電路的開或關(guān),都會產(chǎn)生一過渡狀態(tài)的瞬間電壓,一般其值要大于工作電壓,而且相應(yīng)地產(chǎn)生一沖擊電流,如果電源和負(fù)載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當(dāng)大,容易引起電解電容器氧化膜的損傷,因為電容器在大沖擊電流下 ,容易在膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使晶化提早產(chǎn)生,并降低耐壓能力,所以為提高使用壽命,應(yīng)避免發(fā)生頻繁的浪涌電壓施加到電容器上,當(dāng)工作電壓接近額定電壓時,更是如此。
l選擇漏電流值較小的電容器
作為長壽命使用的電解電容器,除了以上4點外加因素的考慮外,在選用中還要選擇在同類型中漏電流特別小的電容器。這表明它具有較高質(zhì)量的氧化膜和合適的工作電解質(zhì)。一旦環(huán)境溫度較高,相應(yīng)的漏電流增加就較慢。否則在互為影響的情況下,當(dāng)漏電流劇增,內(nèi)部溫度將上升,反過來使漏電流再上升,一直惡化直至失去熱平衡而破壞為止。
在生產(chǎn)中受到損傷的電解電容器的介質(zhì)氧化膜加以修復(fù),使恢復(fù)其固有的良好電性能的過程,稱為老練。在老練過程施加老練電壓即是在氧化膜的表面施加—電場,破環(huán)水合氧化膜,(水合氧化膜易被破壞,其結(jié)構(gòu)不如介質(zhì)氧化膜致密,ILC可以從水合氧化膜通過,而不能從介質(zhì)氧化膜通過。)使其恢復(fù)介質(zhì)氧化膜的性能,同時在電場的作用下,工作電解液不斷供氧原子,使生產(chǎn)過程中遭破環(huán)的氧化膜得以修補(bǔ)。老練工藝的真正目的是:(1)恢復(fù)固有的電性能,使電容器具備使用條件;(2)剔除質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。此外,氧化膜形成時的電流密度也比電容老練時的電流密度大得多。由此可見,老練不同于形成,老練是在較低的電壓和較小的電流情況下進(jìn)行的,一般是在非水溶液中進(jìn)行的,對氧化膜僅僅是緩慢的修補(bǔ)過程,而形成則是在高壓、大電流狀態(tài)下進(jìn)行的,形成液是水溶液。老練過程的實質(zhì)是:將浸漬過電解液的電容器芯子經(jīng)封裝后的半成品進(jìn)一步動態(tài)(加直流電壓)熟化的過程,通過加壓使電容器恢復(fù)其固有的電性能,使電容器具備在動態(tài)電子線路中使用的條件。因此,電容器的電能數(shù)在老練前后必然有變化。
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在選擇電容器的時候,應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境溫度和其它的參數(shù)指標(biāo)來選定,如果忽略了環(huán)境溫度對電容器壽命的影響,那么電源工作的可靠性、穩(wěn)定性將大大降低,甚至損壞設(shè)備和儀器。就一般情況而言,大量鋁電解電容器回收工作在環(huán)境溫度為80℃時,一般能達(dá)到10000h壽命的要求。另一方面,電解電容器的壽命還與電容器長時間工作的交流電流與額定脈沖電流(一般是指在85℃的環(huán)境溫度下測試值,但是有一些耐高溫的電解電容器是在125℃時測試的數(shù)據(jù))的比值有關(guān)。一般說來,這個比值越大,電解電容器的壽命越短,當(dāng)流過電解電容器的電流為額定電流的3.8倍時,電解電容器一般都已經(jīng)損壞。所以,電解電容器有它的安全工作區(qū),對于一般應(yīng)用,當(dāng)交流電流與額定脈沖電流的比值在3.0倍以下時,對于壽命的要求已經(jīng)滿足。環(huán)境溫度和紋波電流對電解電容器的影響如圖2所示。圖2EPCOS的B43564鋁電解電容器的壽命與溫度、紋波電流的關(guān)系高頻低阻抗化對于中小輸出功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價格限制而仍采用20~40kHz外,大多數(shù)均在50kHz以上;DC/DC電源模塊大多在300kHz以上;大功率開關(guān)電源的開關(guān)頻率受主開關(guān)(一般采用IGBT)的開關(guān)速度限制而一般在20~40kHz。盡管開關(guān)頻率有所不同,但是開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同,主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。
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