摘  要：隨著開(kāi)關(guān)電源設(shè)備小型化、輕便化和集成電路的迅猛發(fā)展，本文分析了開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展對(duì)作為構(gòu)成開(kāi)關(guān)電源的重要元件電解電容器性能的要求，即也必須實(shí)現(xiàn)小型化、高頻低阻抗化、長(zhǎng)壽命化和耐紋波電流。 

　　關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源；電解電容器；低阻抗；長(zhǎng)壽命 

　　電解電容器是開(kāi)關(guān)電源中一次和二次回路濾波電路中最重要的器件之一。通常，電解電容器的等效電路可以認(rèn)為是理想電容器與寄生電感、等效串聯(lián)電阻的串聯(lián)，如圖1所示。  

　　圖1 電解電容器的等效電路 

　　眾所周知，開(kāi)關(guān)電源是當(dāng)今信息家電設(shè)備的主要電源，為電子設(shè)備小型輕便化作出不可磨滅的貢獻(xiàn)。開(kāi)關(guān)電源不斷的小型化、輕量化和高效率，在電子設(shè)備中使用量越來(lái)越大，普及率越來(lái)越高。相應(yīng)的就要求電解電容器小型大容量化，耐紋波電流，高頻低阻抗化，高溫度長(zhǎng)壽命化和更適應(yīng)高密度組裝。 

　　1 大容量、小體積 

　　由于電解電容器多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu)，很容易擴(kuò)大體積，因此單位體積電容量非常大，比其它電容大幾倍到幾十倍。但是大電容量的獲取是以體積的擴(kuò)大為代價(jià)的，現(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源要求越來(lái)越高的效率，越來(lái)越小的體積，因此，有必要尋求新的解決辦法，來(lái)獲得大電容量、小體積的電容器。 

　　在開(kāi)關(guān)電源的原邊一旦采用有源濾波器電路，則鋁電解電容器的使用環(huán)境變得比以前更為嚴(yán)酷：      （1）高頻脈沖電流主要是20 kHz~100kHz的脈動(dòng)電流，而且大幅度增加；（2）變換器的主開(kāi)關(guān)管發(fā)熱，導(dǎo)致鋁電解電容器的周圍溫度升高；（3）變換器多采用升壓電路，因此要求耐高壓的鋁電解電容器。這樣一來(lái)，利用以往技術(shù)制造的鋁電解電容器，由于要吸收比以往更大的脈動(dòng)電流，不得不選擇大尺寸的電容器。結(jié)果，使電源的體積龐大，難以用于小型化的電子設(shè)備。為了解決這些難題，必須研究與開(kāi)發(fā)一種新型的電解電容器，體積小、耐高壓，并且允許流過(guò)大量高頻脈沖電流。另外，這種電解電容器，在高溫環(huán)境下工作，工作壽命還須比較長(zhǎng)。 

　　2 高溫、長(zhǎng)壽命化 

　　在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)過(guò)程中，不可避免地要挑選適用的電容。就100μF以上的中、大容量產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，因?yàn)殇X電解電容的價(jià)格便宜，所以，迄今使用的最為廣泛。但是, 最近幾年卻發(fā)生了顯著變化，避免使用鋁電解電容的情況正在增加。 

　　出現(xiàn)這種變化的一個(gè)原因是，鋁電解電容的壽命往往會(huì)成為整個(gè)設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)。電源模塊制造廠家的工程師表示：“對(duì)于鋁電解電容這種壽命有限的元件，如果可以不用, 就盡量不要采用�！币�?yàn)殇X電解電容內(nèi)部的電解液會(huì)蒸發(fā)或產(chǎn)生化學(xué)變化，導(dǎo)致靜電容量減少或等效串聯(lián)電阻(ESR)增大, 隨著時(shí)間的推移，電容性能肯定會(huì)劣化。 

　　電解電容器的壽命與電容器長(zhǎng)期工作的環(huán)境溫度有直接關(guān)系，溫度越高，電容器的壽命越短。普通的電解電容器在環(huán)境溫度為90℃時(shí)已經(jīng)損壞，如：B41303，B43303等型號(hào)的電解電容器。但是現(xiàn)在有很多種類的電解電容器的工作環(huán)境溫度已經(jīng)很高，如B43502在環(huán)境溫度為90℃，通過(guò)電解電容器的交流電流和額定脈沖電流的比為0.5時(shí)，壽命仍然為10000h，但是如果溫度上升到95℃時(shí)，電解電容器即已經(jīng)損壞。因此，在選擇電容器的時(shí)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(lái)選定，如果忽略了環(huán)境溫度對(duì)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，電解電容器工作在環(huán)境溫度為80℃時(shí)，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(zhǎng)時(shí)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(cè)試值，但是有一些耐高溫的電解電容器是在125℃時(shí)測(cè)試的