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EVOX RIFA铝电解电容器应用指南内容1、 铝电解电容器主要应用领域 32、 等效电路模型 33、 热传导等效电路模型及电容安装指南 34、 电容的串联和并联 55、 电容工作寿命计算 56、 电容失效的防范 77、 间歇负载的工作状态 88、 计算实例 99、 电容工作寿命的计算公式 1310、 公司网址 142 中国 上海 仙霞路 320 号， 鑫达大厦 B709 室，200336 TEL NO : +86-21-62088689 FAX NO : +86-21-62088467fR frequency1、 主要应用领域EVOX RIFA 公司生产的铝电解电容主要种 类，及相关应用领域如下:轴向穿心铝电解电容（PEG系列）通信，照明电子，汽车电子， 电子镇流器及其它控制单元等焊片和螺栓连接式铝电解电容（PEH ）系列 电力电子工业 变频驱动，牵引，焊接设备 开关电源，UPS等2、等效电路模型铝电解电容可以等效为:等效串联电阻（ESR）, 等效串联电感（ESL）,纯电容（C）和等效并 联漏电电阻（Rleak）其中等效并联漏电电阻的大小由电介质的特性决定）ESL ESR \ ~no~——□——1—II-—I O电容器经充放电以后，由于存在电介质的电场 残余效应，部分场能仍将储存在电介质中，产 生剩余电压。

因此大容值铝电解电容器会在两 极间跨接一短路放电电阻，以防意外由于等效串联电阻（ESR）的存在，电流流过 电容时，会产生一定的功率损耗Floss = >rms2 工 ee f?ESR值会随着电容“热点温度”的升高及电流 频率的增加而减少热点温度”是指电容绕 组内部的最高温度）1201■UESR as a Function of Temperature and Frequency0,100TeiW pC]5.00Q若电流由基频和多次谐波构成，则须计算每次 谐波产生的功率损耗值，并将计算结果相加以 求得总损耗值F'tot= F'i：l：i 十 P ⑵十 F'i：3：i 十…十 p（n）==x ESR⑴十 l（2）2 x ESR（2）++ I⑶2 x ESR⑶十..…十 l（n）2 X ES%电容工作时的功率损耗会使其内部的温度上 升，电容“热点温度”（Th）值将直接影响到 电容器工作寿命（Lop）：热点温度越高，工作寿 命越短为计算“热点温度”（Th）值，就必 须知道电容器的等效热阻（Rth） 注意:在频率很高时，还应考虑到等效串联电 感产生的热效应电容的谐振频率 （fR） ，因电容器种类不同而不同。

对于轴向穿心电容（PEG系列），谐振频 率范围可从20kHz到1MHz以上;对于焊片式 和螺栓连接式铝电解电容，谐振频率在1.5kHz 至150kHz之间如果电容器在高于谐振频率 时使用，对外特性呈感性3、热传导等效电路模型及电容安装指 南电容器内部的热量，总是从温度最高的“热点” 向周围温度相对较低的部分传导热量传递的 途径有几种:其一是通过铝箔和电解液传导 如果电容被安装在散热片上，一部分热量还将 通过散热片传递到环境中从“热点”传递到 周围环境中的总热阻用Rth来表示以下图例 1 和 2 呈现的是:分别采用夹片安装和螺栓安 装方式，将电容安装在热阻为2°C/W的散热片 上，所得到的电容热阻值;图例3呈现的是采 用螺栓安装方式，将电容安装在热阻为2C/W 散热片上、强迫风冷速率为 2m/s 时，所得到 的电容热阻值以PEH20000427AM型电容 为例，环境周围温度为85C）3 中国 上海 仙霞路 320 号， 鑫达大厦 B709 室，200336 TEL NO : +86-21-62088689 FAX NO : +86-21-62088467另外将延长的阴极铝箔与电容器铝壳直接接 触，也是很好的降低热阻的方法。

同时应注意 铝壳会因此带负电，不能作负极连接螺栓安装方式：Rth = 2.1 r/W之间存有一个空气间隙） 相比较夹片安装，螺栓连接电容器的安装方式 要方便得多固定用尼龙螺母的耐压从2.5KV 到 4 kV 不 等 当 电 容 排 列 很 紧 凑 时相邻电容间至少应留出 5mm 的间隔以保证适 量的空气流动螺栓安装方式： Rth= 1.8r/W电容必须正确安装才能达到它的设计工作寿 命PEH169系列和PEH200系列应该竖直向 上安装或者水平安装同时确保安全阀朝上， 这样热的电解液及蒸气才能在电容失效的情 况下，从安全阀顺利排出请看下图中安全阀的朝向正确的朝向 不正确的方式相比较夹片安装方式，螺栓连接的铝电解电容 与底部散热片之间的接触更紧密，从而散热更 有效夹片安装的电容器往往与底部散热片使用螺栓安装时，螺母扭矩的控制非常重要如果拧得太松，则电容与散热片间就不能紧密 接触；如果拧得太紧，又可能使螺纹损坏同 时应注意电容器不应倒置安装，否则可能造成 螺栓的折断PEG 系列和 PEH53X 系列则可以任何方式安 装，而不需要其它附件PEG系列电容（轴向穿心电容）的外壳不能用塑料带紧固，否则可能造成电解液的泄漏。

在高频应用中，电容两端引线应尽量短以减小 等效电感右下图为较佳的安装方式PEG 系列电容安装时应尽量远离发热元件，否 则过高的温度会缩短电容器的使用寿命，从而 使得电容器成为整个电路中寿命最短的部件 在振动应用领域中（如汽车中） ，推荐使用PEG126 系列4、 电容的串联和并联若采用串联方式连接电容，需要注意铝电解电 容器的分压问题容值的误差可以使容值较小 的电容分配到很高的电压，例如：两颗额定电 压为350VDC,容值公差为+20%铝电解电容器 串接，并在两端加载700VDC电压那么在最 糟糕的情况，一颗电容容值20%正偏差，另一 颗为 20%负偏差，负偏差的电容分配到的电压 为：Uappiisd xTolei?ncemaj!%即- 応|erancymax 十（门-1 】x folerancemjn700 x 1.2= =420 '-/DC；1.2 十 0.8n = No. of ca[jacitors in series在大电流的应用中，可以采用并联方式连接， 但需确保分配到每个电容支路上的电流相等 在图 1中，在高频应用时，电感可以导致每个 电容上的电流分配不均匀图2 中，每个电容 电流分配是相等的。

nt tar W使用分压电阻是在各电容之间正确分配电压 的一种较好的方式分压电阻阻值的计算公式 为：使用低电感的母线棒能降低电感，可降至 1 n H 原则上，阴极应该设置在阳极上方10000.015 xG [pF]【也]Example： C； = 4700 pFRvsr = 14最好使用高品质的分压电阻，否则电阻的失效 会导致电容因分压不均而击穿在可靠性要求 高的领域，电阻的发热功率应低于其额定值的 50%分压电阻间的阻值误差不应大于+5%，同 时还要考虑阻容回路的充放时间常数T,以防 电压稳定时间过长有两种方法连接分压电阻：5、 电容工作寿命计算为计算电容工作寿命（LOp）,必须知道：工作 电压（人卩附），电容流过的电流的有效值 （lRMS），环境温度（Ta）和热阻（R』floss = 'rms2 x esrTh 二 t® 十 Floss x RthLop = f-Th；您可以从EVOX RIFA公司的销售机构得到本 公司产品的 ESR 值和热阻矩阵首先，在 ESR 矩阵中，查出不同频率及热点 温度（Th，假设值）时对应的“ ESR ”值，然后 计算出 IRMS 流过时电容产生的“功率损耗（PLOss）”。

若IRMS由多次谐波构成，则需计 算每次谐波产生的功率损耗并依次相加电容 绕组热点至环境温度的“热阻值”可以在热阻矩阵查出，由此可以计算出实际“热点温度（Th）”，若此实际值与先前选取ESR值时的假 设值 Th 不符，则需修正假设，重新查出 ESR 值，重复叠代计算，直至结果吻合得到正确的Th值后，就可利用下述公式很容易 计算出电容工作寿命込冷本公司产品目录中会给出参数A和C值铝电解电容的 ESR 与温度和频率有关通常 通常技术规格书中会给出20°C, 100Hz时的 ESR 值利用 ESR 矩阵，能计算其它不同温度和频率 时电容的ESR值Lqp 二 Ax2ESR 矩阵部品号 PEH200UV4680MB2等效串联电阻因子K为频率和绕组热点温度的函数k= ESR i：Th.f) / ESR (2ODC, 100Hzj ESR (20 C. 100Hz) = 15 mia (Maximum valuei11 mQ (T/pical value；Freq, fkHzH'^t-.s|X't temperature Th『C]-40-200204050ij-370851 000.0511.64.42.01.41.41.41.51.51.61.70.1011.24.01.61.U0.920.02U.930.^50.991.00.1511.01.40.&60.750.75U.750.760.7^U.h20.3010.93.71.30.710.590.5bU.570.570.59U.610.4010.&3.61.30.680.550.54U.530.530.54U.560.601C-.S3.61.2O.i j40.510.490.4S0.4S0.49U.500.8010. S3.61.20j?20.490.47U.460.460.46U.481.0010.S3.S1.20.610.4&0.46U.450.440.45U.462.0010.83.61.20.590.450.43U.420.420.42U.435.0010.-S3.51.20.580.440.42U.400.400.40U.41举例：计算热点温度为70C和频率为800Hz时电 容的 ESR 值。

查矩阵中频率为 0.80kHZ 的一行和温度为 70C一列查到的折算因子为0.46,再与 标准ESR （20C, 100Hz）值相乘，可得 实际对应ESR值热阻矩阵部品号 PEH200UV4680MB2ESFF (70°0. 800 Hz) = 15x 0.4G = 6.9 m"iMaxinmni valuej11 x G.46 = 5.1 ml 2 i；Ti-pi'：al v?lLie；铝电解电容的热阻值取决于环境温度,铝。