【技术】快速掌握纹波电流以及铝电解电容纹波电流计算方法
本文主要介绍的是关于纹波电流以及铝电解电容纹波电流计算方法,并详细对铝电解电容进行了全面的阐述。
纹波电流
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。
图 1
控制某一纹波电压所需的电容容值为:
负载功率(单位 W )
公式 1
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。
公式 2
fmain是电网电流的频率。
电容的放电时间则为:
公式 3
充电电流的峰值为
公式 4
dU是纹波电压( Umax – Umin )
则充电电流有效值:
公式5
接下来计算放电电流峰值和有效值。
公式 6
最后计算得出:整流模块后纹波电流:
公式7
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东佳电子铝电解电容选型表1
提供多电压段,高频低阻,长寿命,小体积的优质铝电解电容器和导电性高分子固态电容器,铝电解电容有贴片式、插件式、牛角式、螺栓式,电压可达到600V, 温度可达到130℃,寿命可达到20000小时;导电高分子固态电容有贴片式和插件式以及混合固态贴片式,混合固态引线式,温度最高可达125℃,寿命最长5000hr,电压最高可达250V ;多个系列,型号齐全,尺寸可定制
产品型号
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品类
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形状
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静电容量(μF)
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额定电压(VDC)
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尺寸(ΦD*L)mm
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寿命(hrs)
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精度%
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纹波电流(mArms)
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温度范围(℃)
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频率(Hz)
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PKL4-010V472MM200
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铝电解电容器
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Large Capacitance Type
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4700μF
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10VDC
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22mm*20mm
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3000hrs
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±20%
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2500mArms
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-40℃~85℃
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120Hz
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选型表 - 东佳电子 立即选型
东佳电子铝电解电容选型表2
东佳电子提供高低段电压覆盖,高频低阻,长寿命,小体积的优质铝电解电容器和导电性高分子固态电容器,铝电解电容有贴片式、插件式、牛角式、螺栓式,电压可达到600V, 温度可达到130℃,寿命可达到20000小时;导电高分子固态电容有贴片式和插件式以及混合固态贴片式,混合固态引线式,温度最高可达125℃,寿命最长5000hr,电压最高可达250V ;多个系列,型号齐全,尺寸可定制
产品型号
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品类
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形状
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静电容量(μF)
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额定电压(VDC)
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尺寸(ΦD*L)mm
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寿命(hrs)
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精度%
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纹波电流(mArms)
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温度范围(℃)
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频率(Hz)
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MRW-063V331MK165-T/R
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铝电解电容器
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SMD Type
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330μF
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63VDC
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18mm*16.5mm
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2000hrs
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±20%
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750mArms
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-40℃~105℃
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120Hz
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选型表 - 东佳电子 立即选型
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东佳电子铝电解电容选型表3
提供多电压段,高频低阻,长寿命,小体积的优质铝电解电容器和导电性高分子固态电容器,铝电解电容有贴片式、插件式、牛角式、螺栓式,电压可达到600V, 温度可达到130℃,寿命可达到20000小时,导电高分子固态电容有贴片式和插件式以及混合固态贴片式,混合固态引线式,温度最高可达125℃,寿命最长5000hr,电压最高可达250V,多个系列,型号齐全,尺寸可定制
产品型号
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品类
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形状
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静电容量(μF)
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额定电压(VDC)
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尺寸(ΦD*L)mm
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寿命(hrs)
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精度%
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纹波电流(mArms)
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温度范围(℃)
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频率(Hz)
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PKJH-050V100MC110
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铝电解电容器
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Low Impedance Type
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10μF
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50VDC
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5mm*11mm
|
2000hrs
|
±20%
|
124mArms
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-55℃~105℃
|
100kHz
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选型表 - 东佳电子 立即选型
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现货市场
服务
整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603),工作电压范围覆盖2.5V~36V,电容值低至0.2pF,浪涌能力最高可达240安培,静电等级可达空气放电、接触放电±30KV。提供免费浪涌测试仪、静电测试仪测试。
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