开关电源对电解电容器性能的基本要求
电源对电解电容器性能的基本要求(三)
电源对电解电容器性能的基本要求（三）KFSON/康富松电解电容器高频低阻和纹波电流的故事前面几篇文章我们都说了电解电容器的基本性能参数温度以及寿命等之间的故事。
这篇文章我们来聊一下电解电容器频率以及纹波电流的事情。
在开关电源输出端采用的滤波电解电容，跟工频电路中选用的滤波电解电容是不一样的，在工频电路中用的滤波电容器是普通的，电解电容器上的脉动频率只有100Hz，充放电时间是毫秒数量级，而在开关稳压电源中的输出滤波用的电解电容器，由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态，含有及其丰富的高次谐波电压与电流，而且它的频率也非常高。
要求和低频应用时也不一样，因此在这个时候电解电容的容量已经不是最主要的指标了，衡量电解电容器的好坏的则是它的阻抗频率特性。
开关电源为了高效率而提高了工作频率的高频化，尤其是小型高输出开关电源中输入滤波用电容器要求高纹波性，输出端低阻抗化。
要使输出滤波用电容器在高频下低阻抗化，必须降低等效串联电阻。
影响电解电容器性能的最主要的参数之一就是纹波电流问题。
纹波电流对铝电解电容器的影响主要是在ESR上产生功耗使铝电解电容器发热，进而缩短使用寿命。
纹波电流在ESR上产生的损耗与纹波电流有效值的平方成正比，因而随着纹波电流的增加，小时寿命曲线类似于抛物线函数曲线。
降低纹波电流的方法可以采用较大容量的铝电解电容器，毕竟大容量铝电解电容器可承受的纹波电流比小容量的铝电解电容器大；也可以采用多只小容量铝电解电容器的并联方式。
开关电源是一种采用开关式控制的直流稳压电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于各种通信设备、家用电器、计算机及其终端设备。
作为输入滤波和平滑作用的铝电解电容器，它的质量和可靠性直接影响到开关电源的可靠性。
一旦铝电解电容器失效，就会导致电源的故障。
在电子线路中电解电容器是必不可少的，而且，随着电子设备的小型化，越来越要求电解电容器具有更好的频率特性、更低ESR、更低阻抗、更低ESL，更高耐压性能、无铅化，这也是电解电容器今后的发展方向。
开关电源电容选择计算方法
开关电源电容选择计算方法选择开关电源的电容时，需要考虑以下几个因素：工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本。
第一步：确定工作频率工作频率对电容的选择非常重要，因为电容器的容性会随频率的变化而变化。
通常，电容的容性与频率成反比，因此在高频范围内选择合适的电容值非常关键。
第二步：计算负载要求负载要求包括负载电流和纹波电流两个方面。
负载电流是指电容器需要提供给负载的电流，而纹波电流是指从电容器流过的交流电流。
负载电流通常可以从电路图或负载手册中获取，纹波电流则可以通过计算或测量获得。
根据负载电流和纹波电流的数值，可以计算所需的最小电容值。
一般来说，较大的负载电流和纹波电流需要更大的电容值才能满足系统要求，而较小的负载电流和纹波电流则可以选择相对较小的电容值。
一般的经验法则是，选择的电容值应该大于所需电容值的两倍。
第三步：考虑稳压要求稳压要求是指在负载变化或输入电压变化时，输出电压的稳定性。
稳压要求一般通过纹波电压来衡量，即输出电压的波动幅度。
如果稳压要求较高，则需要选择较大容值的电容器。
一般来说，电容器的容值越大，输出电压的稳定性越好。
但是，较大的电容值通常会增加系统的体积和成本，因此需要在稳压要求和系统成本之间进行权衡。
第四步：考虑体积和成本电容器的体积和成本是选择电容值时需要考虑的重要因素。
较大的电容值通常会增加系统的体积和成本，因此需要根据系统的要求和预算来选择合适的电容值。
此外，还需要考虑电容器的封装形式和温度特性，因为这些因素也会影响系统的体积和成本。
总之，选择开关电源的电容时需要考虑工作频率、负载要求、稳压要求、体积和成本等因素。
根据这些因素的要求和约束，可以计算出所需的最小电容值，并在此基础上进行合理的选择。
在选择电容器时，还需要考虑电容器的封装形式、温度特性和可靠性等因素，以确保系统的性能和可靠性。
AL电解电容常见问题解答
铝电解电容常见应用问题解答 1.铝电解电容对开关电源的影响？性能上影响的主要是滤波效果，包括低频纹波和高频峰峰值。
另外，假设设备的每一个元器件都合理应用的话，那么设备的寿命便很大程度上由铝电解电容元件决定了（当然风扇的寿命也要重点考虑）。
因为铝电解电容是一种耗损性器件，到了一定的时间就“寿终正寝”了。
例如：新干线的一个编制16节车厢里，使用DC450V,5000uF大型铝电解电容器1760只，为了保障安全，规定三年更换一次。
半导体器件则不同，如果是正确使用，并且在器件制造过程中又没有什么潜在缺陷的话，其使用寿命是相当的长的，在设计时可以不考虑寿命问题。
2.开关电源对铝电解电容的要求？开关电源引入开关工作方式，提高工作频率，可以提高效率，减小体积。
但也带来了新的矛盾。
就电解电容来说，主要反映在：∙要求电容的耐纹波电流能力要提高。
因为频率提高，电容的交流阻抗下降了，流过电容的电流更大了。
∙小体积。
开关电源一个主要特点就是体积小，尽管提高频率后所需变压器和电容的体积自然会减小，但它还是希望电容能够越小越好，因为即使如此，电容仍然在开关电源中占去了不小的空间（尤其是AC/DC中的输入滤波）。
∙高频低阻抗。
在低频下，滤波效果主要由电容值大小决定，在高频下，电解电容中的E SR在整个阻抗中逐步上升到主要地位，因此高频滤波效果主要就由ESR决定了。
（当然更高的频率，例如大于1MHZ，则主要由ESL决定了阻抗大小，不过目前我们的产品中尚未出现此情况。
）。
鉴于此，开关电源要求电容的ESR值要做得很小。
另外，从电解电容本身来说，减小ESR也可以减小损耗，减小发热量，提高电容的耐纹波电流能力。
∙可靠性要高。
正常工作起来不爆炸或失效的概率极低是理所当然的要求。
另外尽管属有效寿命器件，当然也希望它寿命越长越好。
∙安全性问题。
越来越成为关注的焦点，及异常情况下爆炸时也不要起火燃烧。
尽管众多厂家努力开发阻燃的电解电容，但因为导电电解液属于有机物质，目前并没有取得理想的效果。
在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择
在开关电源中如何对电解电容器做出正确的选择
电解电容种类的了解
电解电容器种类繁多，因此我们首先要对电容种类有个大概的了解，这样的话在选择电解电容的时候会有助于我们对电容种类的快速筛选。
电解电容分为直插导针型电解电容器，牛角电解电容还有贴片电解电容器等。
电容关键参数的认识和了解
我们必须要了解电容的内在关键参数，才能快速的选型，所有的电解电容的关键参数都是一样的，包括容值、耐压值、误差，电解电容温度系数，电容的ESR等
开关电源中电容的选型还要了解使用环境
电解电容的使用环境还分电路内部环境和电路外部环境，电路内部环境包括频率、电压值、电流值、电容在电路中的主要作用等;根据电路频率可以确定电容种类;根据电压值可以确定选型电容的耐压值;在电路中的主要作用可以用来参考选型电容的容值等;根据电路外部使用环境对电容进行选型，产品工作的环境温度，安规要求等，都可以用来缩小电容选择范围。
滤波电路电容选择，根据电路中电容两端电压确定耐压值，如输出电压12V，就不能选择10V或是6.3v耐压值的电容，电路中最大电流可以用来确定容值，电流大需要得到更小纹波，就要选择大容量的电容。
汽车级电源使用电容选型举例
汽车级电源电容选型就涉及到使用环境对电容的筛选，汽车级电源工作环境温度较一般的工业级电源要求高，工作温度要求达到125℃，所以电容选型是要选择温度特性好、耐高温、安规性能好的电容。
电解电容的选用技巧无非就是了解常用的几种电容特性以及电容在电路中的应用环境、产品使用环境特性。
除此之外我们在选择电解电容器的时候还要关心他的品质和价格，在国内用的比较好的电容有CAPXON/丰宾、万裕、艾华、江海、KFSON/康富松等可供参考。
开关电源中固态电容的特性与选用原则
开关电源中固态电容的特性与选用原则铝电解电容的电解质是硅酸铝，它的容量、寿命、漏电流受温度影响较大，尤其是开关电源的使用寿命很难突破50000h的主要原因是电解电容的影响。
固态电容（SolidCapaci-tors）的电解质采用的是高分子聚合物，该材料不会与氧化铝发生反应，通电后不会发生爆炸，也不存在受热膨胀而影响电容传递电能或产生爆裂。
固态电容具有环保、低阻抗、高低温稳定、耐高脉冲冲击等优点。
固态电容的耐温达260℃，且它的导电性、频率特性及电容使用寿命均不受温度影响。
它适用于摄像机、工业计算机等领域。
1、固态电容分类按电容的介质来分，分为有机介质、无机介质和铝电解电容三大类。
（1）无机介质电容包括陶瓷和云母两种。
陶瓷固定电容常用在CPU上，也可用在GHz级别的超高频器件上。
（2）有机介质电容例如固体薄膜电容，其特点是容量精度高、耐高温、防潮湿等特点，常用在节能灯开关电源等电子设备上。
3（3）铝电解电容电解电容的分类为电解液、二氧化锰、TCNG有机半导体、固体聚合物等。
固态电容在我国发展迅速，它可以替换普通的钽电容，应用范围越来越广阔。
采用固态电容的计算机，全天候24小时开机它的寿命可达到23年，是一般铝电解电容的6倍多。
2、固态电容结构特点固态电容采用固态导电高分子材料代替电解液作电容的阴极。
导电高分子材料的导电能力比电解液高3～4个数量级，应用这种固态电容可以大大降低等效串联电阻，改善温度频率特性，由于电容结构使用电导率高的材料，在高频下的容抗很低，耗电低，易于提高设备的效率。
有机固态电解电容的结构与液态铝电解电容相似，多采用直插立式方式。
不同之处在于固态聚合物电解电容的阴极材料用固态有机半导体浸膏替换电解液，在提高各项有关电气性能的同时，有效解决了电解液蒸发、泄漏、易燃等难题。
由于采用了新型的固态电解质，固态电解电容具有液态电解电容无法比拟的优良特性。
这些电气性能对于提高电子设备以高频为特征的使用显得尤为重要，可在开关电源得到应用。
开关电源适配器对电解电容的要求
开关电源适配器对电解电容的要求开关电源适配器对电解电容的要求开关电源适配器是当今便携数码产品、家用电器的主要电源变换器，为电子设备小型轻便化作出不可磨灭的贡献。
电源适配器不断的小型化、轻量化和高效率，在电子设备中使用量越来越大，普及率越来越高。
随着电源适配器的高效率、小型化、轻便化和集成电路的迅猛发展，电解电容作为电源适配器的重要组成元器件，也必须实现小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。
在开关电源适配器中对铝电解电容器的性能主要有如下要求。
1. 标称静电容量及其允许偏差。
滤波用电解电容器的容量大一些，有利于减小直流电压的纹波。
在耐压一定时，电解电容器的标称电容量越大，价格就会越高。
为使开关电源的成本尽可能低一些，电解电容器的容量可比用有关公式计算得到的数值稍低一些，作为折中考虑；对于交流市电输入的整流滤波，5W~10W的开关电源用电解电容器，容量可选取4.7~10uF；对于10W-50W的开关电源，按2.0~3.0uF/W的容量选用。
如果滤波电解电容器的容量太小，则会使直流电压纹波太大，不仅容易引起开关晶体管损坏，而且会导致功率因素下降、谐波含量增加。
电解电容器静电容量的允许偏差可以为±10%，最好为±5%。
2. 损耗角正切值.在25℃、100Hz下，要求电解电容器的损耗角正切值小于20%（V=300~400V）。
在105℃环境中，施加额定工作电压和最大允许纹波电流1000小时后，铝电解电容器的性能在25℃下应符合以下要求：额定电流不大于初期规定值，损耗角正切值不大于初期规定值的200%，静电容量的变化率在初始值的±15%以内。
3. 使用温度范围。
高温工作特性要好。
开关电源的温升一般能达到60℃，由于开关电源机壳内的空间较小，散热性能差，在环境温度达到35℃时，开关电源适配器内部元器件的结点温度将达到90℃以上，加上电解电容器自身的热损耗，其表面温度将进一步上升。
开关电源对电解电容的基本要求
开关电源对电解电容器性能的基本要求闫晓金潘艳陈永真辽宁工业大学121001摘要：随着开关电源设备小型化、轻便化和集成电路的迅猛发展，本文分析了开关电源的发展对作为构成开关电源的重要元件电解电容器性能的要求，即也必须实现小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。
关键词：开关电源；电解电容器；低阻抗；长寿命Basic Requires of Electrolytic Capacitor Performance bySMPSYan Xiaojin Pan Yan Chen Yongzhen LiaoNing University of Technology, 121001Abstract：Along with the switching power supply equipment miniaturization, facile and the integrated circuit swift and violent development, the require of electrolytic capacitor performance by the development of switching power supply is analyzed in this article, electrolytic capacitor is the important part of switching power supply. namely also had to realize the miniaturization, the high frequency low impedance, the long life and large ripple current resistance.Key words：switching power supply；electrolytic capacitor；low impedance；long useful life 电解电容器是开关电源中一次和二次回路滤波电路中最重要的器件之一。
LED照明驱动电源用铝电解电容器的技术要求和关键
LED照明驱动电源用铝电解电容器的技术要求和关键LED照明电源属于开关电源，利用铝电解电容器滤波是开关电源设计中必不可少的一部分，而开关电源正常的工作寿命要取决于电源所使用的铝电解电容器寿命，电容器的寿命又与电容器本身设计寿命和工作温度有关。
根据LED照明电源的使用条件，铝电解电容器必须具体以下几点技术要求：1、电解电容器的可靠性，要求长寿命高可靠，产品的电性能参数一致性好。
2、电解电容器要能耐高温，如大功率道路照明用的电源，户外使用时都要求防水，制造时采用密封的外壳，为了提高防护等级厂家要求灌胶处理，极大的影响了电容器的散热，使得壳体内电解电容器工作环境如同保温瓶，温度积累无法散出。
3、电解电容器要耐纹波电流，电容器在电源上的滤波分为低频滤波和高频滤波两种，低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率低与市电一致为50Hz。
高频滤波电容主要用于开关电源整流后的滤波，其工作频率有几千Hz到几万Hz，如果电容器耐纹波能力差的话，将会因纹波电流大造成电容器发热，较高的温度将使电容器内部的电解液气化，电容器内部压力升高，最终导致电容器爆裂失效。
4、电容器要能耐雷击，能承受短时间大电流的冲击，特别是户外使用时，如发生雷击将会使电网电压急剧波动，电源输入电压的突变会使整流电压瞬间增大到一个远远超过电容器耐压的值，造成电容器被击穿。
针对LED照明电源的使用条件其选用的电解电容器必须注意以下几点关键：1、产品要求长寿命必须密封效果好，铝壳要使用用多步拉伸工艺生产的铝壳，胶塞选用气密性很好的丁基橡胶。
导针圆棒的长度最好与胶塞的厚度相同，能有很好的接合。
2、电解电容器的阻抗特性好，使用高电导的电解液和低比容的正极箔降低产品的损耗值，以便能承受更大的纹波电流，减少电容器本身的发热。
3、产品能耐高温，需用长支链酸配制的工作电解液提高产品的高温特性。
4、改变电容器内部芯包的结构，使用偏窄导针、负极钉接处垫箔或垫纸，使用高密度和低阻抗值复合的电解电容器纸，使产品既有低的阻抗又能耐击穿，提高了电容器耐大电流冲击的能力。
电解电容选型的6个重要指标
电解电容选型的6个重要指标1 电容量与体积由于电解电容器多数采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此单位体积电容量非常大，比其它电容大几倍到几十倍。
但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的，现代开关电源要求越来越高的效率，越来越小的体积，因此，有必要寻求新的解决办法，来获得大电容量、小体积的电容器。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路，则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷：（1）高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流，而且大幅度增加；（2）变换器的主开关管发热，导致铝电解电容器的周围温度升高；（3）变换器多采用升压电路，因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来，利用以往技术制造的铝电解电容器，由于要吸收比以往更大的脉动电流，不得不选择大尺寸的电容器。
结果，使电源的体积庞大，难以用于小型化的电子设备。
为了解决这些难题，必须研究与开发一种新型的电解电容器，体积小、耐高压，并且允许流过大量高频脉冲电流。
另外，这种电解电容器，在高温环境下工作，工作寿命还须比较长。
2 承受温度与寿命在开关电源设计过程中，不可避免地要挑选适用的电容。
就100μF以上的中、大容量产品来说，因为铝电解电容的价格便宜，所以，迄今使用的最为广泛。
但是, 最近几年却发生了显著变化，避免使用铝电解电容的情况正在增加。
出现这种变化的一个原因是，铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。
电源模块制造厂家的工程师表示：“对于铝电解电容这种寿命有限的元件，如果可以不用, 就尽量不要采用。
”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化，导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大, 随着时间的推移，电容性能肯定会劣化。
电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系，温度越高，电容器的寿命越短。
普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏。
但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高在环境温度为90℃，通过电解电容器的交流电流和额定脉冲电流的比为0.5时，寿命仍然为10000h，但是如果温度上升到95℃时，电解电容器即已经损坏。
经典开关电源电解电容设计与选用
输入整流滤波器及钳位保护电路的设计1 输入整流桥的选择1)整流桥的导通时间与选通特性50Hz交流电压经过全波整流后变成脉动直流电压u1，再通过输入滤波电容得到直流高压U1。
在理想情况下，整流桥的导通角本应为180°(导通范围是从0°～180°)，但由于滤波电容器C的作用，仅在接近交流峰值电压处的很短时间内，才有输入电流流经过整流桥对C充电。
50Hz交流电的半周期为10ms，整流桥的导通时间tC≈3ms，其导通角仅为54°(导通范围是36°～90°)。
因此，整流桥实际通过的是窄脉冲电流。
桥式整流滤波电路的原理如图1(a)所示，整流滤波电压及整流电流的波形分别如图l(b)和(c)所示。
最后总结几点：(1)整流桥的上述特性可等效成对应于输入电压频率的占空比大约为30％。
(2)整流二极管的一次导通过程，可视为一个“选通脉冲”，其脉冲重复频率就等于交流电网的频率(50Hz)。
(3)为降低开关电源中500kHz以下的传导噪声，有时用两只普通硅整流管(例如1N4007)与两只快恢复二极管(如FR106)组成整流桥，FRl06的反向恢复时间trr≈250ns。
2)整流桥的参数选择隔离式开关电源一般采用由整流管构成的整流桥，亦可直接选用成品整流桥，完成桥式整流。
全波桥式整流器简称硅整流桥，它是将四只硅整流管接成桥路形式，再用塑料封装而成的半导体器件。
它具有体积小、使用方便、各整流管的参数一致性好等优点，可广泛用于开关电源的整流电路。
硅整流桥有4个引出端，其中交流输入端、直流输出端各两个。
硅整流桥的最大整流电流平均值分0．5～40A等多种规格，最高反向工作电压有50～1000V等多种规格。
小功率硅整流桥可直接焊在印刷板上，大、中功率硅整流桥则要用螺钉固定，并且需安装合适的散热器。
整流桥的主要参数有反向峰值电压URM(V)，正向压降UF(V)，平均整流电流Id(A)，正向峰值浪涌电流IFSM(A)，最大反向漏电流IR(μA)。
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开关电源对电解电容器性能的基本要求闫晓金潘艳陈永真辽宁工业大学121001摘要：随着开关电源设备小型化、轻便化和集成电路的迅猛发展，本文分析了开关电源的发展对作为构成开关电源的重要元件电解电容器性能的要求，即也必须实现小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。
关键词：开关电源；电解电容器；低阻抗；长寿命Basic Requires of Electrolytic Capacitor Performance bySMPSYan Xiaojin Pan Yan Chen Yongzhen LiaoNing University of Technology, 121001Abstract：Along with the switching power supply equipment miniaturization, facile and the integrated circuit swift and violent development, the require of electrolytic capacitor performance by the development of switching power supply is analyzed in this article, electrolytic capacitor is the important part of switching power supply. namely also had to realize the miniaturization, the high frequency low impedance, the long life and large ripple current resistance.Key words：switching power supply；electrolytic capacitor；low impedance；long useful life 电解电容器是开关电源中一次和二次回路滤波电路中最重要的器件之一。
通常，电解电容器的等效电路可以认为是理想电容器与寄生电感、等效串联电阻的串联，如图1所示。
图1 电解电容器的等效电路众所周知，开关电源是当今信息家电设备的主要电源，为电子设备小型轻便化作出不可磨灭的贡献。
开关电源不断的小型化、轻量化和高效率，在电子设备中使用量越来越大，普及率越来越高。
相应的就要求电解电容器小型大容量化，耐纹波电流，高频低阻抗化，高温度长寿命化和更适应高密度组装。
1 大容量、小体积由于电解电容器多数采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此单位体积电容量非常大，比其它电容大几倍到几十倍。
但是大电容量的获取是以体积的扩大为代价的，现代开关电源要求越来越高的效率，越来越小的体积，因此，有必要寻求新的解决办法，来获得大电容量、小体积的电容器。
在开关电源的原边一旦采用有源滤波器电路，则铝电解电容器的使用环境变得比以前更为严酷：（1）高频脉冲电流主要是20 kHz~100kHz的脉动电流，而且大幅度增加；（2）变换器的主开关管发热，导致铝电解电容器的周围温度升高；（3）变换器多采用升压电路，因此要求耐高压的铝电解电容器。
这样一来，利用以往技术制造的铝电解电容器，由于要吸收比以往更大的脉动电流，不得不选择大尺寸的电容器。
结果，使电源的体积庞大，难以用于小型化的电子设备。
为了解决这些难题，必须研究与开发一种新型的电解电容器，体积小、耐高压，并且允许流过大量高频脉冲电流。
另外，这种电解电容器，在高温环境下工作，工作寿命还须比较长。
2 高温、长寿命化在开关电源设计过程中，不可避免地要挑选适用的电容。
就100μF以上的中、大容量产品来说，因为铝电解电容的价格便宜，所以，迄今使用的最为广泛。
但是, 最近几年却发生了显著变化，避免使用铝电解电容的情况正在增加。
出现这种变化的一个原因是，铝电解电容的寿命往往会成为整个设备的薄弱环节。
电源模块制造厂家的工程师表示：“对于铝电解电容这种寿命有限的元件，如果可以不用, 就尽量不要采用。
”因为铝电解电容内部的电解液会蒸发或产生化学变化，导致静电容量减少或等效串联电阻(ESR)增大, 随着时间的推移，电容性能肯定会劣化。
电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系，温度越高，电容器的寿命越短。
普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏，如：B41303，B43303等型号的电解电容器。
但是现在有很多种类的电解电容器的工作环境温度已经很高，如B43502在环境温度为90℃，通过电解电容器的交流电流和额定脉冲电流的比为0.5时，寿命仍然为10000h，但是如果温度上升到95℃时，电解电容器即已经损坏。
因此，在选择电容器的时候，应该根据具体的环境温度和其它的参数指标来选定，如果忽略了环境温度对电容器寿命的影响，那么电源工作的可靠性、稳定性将大大降低，甚至损坏设备和仪器。
就一般情况而言，电解电容器工作在环境温度为80℃时，一般能达到10000h寿命的要求。
另一方面，电解电容器的寿命还与电容器长时间工作的交流电流与额定脉冲电流（一般是指在85℃的环境温度下测试值，但是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测试的数据）的比值有关。
一般说来，这个比值越大，电解电容器的寿命越短，当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时，电解电容器一般都已经损坏。
所以，电解电容器有它的安全工作区，对于一般应用，当交流电流与额定脉冲电流的比值在3.0倍以下时，对于寿命的要求已经满足。
环境温度和纹波电流对电解电容器的影响如图2所示。
图2 EPCOS的B43564铝电解电容器的寿命与温度、纹波电流的关系3 高频低阻抗化对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~40kHz外，大多数均在50kHz以上；DC/DC电源模块大多在300kHz以上；大功率开关电源的开关频率受主开关（一般采用IGBT）的开关速度限制而一般在20~40kHz。
尽管开关频率有所不同，但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同，主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
在开关电源输出端用的滤波电容，与工频电路中选用的滤波电容并不一样，在工频电路中用作滤波的普通电解电容器，其上的脉动电压频率仅有100Hz，充放电时间是毫秒数量级，为获得较小的脉动系数，需要的电容量高达数十万微法，因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器，由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态，含有及其丰富的高次谐波电压与电流，其上锯齿波电压的频率高达数十千赫，甚至数十兆赫，它的要求和低频应用时不同，电容量并不是主要指标，衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性，如图3所示。
图3 某47μF/350V铝电解电容器的阻抗频率特性由图可知，随着频率的升高，容抗下降、感抗上升，容抗等于感抗并相互抵消时的频率为铝电解电容器的谐振频率，这时的阻抗最低，仅剩下ESR。
如果ESR为零，则这时的阻抗也为零；频率继续上升，感抗开始大于容抗，当感抗接近于ESR时，阻抗频率特性开始上升，呈感性，从这个频率开始以上的频率下电容器时间上就是一个电感。
由于制造工艺的原因，电容量越大，寄生电感也越大，谐振频率也越低，电容器呈感性的频率也越低。
这就要求它在开关稳压电源的工作频段内要有低的等效阻抗，同时，对于电源内部，由于半导体器件开始工作所产生高达数百千赫的尖峰噪声，亦能有良好的滤波作用，一般低频用普通电解电容器在10kHz左右，其阻抗便开始呈现感性，无法满足开关电源使用要求。
用于开关稳压电源输出整流的电解电容器，要求其阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz 时仍不呈现上升趋势。
电解电容器ESR较低，能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。
而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势，用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。
笔者在实验中发现，普通CDII型中4700μF,16V电解电容器，用于开关电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高频电解电容器的低，同时普通电解电容器温升相对较高。
当负载为突变情况时，用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。
开关电源为了高效率而提高了工作频率的高频化，特别是小型高输出开关电源中输入滤波用电容器要求高纹波性，输出端低阻抗化。
要使输出滤波用电容器在高频下低阻抗化，必须降低等效串联电阻。
4 耐纹波电流影响电解电容器性能的最主要的参数之一就是纹波电流问题。
纹波电流对铝电解电容器的影响主要是在ESR上产生功耗使铝电解电容器发热，进而缩短使用寿命。
从特性曲线中（图2）可以看到，纹波电流在ESR上产生的损耗与纹波电流有效值的平方成正比，因而随着纹波电流的增加，小时寿命曲线类似于抛物线函数曲线。
降低纹波电流的方法可以采用较大容量的铝电解电容器，毕竟大容量铝电解电容器可承受的纹波电流比小容量的铝电解电容器大；也可以采用多只小容量铝电解电容器的并联方式，还可以选用纹波电流低的电路拓扑结构。
一般而言，反激式变换器产生的开关变换电流相对最大。
表1是各种开关变换器电路拓扑的直流电流、整流滤波的纹波电流、开关变换电流和滤波电容上的总纹波电流。
表1 各种开关变换器电路拓扑的整流滤波的纹波电流和开关变换电流就平板电视来说，为了能承受大电流，就需要进一步降低电容的ESR。
其原因是，在数字设备中，随着功能的增加，电路的电流有越来越大的趋势。
对于在液晶电视中进行MPEG编解码工作的图像处理电路来说，2006年一块芯片中电源电路的电流约为3A。
据有关人士预测称，为了应对全H D (全高清等要求而增大电路的规模以后，芯片中的电流将增加到5A 左右，而且在2008 年前后将会达到8A~9A。
如果ESR小，则在有大电流流动时，电容输出电压的下降量也小。
伴随着电流增大而来的降低ESR的要求，有可能成为推进电容替换进程的主要原因。
相对于铝电解电容将近1Ω的ESR 来说，多层陶瓷电容的ESR很小，还不到10mΩ。
导电性高分子电容的ESR通常为几十mΩ，ESR比较小的则在10mΩ以下。
铝电解电容也在开发ESR比较小的品, 其ESR大约是一般产品的1/2~1/3。
5 高可靠性开关电源是一种采用开关式控制的直流稳压电源，它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于各种通信设备、家用电器、计算机及其终端设备。
作为输入滤波和平滑作用的铝电解电容器，它的质量和可靠性直接影响到开关电源的可靠性。
一旦铝电解电容器失效，就会导致开关稳压电源的故障。