电解电容器的使用和设计
关键的外卖
什么是电解电容器和它如何不同于标准电容器?
铝电解电容器电化学驱动以及如何预防故障和延长使用寿命。
一些特定的电路用例电解电容器。
电子的特性之一,对于那些不学习或工作与他们是一个足够大的电容器不插电一段时间仍然可以放电和提供不同的冲击危险。深入的修补匠的电子产品进行简单的维修,这可能是一个痛苦的教训似乎飞在面对大多数人如何理解电力。虽然被认为是一个积极的现象,电能可以存储在电容器的各种原因,并给予足够的时间常数,仍将放电是否提供适当的大道。对于大多数客户级电子产品,应该小心在电解电容器,适切地看起来有点像一个储水箱超越。
电解电容器用当然不是来阻止潜在的工程师调查他们的好奇心;相反,他们作为一个大容量版本的更标准的陶瓷电容器,主要是与能量储存和转换。
电解电容器的区别是什么?
电解电容器不同于SMD更为普遍在几个关键地区和陶瓷电容器。他们的主要功能是提高容量电容相对其他电容器的模型和包;对于需要质量电容的电路在一个合理的大小的包/足迹,电解电容器是理想。这性能达到一个相对(但肯定不是绝对)紧凑的足迹通过绕组阳极,阴极和电介质层的圆柱形包。重要的是,电解电容器只能承受电流在一个方向,意义电路需要额外的安全元素来防止建立反向偏压的模式。极性的配置可以追溯到材料施工;而无极性电容特性两个电极层,不区分阳极和阴极,电解电容特性的金属氧化物层,只有经营作为介质时最接近阳极电极针,事实上,阳极。
金属氧化物层形成的少量的金属,但最常见的是铝、钽和铌。铝电解化学支配使用由于广泛的电压和电容可用评级以及相对廉价的成本。然而,铝电解帽会在关键性能指标——损失、泄漏电流和温度敏感性——相比,钽电解电容器或混合材料。
电解电容器建设和安全运行
部分由于其体积、电解电容器更有可能遇到比无极性电容早期应用程序失败。讨厌热,PCB所有元素和电解电容器也不例外。而热量的产生是不可避免的(谢谢,热力学第二定律),设计师可以有效地减轻有害的影响温度示意图和董事会层面。
有趣的是,电解电容器有能力抵抗衰老的某些形式由于电化学反应产生的氧化层。在一系列的氧化还原反应,基本金属被氧化(例如,铝为氧化铝),而环境水分减少气体H2。在标准的操作条件下,这个反应是自发的,但反应速率很低。只有当上面的电解电容器是强调标准评级或在反极性反应速率迅速加速,快速膨胀的电容器偶尔会导致爆炸发泄大多数学生有经验或者(希望)展示了电子入门课程。
有多个安装和操作需要考虑的因素避免损坏一个电解电容器。下面列出的一些压力因素(以及技术来减少或消除他们的发病率):
反向电压,最快的方法损害、禁用或摧毁一个电解电容器是通过向后安装或操作期间产生反向电压。不同于阳极,阴极没有氧化层。偏置电压时从阴极到阳极,发生上述氧化还原反应,但因为没有氧化膜(化学作为缓冲机制由于勒夏特列原理),反应大大有利于产品和可迅速导致爆炸发泄或电击穿的条件。
纹波电流,交流源包含一些周期信号的特点是尖锐的峰值窄带宽和高振幅。纹波电流可以用改变阻抗在操作过程中快速发展,和电解电容器(和其他电路元素)将进行基于建模等效串联电阻(ESR)。由于电阻加热,操作期间更大阻力消耗更多的热量。此外,由于阻抗是一个频率相关价值,纹波电流传导也可以波动。作为比较,这个值通常是按比例缩小的共同操作的频率(例如,120 Hz)和由制造商提供。设计师需要确保电解电容器额定以上操作纹波电流,也可以选择low-ESR模型。
-串联/并联配置应对纹波电流或电压,可以放置在平行或系列电解电容器,分别。这也增加或减少电容的影响。这些配置可以扩展并行的系列(反之,一系列相似之处),提供改进的性能为代价的可靠性在前,在后者的成本和复杂性。
短的电解电容器使用列表
电源的使用是一种常见的电解电容器的使用模式,但就像标准电容器,他们填的角色在一个电路:
高压I / O平滑电容器填在空白状态信号的存储电场转化为电压信号。用于高压的情况下,这些电容器需要能够抵抗介质击穿和展览低ESR损失。
逆变器-逆变器输出交流电压和直流输入和能够提供一个变量的操作电压范围,认为广泛使用在电机速度控制器。由于他们的集体和高电压输入范围宽,电解电容器尤其适合这项任务。
汽车- - - - - -电解电容器可以提供所需的散装电容许多关键操作,包括安全机制,在一个相对较小的包比其他电容器技术可用。
节奏为电解电容器的设计提供了全面的仿真工具
电解电容器使用反映了其特定的角色作为一个高容量的解决方案在一个最小化方案,与标准电容器一样,它可以执行多种功能与现代电子电路使它至关重要。选择最好的电容器的工作涉及到一个合理的电气和热使用厂家提供的数据建模以及仿真软件评价其性能。
节奏的套件PCB设计和分析软件是适合为严格的模拟提供一个易于使用的界面。设计师可以智能地将设计规则,强调使用电解电容器性能OrCAD PCB设计者和它的可定制的约束管理器。
大型电子产品提供商依赖节奏产品优化能力,空间,能源需求为广泛的市场应用。了解更多关于我们的创新的解决方案,跟我们的专家团队或订阅我们的YouTube频道。