【经验】关于纹波电流以及铝电解电容纹波电流如何计算？

时间： 2019-09-07 来源：东佳电子

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纹波电流或电压是指的电流中的高次谐波成分，会带来电流或电压幅值的变化，可能导致击穿，由于是交流成分，会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流，会导致电容烧毁。

额定纹波电流（ IRAC ）

额定纹波电流 IRAC 又称为最大允许纹波电流。其定义为：在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。并且指定的纹波为标准频率（一般为 100Hz--120Hz ）的正弦波。

基本含义

纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值，其在电压上的表现为脉动或纹波电压。电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度（及散热面积）、损耗角度（或 ESR ）以及交流频率参数的限制。温度是电解电容器件寿命的决定性因素，因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。

在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”，其实就是 ripple current，ripple voltage。含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。它们和ESR 之间的关系密切，可以用下面的式子表示：

Urms = Irms × R

式中，Urms 表示纹波电压

Irms 表示纹波电流

R 表示电容的 ESR

由上可见，当纹波电流增大的时候，即使在 ESR 保持不变的情况下，涟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。

铝电解电容纹波电流计算方法：

铝电解电容的在实际应用中的一个重要参数是纹波电流，此电流关系到电解电容的带载温升，在电容寿命计算时候，在不测量电解电容中心点温度的情况下，可以通过此纹波电流来估计电容的设计寿命，铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压。

控制某一纹波电压所需的电容容值为：

负载功率（单位 W ）

注意：这是应用所需要的最小电容容值。此外，电容容值有误差，在工作寿命期内，容值会逐步降低，随着温度降低，容值也会降低。

必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。

fmain是电网电流的频率。

电容的放电时间则为：

充电电流的峰值为

dU是纹波电压（ Umax – Umin ）

则充电电流有效值：

接下来计算放电电流峰值和有效值。

最后计算得出：整流模块后纹波电流：

铝电解电容纹波电流判定方法

1、R/C Stress與Cap. R/C Spec.(电容纹波规格值) 比对,计算降额比例；

2、依零件降额使用标准判定,R/C Stress是否符合设计及应用的要求。

此电解电容规格值 : Ripple Current纹波电流=0.67Arms(120Hz/Max Temp.(105℃)

东佳电子（KOSHIN）是一家以铝电解电容器和导电性高分子固态铝电解电容器为核心的高新科技集团，致力于为全球客户提供从低电压到高电压，高频低阻，长寿命，小体积的优质电容。

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产品型号	品类	形状	静电容量(μF)	额定电压(VDC)	尺寸(ΦD*L)mm	寿命(hrs)	精度%	纹波电流(mArms)	温度范围(℃)	频率(Hz)
PKL4-010V472MM200	铝电解电容器	Large Capacitance Type	4700μF	10VDC	22mm*20mm	3000hrs	±20%	2500mArms	-40℃～85℃	120Hz

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产品型号	品类	形状	静电容量(μF)	额定电压(VDC)	尺寸(ΦD*L)mm	寿命(hrs)	精度%	纹波电流(mArms)	温度范围(℃)	频率(Hz)
MRW-063V331MK165-T/R	铝电解电容器	SMD Type	330μF	63VDC	18mm*16.5mm	2000hrs	±20%	750mArms	-40℃～105℃	120Hz

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产品型号	品类	形状	静电容量(μF)	额定电压(VDC)	尺寸(ΦD*L)mm	寿命(hrs)	精度%	纹波电流(mArms)	温度范围(℃)	频率(Hz)
PKJH-050V100MC110	铝电解电容器	Low Impedance Type	10μF	50VDC	5mm*11mm	2000hrs	±20%	124mArms	-55℃～105℃	100kHz