摘要：剖析现代电源技能的开展对电容器特别参数的要求，侧重评论滤波电容器、吸收电容器，指出在运用时应留意额外电压与寿数实验的条件。
Abstract:Analyzed the demands of capacitor specific parameters inmodernPST,emphatically discussed specific parameters demands of filtercapacitor and absorber capacitor.Pointed to take care of voltage rating and conditions oflife test in use.
关键词：电容器等效串联电阻阻抗频率特性dv/dt
Keywords:Capacitor，Equivalent series resistance，Impedance－frequency performance，dv/dt
电容器作为根本元件在电子线路中起侧重要作用，在传统的运用中，电容器首要用作旁路耦合、电源滤波、隔直以及小信号中的振动、延时等。以上电路对电容器参数的首要要求有：电容量；额外电压；正切损耗；漏电流等，对其它参数没有过多的要求。
跟着电子线路，特别是电力电子电路的开展对不同运用场合的电容器提出了不同的特别要求。
1滤波电容器
沟通电（工频或高频）经整流后需用电容器滤波使输出电压滑润，要求电容器容量大，一般多选用铝电解电容器。铝电解电容器运用时首要问题是温度与寿数联系，如廉价型环境温度多为85℃，可在1000h内确保各功能参数，特别是电容量，超越1000h，各项功能目标将得不到确保，虽然在许多状况下还能用。如下降运用温度能够延伸寿数，根本遵从50℃规律。因而在许多要求高温文高可靠性场合下，应选用长寿数（如5000h以上，乃至105℃,5000h）电解电容器。一般体积小的电解电容器，其寿数相对较短。
用于DC/DC开关稳压电源输入滤波电容器，因开关变换器是以脉冲方式向电源罗致电能，故滤波电容器中流过较大的高频电流，当电解电容器等效串联电阻（ESR）较大时，将发生较大损耗，导致电解电容器发热。而低ESR电解电容器则可显着减小纹波（特别是高频纹波）电流发生的发热。
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乃至500kHz时仍不呈现上升趋势，见图1。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。而一般电解电容器在100kHz后就开端呈现上升趋势(见图2)，用于开关电源输出整流滤波作用相对较差。笔者在实验中发现，一般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，一起一般电解电容器温升相对较高。当负载为骤变状况时，用一般电解电容器的瞬态呼应远不如高频电解电容器。
因为铝电解电容器在高频段不能很好地发挥作用，应辅之以高频特性好的陶瓷或无感薄膜电容器，其首要长处是：高频特性好，ESR低，如MMK5型容量1μF电容器，谐振频率达2MHz以上，等效阻抗小于0.02Ω，远低于电解电容器，并且容量越小谐振频率越高（可达50MHz以上），见图3，这样将得到很好的电源的输出频率呼应或动态呼应。
2吸收与换相电容器
跟着栅控半导体器材的额外功率越做越大，开关速度越来越快，额外电压越来越高，对缓冲电路的电容器只是要求满意的耐压、容量及优异的高频特性是不行的。
在大功率电力电子电路中，因为IGBT的开关速度已小于1μs，要求吸收电路电容器上的电压改变速率dv/dt>
V/μs已是很正常的，有的要求
V/μs乃至
V/μs。由电容器与电压充电时刻的根本联系可知
如以1μF、V/μs计，则由式（1）可知其峰值电流将达A。即便较小的电容量如10nF，以V/μs速率改变则峰值电流为100A。关于一般电容器，特别是一般金属化电容器的dv/dt<100V/μs，特别金属化电容器的dv/dt≤200V/μs，专用双金属化电容器小容量（小于10nF）的dv/dt≤1500V/μs，较大容量（小于0.1μF)的则为600V/μs，在这种巨大且重复率很高的峰值电流冲击下是很难接受的。所以常常能够看到电力电子电路因吸收电容运用不妥形成电容器击穿或断路，损坏电力电子电路的现象。
现在吸收电路专用电容器，即金属箔电极可接受较大的峰值电流和有效值电流冲击，如：较小容量(10nF以下)的可接受100000V/μs～455000V/μs的电压改变率、3700A峰值电流和达9A有效值电流(如CDV30FH822J03)；较大容量(大于10nF，小于0.47μF)或较大尺度的可接受大于3400V/μs以及1000A峰值电流的冲击。
由此可见，虽然同是无感电容、金属化和金属箔电容，运用在吸收电路中将有不同的体现，外形附近但标准不同在这里是肯定不能交换的。
电容器的尺度将影响电容器的dv/dt及峰值电流的耐量，一般来说，长度越大dv/dt和峰值电流则相对较小，以CDE公司WPP型电容为例，如表1所示。
吸收电路中电容器的作业特点是高峰值电流占空比小，有效值电流不非常高，与这种电路类似的还有晶闸管逆变器的换相电容器，虽然这种电容器要求的dv/dt较吸收电容器小，但峰值电流与有效值电流均较大，选用一般电容器在电流方面不能满意要求。
在某些特别运用中要求储能电容器重复短促放电，并且放电回路电阻极低、寄生电感很小，在这种场合下只能将吸收电容并联运用以确保长期运用的可靠性。
3谐振电容器
谐振式变换器，如谐振式开关稳压电源及晶闸管中频电源谐振回路中的谐振电容器，作业时往往流过很大电流。如并联谐振式晶闸管中频电源，流过谐振电容器的谐振电流为流过晶闸管电流的10倍乃至更高，因而有必要挑选专用电容器，方能满意要求。又如电子镇流器的谐振电容标准挑选不妥时，会呈现电容上电压虽没到达击穿电压但因为流过较大的谐振电流而损坏的现象。
4耐压与寿数实验
电容器的额外电压和击穿电压之间留有一个安全系数，如耐压为400V电解电容器，击穿电压不低于450V，而薄膜电容器的击穿电压为额外电压的1.5倍至2倍，因而不能说电容器到达额外电压就可能击穿。
薄膜电容器的寿数实验是在其最高作业温度下，施加1.5倍额外电压，确保500h乃至1000h内不损坏。电解电容器的寿数实验是在最高作业温度及额外电压条件下，在额外寿数期内首要参数符合规定要求。
电解电容器的寿数与电容器长期作业的环境温度有直接联系，温度越高，电容器的寿数越短。一般的电解电容器在环境温度为90℃时现已损坏，如：B41303,B43303等类型的电解电容器。可是现在有许多品种的电解电容器的作业环境温度现已很高，如B43502在环境温度为90℃，经过电解电容器的沟通电流和额外脉冲电流的比为0.5时，寿数依然为10000h，可是假如温度上升到95℃时，电解电容器即现已损坏。因而，在挑选电容器的时分，应该依据详细的环境温度和其他的参数目标来选定，假如疏忽了环境温度对电容器寿数的影响，那么电源作业的可靠性、稳定性将大大下降，乃至损坏设备和仪器。就一般状况而言，电解电容器作业在环境温度为80℃时，一般能到达10000h寿数的要求。
另一方面，电解电容器的寿数还与电容器长时刻作业的沟通电流与额外脉冲电流（一般是指在85℃的环境温度下测验值，可是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测验的数据）的比值有关。一般说来，这个比值越大，电解电容器的寿数越短，当流过电解电容器的电流为额外电流的3.8倍时，电解电容器一般都现已损坏。所以，电解电容器有它的安全作业区，关于一般运用，当沟通电流与额外脉冲电流的比值在3.0倍以下时，关于寿数的要求现已满意。环境温度和沟通电流对电解电容器的影响如图4所示。
5结语
综上所述,在现代电源技能中，不同运用场合需求不同功能的%&&&&&%器，不能混用、乱用、错用，以尽可能消除不该呈现的损坏，并确保产品功能。
