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電子元?dú)饧须娊怆娙萜鬟m宜在工頻條件下做電源的濾波或在低頻電路中做旁路或級(jí)間耦合。而且電路阻抗愈低愈可靠。電解電容器工作時(shí),相當(dāng)于一個(gè)電解槽,其中一個(gè)電極是電解液。由于電解液的電阻比一般金屬電極 高得多,因此,電解電容器的串聯(lián)等效電阻較大。在直流或低頻率條件下,等效串聯(lián)電阻RS和等效電感L與實(shí)際電容器的介質(zhì)絕緣電阻尺RP相比可以忽略不計(jì)。而隨著頻率的升高,等效串聯(lián)電阻RS和等效電感L都會(huì)隨著增大。等效串聯(lián)電阻RS增大是由于"集膚效應(yīng)"引起的。
電解電容器的可靠性應(yīng)用
一、充分考慮紋波電壓
一般電解電容器都有正負(fù)極之分。當(dāng)用于既有直流電壓又有交流電壓分量的脈動(dòng)電路中時(shí),其工作特性應(yīng)注意。電解電容在使用時(shí),要符合電解電容器兩端規(guī)定的電壓極性要求。當(dāng)用于級(jí)間耦合或脈沖電路時(shí),在電容器上施加的直流電壓還要疊加交流電壓成分的幅值,在某些情況下有可能使交流分量的負(fù)峰值電壓過(guò)正直流電壓值,從而使極性電容器處在反向工作狀態(tài),這樣會(huì)使電容器的漏電流劇增,進(jìn)而破壞正向工作特性而造成失效。因此,當(dāng)電容器兩端存在脈動(dòng)交流成分時(shí),交流峰值電壓與所加直流電壓之和不應(yīng)過(guò)電容器的額定工作電壓。其原因是交流成分引起電容器的溫升發(fā)熱比直流成分嚴(yán)重的多,所以要嚴(yán)格控制紋波的大小,一般不應(yīng)過(guò)電容器額定工作電壓的百分之二十。對(duì)于鉭電解電容器,也應(yīng)控制在百分之十以內(nèi)。由于紋波電壓可使電解液極化,且對(duì)損耗電阻RS影響很大,所以要對(duì)加到電容器上的紋波峰值電壓進(jìn)行有效的控制。一般技術(shù)條件規(guī)定允許的交流分量是指工頻50 Hz條件下的允許值,
如果使用頻率過(guò)上述條件,可按下面公式進(jìn)行計(jì)算式中,Ssh為電容器外殼表面積(單位cm2),t為環(huán)境溫度下允許的溫升(℃),f偽紋波電壓的正弦頻率(Hz),C為電容量(μF),tgδ為實(shí)際使用頻率下的損耗角正切值。
電容器上的紋波電壓應(yīng)小于上式計(jì)算出來(lái)的紋波峰值電壓。由于一般有極性電容器不能承受反向電壓,所以。有極性電容器在有極性變換或純交流電路中是不容許的,而應(yīng)選用無(wú)極性鉭解電容器(如CA74全密封固體鉭電容器)。無(wú)極鉭電容器實(shí)際上是用兩只有極性的鉭電容器背靠背串聯(lián)起來(lái)的,即使電容器在交流電路中有一支鉭電容處在正極性狀態(tài)。
二、適當(dāng)降低使用電解電容環(huán)境溫度
在相同電壓情況下,電解電容器的漏電流及損耗隨溫度的升高而變大,當(dāng)溫度從室溫25℃上升到85℃時(shí),漏電流通常將增大3倍。電容器的漏電流及損耗是造成電容器發(fā)熱的主要原因,所以降低電容器的使用環(huán)境溫度,是延長(zhǎng)電容器使用壽命,提高可靠性的有利措施,一般可按此溫度降額要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。鋁電解電容器應(yīng)降低額定溫度20~40℃;固體鉭電容器可降低額定溫度15~25℃;液體鉭電容器應(yīng)降低額定溫度15~30℃。鋁電解電容器由于在負(fù)溫下的損耗會(huì)上升,所以一般額定溫度為-20℃。
三、大電流沖擊和電路阻抗
在使用中,隨著環(huán)境溫度的增加,電容器漏流也在增大,當(dāng)有大浪涌電流通過(guò)時(shí),漏電流可能發(fā)生"雪崩"現(xiàn)象而使電容器損壞。未了不讓這種現(xiàn)象發(fā)生,應(yīng)增加電路的阻抗,使回路的阻抗不小于3 Ω/V。否則可靠性就會(huì)相應(yīng)降低。
四、電容器安裝和焊接的可靠性
如果電容器是近期出廠的產(chǎn)品,而且可焊性已達(dá)到要求,一般不需要浸錫預(yù)處理。而如果儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)則在使用前需進(jìn)行浸錫處理,浸錫處理應(yīng)控制在技術(shù)規(guī)范規(guī)定的封口3.2 mm以外,并避免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或溫度過(guò)高,造成封口熔化或引線與電極脫焊。對(duì)于片式電容器,還應(yīng)避免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑,以免清洗不干凈、腐蝕和擴(kuò)散而影響產(chǎn)品可靠性。同時(shí)應(yīng)控制片式電容器的焊接溫度和時(shí)間, (一般為260℃/10秒)。電容器安裝時(shí),應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。對(duì)于尺寸較大的電容器,不能用電容器引腳來(lái)安裝,為防止在振動(dòng)或沖擊中下引線斷裂或密封損壞,還應(yīng)設(shè)計(jì)夾持裝置來(lái)固定。安裝時(shí),還應(yīng)盡量使電容器有標(biāo)志的面露出來(lái),以便觀察。