

3．额定DC电压VR

额定DC电压VR是电容器在额定温度范围内所允许的连续工作电压，它包括在电容器两电极间的直流电压和脉动电压或连续脉冲电压之和。通常，钽电容的额定电压在电容器表面标明。通常额定电压≤100V为“低压”铝电解电容器，TDK电感而额定电压≥150V为“高压”铝电解电容器。

额定电压的标称电压为：3V、4V、6.3V、(7.5V)、10V、16V、25V、35V、(40V)、50V、63V、80V、100V、160V、200V、250V、300V、(315V)、350V、(385V)、400V、450V、500V、(550V)。其中括号中的电压值为我国不常见的。

4．额定浪涌电压Vs

额定浪涌电压Vs是铝电解电容器在短时间内能承受的电压值，其测试条件是：电容器工作在25℃，在不超过30s，两次间隔不小于5min。IEC 384-4中规定的浪涌电压与额定电压的关系如下：

V R<315V时，Vs=1.15·V R

V R>315V时，Vs=1.10·V R

有些贴片钽电容（主要是大型贴片钽电容）在外壳上也标注浪涌电压。一般的标注方法为：xxx Vs，

5．浪涌电压测量

电容器的额定浪涌电压Vs的具体测试方法是：在正常室温，电容量在2500tlF以下的铝电解电容器可串联1000Ω±10%的电阻，而电容量在2500μF或更高者，则应采用串联2 500

000Ω/C±10%的电阻。在30s电压接通，4min30s关断的周期内，每个电容器通过充电电阻或等效电阻放电。重复120h的循环周期。通过测试的要求是测试前后的直流漏电流(DCI。)、等效串联电阻(ESR)和损耗因数(DF)值不应有变化，T491B226K006AT并且没有机械损坏或电解液泄漏痕迹。通过这个测试条件可以看到，AVX钽电容与串联电阻的时间常数为2. 5s，30s是12个时间常数，这样长的接通时间可以使AVX钽电容充电到浪涌电压值。每小时12次，120h 共冲击了1440次。如果质量不过关，冲击这么多次后肯定就失效了。

6．瞬间过电压

铝电解电容器一般能瞬间承受的极限过电压。对于铝电解电容器，瞬间过电压通常为超过电容器的浪涌电压额定值的过电压状态，这种状态会造成很大漏电流并进入恒电压状态，电压电流特性很像稳压二极管的反向特性。如果电容不能承受这个瞬时过电压，电容器可能击穿失效。但是，即使能够承受，这种状态也决不允许维持比较长的时间，因为电容器产生的氢气所产生的压力会导致不可逆的压力释放装置动作（爆浆），使铝电解电容器失效。即使压力释放装置不动作，这种状态也会消耗电解液，多次出现这种状态将会缩短铝电解电容器的使用寿命。因此，在电子线路仅需要极短工作寿命时，在某种意义上允许端电压达到浪涌电压或稍低于瞬时过电压。

RIFA的瞬间过电压的测试标准为：尖脉冲，上升时间在lOOμs～5ms之间；两次瞬间过电压间隔时间大于5min；寿命期间内可以承受1000次的瞬间过电压冲击。

在特殊应用中（如需耐受雷击的冲击电压），可以采用特殊设计方法，如在铝电解电容器两端并联瞬变电压抑制二极管箝位或性能优良的压敏电阻的方式，可以成功的实现瞬间过电压保护。

铝电解电容器瞬间过电压特性表明，T491A226K006AT铝电解电容器可以承受瞬时过电压（击穿电压）而不损坏，而其他介质电容器的端电压一旦达到击穿电压值就会产生不可逆的损坏。这也是铝电解电容器跟其他介质电容器相比的“优点”。

铝电解电容器的参数详解之二：

电容量

铝电解电容器的电容量指标主要有额定电容量、静电电容量和电容量的容差范围等。

1．电容量测量

电容器的电容量可通过测试它的交流阻抗或测试直流电压下它可保持的电荷量获得。两种方法产生的结果有略微的不同。一般来说，采用直流电压测试方法测得的电容量值（直流电容量）稍要高于交流电流方法测得的电容值（交流电容量）。

为了与最普遍的应用（例如整流滤波或隔直耦合）T491C226K006AT条件一致，铝电解电容器的交流电容量最常见的测试频率一般为50Hz或60Hz工频交流电的2倍频，即

IEC384-IEC384-4给出的频率为100Hz或120Hz，这是在IEC384-1和IEC384-4中给出的特殊测试方法测得的。

可以在铝电解电容器上施加一个≤0. 5V（不会使钽电容反向击穿）的交流电压检测电流，根据在固定频率下的容抗与电容量的关系和容抗与电压电流的关系C=I/(27t厂．V)即可确定电容量。交流电容量随温度的变化可能大于10%，同时还随频率增加而减小。因此，IEC384-1、IEC384-4给出了频率为100Hz或120Hz，温度为20℃时的基本测试条件。也可以采用测试一般电容器电容量的测试方法，利用测试电容量的桥式电路，在电源侧施加lV rms，最大AC信号电压是无直流正偏电压的无高次谐波和次谐波的120Hz正弦波电压，尽管电源电压的峰值接近1.5V，但是通过桥式电路的分压作用，施加在铝电解电容器上的峰值电压将低于1V，不会对铝电解电容器造成损害。一般而言，铝电解电容器多用于整流后的滤波、旁路和隔直耦合，这些应用对电容量的数值和精度要求不高，其电容容差（精度）多为±20%就可以很好地满足要求。

在一些应用中（例如放电电路和定时电路）直流电容量将起决定性的作用。这就需要测量直流电容量，通常可以采用充/电的方式，根据电容量与电荷、电压的关系和电荷与电流的关系采用恒流充/放电，用C-(I·t)/ΔVc，通过检测t来得到电容量C。因此，在需要精确的直流电容量时最好不用铝电解电容器，为了获得比较精确的电容量，可以采用多只电容器并联方式得到比较精确的电容量。

2．电容容差

电容容差是允许的最小和最大电容值以额定电容减小和增大的百分比表示△℃／℃。典型电容容差为±20%，-io~6+so%和-10%+75%。高压电容器的容差可以做得比较小，如大于150V，一般容差可以做到小于±10%。KEMET电容随温度和频率变化，通常这个变化也应在电容容差范围内。通常这个变化本身也受电容器的额定电压和电容尺寸的影响。

3．额定电容量

额定电容量是标称电容量，定义在120Hz和25℃测试。额定电容量也就是单体电容量。电容器的标称电容量多数为E3系列优选值，即1.0μF、2.2μF、3.3μF、4.7μF、6.8μF;少数也有采用E6系列优选值，即1.0μF、1.5μF、2.2μF、2.7μF、3.3μF、3.9μF、4.7μF、5.6μF，8.2μF;大容量AVX钽电容也有采用E12系列部分优选值的，如18 000μF。hymsm%ddz