电解电容选型

　　一、电解电容

　　电解电容是电容的一种，金属箔为正极(铝或钽)，与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质，阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。铝电解电容器可以分为四类：引线型铝电解电容器;牛角型铝电解电容器;螺栓式铝电解电容器;固态铝电解电容器。

　　二、电解电容的优缺点

　　优点

　　1.容量大

　　2.耐压高

　　3.价格便宜

　　缺点

　　1.漏电流大

　　2.误差大

　　3.稳定性差

　　4.寿命随温度的升高下降很快

　　电解电容选型

　　三、电解电容选型方法

　　电解电容的几大选型要素

　　容量、耐压、工作温度范围、元件体积和封装形式

　　纹波电流、纹波电压

　　漏电流、ESR、耗散因数、阻抗/频率特性

　　铝电解电容工作寿命

　　实际使用需要、性能和成本等综合因素

　　我们在电子线路系统中对铝电解电容的选型和应用中，要关注耐压、容量、工作温度范围和产品外形尺寸几个参数，同时也要注意铝电解电容对整个电路的稳定性问题。

　　在模拟电路中，铝电解电容一般用于电源的整形滤波，除了铝电解电容厂家所提供的产品标称的容量、耐压、容量误差、工作温度、产品体积等参数外，还有几个对电路性能起到关键作用的重要参数，包括损耗角正切、漏电流、等效串联电阻ESR、允许的纹波电流、使用寿命等。这些参数一般不直接标示在产品的标识上，只有在产品规格书或产品的合格标签中体现。

　　容量和额定工作电压

　　铝电解电容本体上标有的容量和耐压，这两个参数是很重要，是选用电容最基本的内容。

　　在实际电容选型中，对电流变化节奏快的地方要用容量较大的电容，但并非容量越大越好，首先，容量增大，成本和体积可能会上升，另外，电容越大充电电流就越大，充电时间也会越长。这些都是实际应用选型中要考虑的。

　　介质损耗

　　电容器在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示(在电容器的等效电路中，串联等效电阻ESR同容抗1/ωC之比称之为Tanδ，这里的ESR是在120Hz下计算获得的值。显然，Tanδ随着测量频率的增加而变大，随测量温度的下降而增大)。损耗角越大，电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。耗散因数(DF)存在於所有电容器中，有时DF值会以损耗角tanδ表示。此参数愈低愈好。但铝电解电容此参数比较高。

　　外型尺寸

　　外型尺寸与重量及接脚型态相关。single ended是径向引线式，screw是锁螺丝式，另外还有贴片铝电解电容等。至於重量，同容量同耐压，但品牌不同的两个电容做比较，重量一定不同;而外型尺寸更与外壳规划有关。一般来说，直径相同、容量相同的电容，高度低的可以代用高度大的电容，但是长度高的替代低的电容时就要考虑机构干涉问题。

　　ESR

　　一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗。ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感是一对重要参数─这就是容抗的基础。一个等效串联电阻(ESR)很小的电容相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值(纹波)电流。用ESR大的电容并联更具成本效益。然而,这需要在PCB面积、器件数目与成本之间寻求折衷。

　　纹波电流和纹波电压

　　在有的资料中称作涟波电流和涟波电压，其实就是ripple current，ripple voltage。含义就是电容器所能耐受纹波电流/电压值。纹波电压等于纹波电流与ESR的乘积。

　　当纹波电流增大的时候，即使在ESR保持不变的情况下，纹波电压也会成倍提高。换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低ESR值的原因。叠加入纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。

　　漏电流

　　电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而，由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流。通常，漏电流会随着温度和电压的升高而增大。它的计算公式大致是:I=K×CV。漏电流I的单位是μA，K是常数。一般来说，电容器容量愈高，漏电流就愈大。从公式可得知额定电压愈高，漏电流也愈大，因此降低工作电压亦可降低漏电流。

　　寿命

　　首先要明确一点，铝电解电容一定会坏，只是时间问题。影响电容寿命的原因有很多，过电压，逆电压，高温，急速充放电等等，正常使用的情况下，最大的影响就是温度，因为温度越高电解液的挥发损耗越快。需要注意的是这里的温度不是指环境或表面温度，是指铝箔工作温度。厂商通常会将电容寿命和测试温度标注在电容本体。

　　阻抗

　　在特定的频率下，阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗。它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关，且与ESR也有关系。电容的容抗在低频率范围内随着频率的增加逐步减小，频率继续增加达到中频范围时电抗降至ESR的值。当频率达到高频范围时感抗变为主导，所以阻抗是随着频率的增加而增加。

　　结论

　　从表面上来看，损耗角正切(DF)、漏电流、ESR愈低，纹波电流越高，铝电解电容性能越好，但是性能提高的代价是体型的肥大和价格的提高。因此，铝电解电容的选择必须慎重，既要兼顾性能要求，又要考虑封装尺寸，在设计时一定要针对电路的要求，仔细查阅相关的产品手册，认真确定适宜的型号，并进行实际测试。

　　以上是关于电解电容选型的详细解析。电解电容选型需要考虑多方面的因素。选购质量好的电解电容，小编建议到工业网平台，工业网平台能提供给您质量最好的产品。