電路的開或關,都會產生一過渡狀態的瞬間電壓,一般其值要大于工作電壓,而且相應地產生一沖擊電流,如果電源和負載的電阻均較小,這樣瞬時電流值相當大,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 ,容易在膜的薄弱區域發熱促使晶化提早產生,并降低耐壓能力,所以為提高使用壽命,應避免發生頻繁的浪涌電壓施加到電容器上,當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量的氧化膜和合適的工作電解質。一旦環境溫度較高,相應的漏電流增加就較慢。否則在互為影響的情況下,當漏電流劇增,內部溫度將上升,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。
在生產中受到損傷的電解電容器的介質氧化膜加以修復,使恢復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,破環水合氧化膜,(水合氧化膜易被破壞,其結構不如介質氧化膜致密,ILC可以從水合氧化膜通過,而不能從介質氧化膜通過。)使其恢復介質氧化膜的性能,同時在電場的作用下,工作電解液不斷供氧原子,使生產過程中遭破環的氧化膜得以修補。老練工藝的真正目的是:(1)恢復固有的電性能,使電容器具備使用條件;(2)剔除質量不合格的產品。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行的,一般是在非水溶液中進行的,對氧化膜僅僅是緩慢的修補過程,而形成則是在高壓、大電流狀態下進行的,形成液是水溶液。老練過程的實質是:將浸漬過電解液的電容器芯子經封裝后的半成品進一步動態(加直流電壓)熟化的過程,通過加壓使電容器恢復其固有的電性能,使電容器具備在動態電子線路中使用的條件。因此,電容器的電能數在老練前后必然有變化。
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在選擇電容器的時候,應該根據具體的環境溫度和其它的參數指標來選定,如果忽略了環境溫度對電容器壽命的影響,那么電源工作的可靠性、穩定性將大大降低,甚至損壞設備和儀器。就一般情況而言,大量鋁電解電容器回收工作在環境溫度為80℃時,一般能達到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℃時測試的數據)的比值有關。一般說來,這個比值越大,電解電容器的壽命越短,當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損壞。所以,電解電容器有它的安全工作區,對于一般應用,當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滿足。環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、紋波電流的關系高頻低阻抗化對于中小輸出功率開關電源的工作頻率除少數因價格限制而仍采用20~40kHz外,大多數均在50kHz以上;DC/DC電源模塊大多在300kHz以上;大功率開關電源的開關頻率受主開關(一般采用IGBT)的開關速度限制而一般在20~40kHz。盡管開關頻率有所不同,但是開關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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