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上期文章告訴了一個(gè)教大家如何查找陶瓷電容的參數(shù)的方法,這一期我們就來(lái)聊一聊鋁電解電容。
普通鋁電解電容的ESR參數(shù)
廠家一般都有各種系列的電解電容,低ESR的,長(zhǎng)壽命的,高溫的。而標(biāo)準(zhǔn)品是性能最低的,或者是最便宜的,一般溫度和壽命參數(shù)是85℃/105℃-1000h/2000h。我這里說(shuō)的也是這種鋁電解電容。
損耗角正切值是有功功率與無(wú)功功率之比,在頻率低的時(shí)候,比如120Hz,感抗可以忽略,因此可得到損耗角公式:
普通鋁電解電容在規(guī)格書(shū)中都是找不到ESR的值,但是有損耗角損耗角參數(shù),我們可以推算下,不過(guò)這種推算只能是在120HZ的情況,因?yàn)樵诟哳l的情況下,ESL不能忽略,公式就不適用了。
不過(guò),我找到一個(gè)尼吉康nichicon的一個(gè)通用電解電容的文件,電解電容的ESR隨頻率升高是降低的,變化率并不大,ESR從120Hz變到100Khz,ESR只下降了一半(如果看到了我前面陶瓷電容的文章,會(huì)發(fā)現(xiàn)陶瓷電容下降100-1000倍左右)如下圖。
下面是幾個(gè)品牌的最普通的鋁電解電容參數(shù),按照上述方法計(jì)算得120Hz的ESR值如下:
我們可以看到,如果我們限定容值和耐壓,各個(gè)廠家的ESR相差不大。
另外,也可以發(fā)現(xiàn),封裝(尺寸大?。┎煌瑢?duì)ESR的影響不會(huì)太大,但是會(huì)影響紋波電流的大小,這也比較容易想明白,尺寸大,能更抗熱,紋波電流自然也越大。
下面大致列下不同容量,不同電壓的鋁電解電容的ESR的大小。
既然各家差不多,就以紅寶石的為例吧,列了一個(gè)表格,方便查詢(xún),如下圖。
需要說(shuō)明的是這個(gè)ESR值是在120Hz情況下的,如果頻率升高,按照尼吉康nichicon的文件,ESR是會(huì)有所下降,看曲線(xiàn)(文章前面有)大致是2倍左右(100Khz),但是我也找到Nippon提供的文件,ESR下降更多,達(dá)到7倍左右。
下圖是Nippon的曲線(xiàn)
所以,我們可以知道普通電解電容的ESR在120Hz是多少,但是其在100Khz或者其它頻率的ESR會(huì)更低,具體是多少呢,也不能確定。
Low ESR鋁電解電容
實(shí)際上,鋁電解電容廠家一般都會(huì)提供多個(gè)系列的型號(hào),應(yīng)用在不同的場(chǎng)合,上面的標(biāo)準(zhǔn)系列只是其中一種,比如下圖是松下的鋁電解電容系列,相當(dāng)豐富,我們只要按需選擇即可。
我們來(lái)看看Low ESR的電解電容的ESR到底有多低呢?
松下的的FT系列100uF-16V電解電容的ESR查詢(xún)規(guī)格書(shū)0.36歐姆,而表標(biāo)準(zhǔn)系列是2.6歐姆,還是小不少的。
尼吉康的UCD系列100uf-16V電解電容的ESR查詢(xún)規(guī)格書(shū)也是0.36歐姆,臺(tái)灣Lelon對(duì)應(yīng)的低ESR電容是0.44Ω。
如此看來(lái),同規(guī)格各個(gè)廠家低ESR鋁電解電容,ESR值相差不大,都為標(biāo)準(zhǔn)的七八分之一左右。
關(guān)于ESR先寫(xiě)到這里了,事實(shí)上,鋁電解電容還有很多特性沒(méi)說(shuō),比如電容容值與溫度的關(guān)系,紋波電流與溫度的關(guān)系,ESR與溫度的關(guān)系等等,這些也是我們硬件工程師應(yīng)該知道的。
另外,可能還有一些現(xiàn)實(shí)實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題,比如下面這個(gè):
在DCDC升壓電路中,比如輸出48V,我想用電解電容濾波,因?yàn)殡妷禾撸沾呻娙萑萘孔霾涣颂?,價(jià)格非常昂貴,電解電容能不能用標(biāo)準(zhǔn)品的?畢竟Low ESR的電解電容會(huì)貴些?;蛘哒f(shuō)用一個(gè)小一點(diǎn)陶瓷電容+標(biāo)準(zhǔn)品電解電容混合使用呢?這種問(wèn)題該怎么分析呢?
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