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电解电容器的纹波电流承受能力分析

1 引言

在电力电子线路中，电解电容器经常受到大脉动电流、高频大滤波电流和短时大电流脉冲的作用，因此对流过其内部的电流要有严格的限制，这样才能保证电路的可靠性。但这两种材料本身十分昂贵，生产相对困难，实现大规模应用不大容易。其中一个很重要的指标就是电解电容器纹波电流的额定值。由大量的实验及实践的经验得知，一般纹波电流对电解电容器主要的影响就是使其发热，因为电解电容器的等效串联电阻（ESR）相对比较大，一般为数十毫欧姆到十几欧姆，这样纹波电流流过ESR就会有明显的功率损耗，使电容器发热。而且流过电容器的纹波电流越大，在电容器ESR上产生的损耗也会随之增大，由功率损耗产生的热会明显降低电解电容器的使用寿命。如果电解电容器工作在超出其纹波电流额定值的条件下，就会使电容器因核心过热而导致失效或损坏。

纹波电流额定值的温度特性

由上面纹波电流额定值的定义中可以看出，决定纹波电流额定值的因素中，ESR和△Tmax都是与温度有关的量。这样的规定是由于厂家出于增加电容器使用可靠性的考虑。***后，绿色线条代表纹波电压，其电容器阻抗由其ESL主导，例如：铝聚合物电容器等。这样，纹波电流额定值会因温度的升高减小。如果考虑ESR随温度上升而减小的特点，受ESR的影响温度的升高会使纹波电流额定值有所增加，这在一定程度上弥补了受1大允许温升影响而减小的纹波电流额定值，即在一定程度上弥补了电容器对纹波电流的承受能力的损失。但是总的来说，一般纹波电流额定值会随着温度的升高而减小。大多数厂商的数据手册给出了纹波电流倍乘系数来换算其他温度下纹波电流额定值。如某电容器的400C型和300型电容器的数据手册中给出了85℃、120Hz时的纹波电流额定值，其他温度下的额定值与85℃时额定值的倍.

电容器是一种储能元件,具有“隔直通交,阴低频通高频”的特性,人们为了认识和鉴别不同电路中的电容器,根据其在线路中的作用而给它起了许多名称,了解这些名称和作用,对读图是垫脚有帮助的.下面介绍一些常用名称的含义.

1、滤波电容

它并接在电路正负极之间,把电路中无用的交流电流去掉,一般采用大容量电解电容器,也有采用其他固定电容器的.

2、退耦电容

并接于电路正负极之间,可防止电路通过电源内阻形成的正反馈通路而引起的寄生振荡.

3 、耦合电容

连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之间,用以隔断直流电,让交流电或脉动信号通过,使相信的放大器直流工作点互不影响.

　　对于双星形接线的电容器组的中性线上，以及多个电容器的串接线上，还应单独进行放电。

　　电容器在变电所各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器，它比同级电压的其他设备的绝缘较为薄弱，内部元件发热较多，而散热情况又欠佳，内部故障机会较多，制造电力电容器内部材料的可燃物成分又大，所以运行中极易着火。但Dichtel指出，该新型材料可以经受成千上万次的充放电循环，且没有任何退化的迹象。因此，对电力电容器的运行应尽可能地创造良好的低温和通风条件。