A：電容器等效串聯電阻阻抗頻(pín)率特性dv/dt
電容器作爲基本元件在電子線路中起著(zhe)重要作用(yòng)，在傳統的(de)應用(yòng)中，電容器主要用(yòng)作旁路耦合、電源濾波、隔直以及小信号中的(de)振蕩、延時(shí)等。以上電路對(duì)電容器參數的(de)主要要求有：電容量；額定電壓；正切損耗；漏電流等，對(duì)其它參數沒有過多(duō)的(de)要求。
随著(zhe)電子線路，特别是電力電子電路的(de)發展對(duì)不同應用(yòng)場(chǎng)合的(de)電容器提出了(le)不同的(de)特殊要求。
A:吸收與換相電容器
随著(zhe)栅控半導體器件的(de)額定功率越做(zuò)越大(dà)，開關速度越來(lái)越快(kuài)，額定電壓越來(lái)越高(gāo)，對(duì)緩沖電路的(de)電容器僅僅要求足夠的(de)耐壓、容量及優異的(de)高(gāo)頻(pín)特性是不夠的(de)。在大(dà)功率電力電子電路中，由于IGBT的(de)開關速度已小于1μs，要求吸收電路電容器上的(de)電壓變化(huà)速率dv/dt>V/μs已是很正常的(de)，有的(de)要求V/μs甚至V/μs。
如以1μF、V/μs計，則由式（1）可(kě)知其峰值電流将達A。即使較小的(de)電容量如10nF，以V/μs速率變化(huà)則峰值電流爲100A。對(duì)于普通(tōng)電容器，特别是普通(tōng)金屬化(huà)電容器的(de)dv/dt 由此可(kě)見，盡管同是無感電容、金屬化(huà)和(hé)金屬箔電容，應用(yòng)在吸收電路中将有不同的(de)表現，外形相近但規格不同在這(zhè)裏是盡對(duì)不能互換的(de)。台灣VDTCAP電容在無感電容這(zhè)塊做(zuò)的(de)很全，産品涵蓋金屬膜和(hé)金屬箔電容，性能效果佳且穩定。電容器的(de)尺寸将影(yǐng)響電容器的(de)dv/dt及峰值電流的(de)耐量，一般而言，長(cháng)度越大(dà)dv/dt和(hé)峰值電流則相對(duì)較小，以VDTCAP公司FK型電容爲例，如表1所示。
吸收電路中電容器的(de)工作特點是高(gāo)峰值電流占空比小，有效值電流不十分(fēn)高(gāo)，與這(zhè)種電路相似的(de)還(hái)有晶閘管逆變器的(de)換相電容器，盡管這(zhè)種電容器要求的(de)dv/dt較吸收電容器小，但峰值電流與有效值電流均較大(dà)，采用(yòng)普通(tōng)電容器在電流方面不能滿足要求。在某些特殊應用(yòng)中要求儲能電容器反複急促放電，而且放電回路電阻極低、寄生電感很小，在這(zhè)種場(chǎng)合下(xià)隻能将吸收電容并聯使用(yòng)以保證長(cháng)期使用(yòng)的(de)可(kě)靠性。
B：諧振電容器
諧振式變換器，如諧振式開關穩壓電源及晶閘管中頻(pín)電源諧振回路中的(de)諧振電容器，工作時(shí)往往流過很大(dà)電流。如并聯諧振式晶閘管中頻(pín)電源，流過諧振電容器的(de)諧振電流爲流過晶閘管電流的(de)10倍甚至更高(gāo)，因此必須選擇專用(yòng)電容器，方能滿足要求。又如電子鎮流器的(de)諧振電容規格選擇不當時(shí)，會出現電容上電壓雖沒達到擊穿電壓但由于流過較大(dà)的(de)諧振電流而損壞的(de)現象。
C:濾波電容器
交流電（工頻(pín)或高(gāo)頻(pín)）經整流後需用(yòng)電容器濾波使輸出電壓平滑，要求電容器容量大(dà)，一般多(duō)采用(yòng)鋁電解電容器。鋁電解電容器應用(yòng)時(shí)主要題目是溫度與壽命關系，如廉價型環境溫度多(duō)爲85℃，可(kě)在1000h内保證各性能參數，特别是電容量，超過1000h，各項性能指标将得(de)不到保證，盡管在很多(duō)情況下(xià)還(hái)能用(yòng)。如降低使用(yòng)溫度可(kě)以延長(cháng)壽命，基本遵循50℃法則。因此在很多(duō)要求高(gāo)溫順高(gāo)可(kě)靠性場(chǎng)合下(xià)，應選用(yòng)長(cháng)壽命（如5000h以上，甚至105℃,5000h）電解電容器。一般體積小的(de)電解電容器，其壽命相對(duì)較短。用(yòng)于DC/DC開關穩壓電源輸進濾波電容器，因開關變換器是以脈沖形式向電源汲取電能，故濾波電容器中流過較大(dà)的(de)高(gāo)頻(pín)電流，當電解電容器等效串聯電阻（ESR）較大(dà)時(shí)，将産生較大(dà)損耗，導緻電解電容器發熱(rè)。而低ESR電解電容器則可(kě)明(míng)顯減小紋波（特别是高(gāo)頻(pín)紋波）電流産生的(de)發熱(rè)。
用(yòng)于開關穩壓電源輸出整流的(de)電解電容器，要求其阻抗頻(pín)率特性在300kHz甚至500kHz時(shí)仍不呈現上升趨勢。電解電容器ESR較低，能有效地濾除開關穩壓電源中的(de)高(gāo)頻(pín)紋波和(hé)尖峰電壓。而普通(tōng)電解電容器在100kHz後就開始呈現上升趨勢(見圖2)，用(yòng)于開關電源輸出整流濾波效果相對(duì)較差。筆者在實驗中發現，普通(tōng)FY型中4700μF,16V電解電容器，用(yòng)于開關電源輸出濾波的(de)紋波與尖峰并不比HYF型4700μF,16V高(gāo)頻(pín)電解電容器的(de)低，同時(shí)普通(tōng)電解電容器溫升相對(duì)較高(gāo)。當負載爲突變情況時(shí)，用(yòng)普通(tōng)電解電容器的(de)瞬态響應遠(yuǎn)不如高(gāo)頻(pín)電解電容器。
由于鋁電解電容器在高(gāo)頻(pín)段不能很好地發揮作用(yòng)，應輔之以高(gāo)頻(pín)特性好的(de)陶瓷或無感薄膜電容器，其主要優點是：高(gāo)頻(pín)特性好，ESR低，如MMK5型容量1μF電容器，諧振頻(pín)率達2MHz以上，等效阻抗小于0.02Ω，遠(yuǎn)低于電解電容器，而且容量越小諧振頻(pín)率越高(gāo)（可(kě)達50MHz以上），見圖3，這(zhè)樣将得(de)到很好的(de)電源的(de)輸出頻(pín)率響應或動态響應。
D：耐壓與壽命試驗
電容器的(de)額定電壓和(hé)擊穿電壓之間留有一個(gè)安全系數，如耐壓爲400V電解電容器，擊穿電壓不低于450V，而薄膜電容器的(de)擊穿電壓爲額定電壓的(de)1.5倍至2倍，因此不能說電容器達到額定電壓就可(kě)能擊穿。
薄膜電容器的(de)壽命試驗是在其最高(gāo)工作溫度下(xià)，施加1.5倍額定電壓，保證500h甚至1000h内不損壞。電解電容器的(de)壽命試驗是在最高(gāo)工作溫度及額定電壓條件下(xià)，在額定壽命期内主要參數符合規定要求。
電解電容器的(de)壽命與電容器長(cháng)期工作的(de)環境溫度有直接關系，溫度越高(gāo)，電容器的(de)壽命越短。普通(tōng)的(de)電解電容器在環境溫度爲90℃時(shí)已經損壞，如：VDTCAP品牌FY等型号的(de)電解電容器。但是現在有很多(duō)種類的(de)電解電容器的(de)工作環境溫度已經很高(gāo)，如FY在環境溫度爲90℃，通(tōng)過電解電容器的(de)交流電流和(hé)額定脈沖電流的(de)比爲0.5時(shí)，壽命仍然爲10000h，但是假如溫度上升到95℃時(shí)，電解電容器即已經損壞。因此，在選擇電容器的(de)時(shí)候，應該根據具體的(de)環境溫度和(hé)其他(tā)的(de)參數指标來(lái)選定，假如忽略了(le)環境溫度對(duì)電容器壽命的(de)影(yǐng)響，那麽電源工作的(de)可(kě)靠性、穩定性将大(dà)大(dà)降低，甚至損壞設備和(hé)儀器。就一般情況而言，電解電容器工作在環境溫度爲80℃時(shí)，一般能達到10000h壽命的(de)要求。
另一方面，電解電容器的(de)壽命還(hái)與電容器長(cháng)時(shí)間工作的(de)交流電流與額定脈沖電流（一般是指在85℃的(de)環境溫度下(xià)測試值，但是有一些耐高(gāo)溫的(de)電解電容器是在125℃時(shí)測試的(de)數據）的(de)比值有關。一般說來(lái)，這(zhè)個(gè)比值越大(dà)，電解電容器的(de)壽命越短，當流過電解電容器的(de)電流爲額定電流的(de)3.8倍時(shí)，電解電容器一般都已經損壞。所以，電解電容器有它的(de)安全工作區(qū)，對(duì)于一般應用(yòng)，當交流電流與額定脈沖電流的(de)比值在3.0倍以下(xià)時(shí)，對(duì)于壽命的(de)要求已經滿足。環境溫度和(hé)交流電流對(duì)電解電容器的(de)影(yǐng)響如圖4所示。
VDTCAP是電源應用(yòng)中産品涵蓋吸收電容，諧振電容，交流濾波電容，高(gāo)壓電解電容，高(gāo)壓薄膜電容等等産品，歡迎選型。
E結語
綜上所述,在現代電源技術中，不同應用(yòng)場(chǎng)合需要不同性能的(de)電容器，不能混用(yòng)、濫用(yòng)、錯用(yòng)，以盡可(kě)能消除不應出現的(de)損壞，并保證産品性能。
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