一种电解电容器阳极铝箔的腐蚀工艺，将铝箔放在浓度为１～２０％的硫酸水溶液中浸泡，接着在浓度为２～ １５％盐酸，２～ １０％硫酸，１～２０％重铬酸盐、０、０１～１％氟离子混合液中进行直流电解腐蚀，再在浓度为２～１５％的盐酸水溶液中进行直流电解腐蚀，最后在浓度为１０～ ５０％的硝酸水溶液中浸泡。该工艺提高了铝箔的扩面率，大幅度提高了其比容，同时不损失机构强度。 　 
专利主权项 
电解电容器阳极铝箔的腐蚀工艺，包括前处理，前级腐蚀，后级腐蚀、后处理四个步骤，本发明的特征是，将铝箔放在７０～９５℃、浓度１～２０ｗｔ％的硫酸水溶液中浸泡１～６分钟，其次将前处理后的铝箔放在浓度为２～１５ｗｔ％盐酸，２～１０ｗｔ％硫酸，１～２０ｗｔ％重铬酸盐和０．０１～１ｗｔ％的氟离子的混合溶液中进行直流电解腐蚀，接着将前级腐蚀后的铝箔放在浓度为２～１５ｗｔ％盐酸水溶液中进行直流电解腐蚀，最后将后级腐蚀后的铝箔放在浓度为１０～５０ｗｔ％液温为１０～６０℃浸泡１～６分钟即可

本发明涉及电解电容器铝箔的侵蚀方法，这种方法改进了侵蚀效率，当施加交流电在包含有氯化物离子或类似物的电解液中来侵蚀铝箔时，交流电流正半周期以及负半周期中包含二个具有不同波形，振幅及施加时间的半波，并且在二半波之间具有一间歇期，它的振幅为零、或者至多为正半周或负半周上最大振幅的１／１５的微电流。 
权利要求 
一种电解电容器铝箔的侵蚀方法，在电解液中向铝箔片施加交流电，该电解液包含氯化物离子，该方法的特征在于在交流电的正半周期及负半周期包含二个半波，二个半波之一的波形，振幅及施加时间之一或全部与另一半波的波形，振幅及施加时间相同或不同，在所说二半波间提供一间歇期，对其所施加的振幅为零或者最多为在正半周或负半周上最大振幅的１／１５的微电流。

电解电容广泛应用在电力电子的不同领域，主要是用于平滑、储存能量或者交流电压整流后的滤波，另外还用于非精密的时序延时等。在开关电源的MTBF预计时，模型分析结果表明电解电容是影响开关电源寿命的主要因素，因此了解、影响电容寿命的因素非常重要。
　　电解电容的寿命取决于其内部温度。因此，电解电容的设计和应用条件都会影响到电解电容的寿命。从设计角度，电解电容的设计方法、材料、加工工艺决定了电容的寿命和稳定性。而对应用者来讲，使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等都影响电解电容的寿命。
2　电解电容的非正常失效
　　一些因素会引起电解电容失效，如极低的温度，电容温升（焊接温度，环境温度，交流纹波），过高的电压，瞬时电压，甚高频或反偏压；其中温升是对电解电容工作寿命(Lop)影响最大的因素。
　　电容的导电能力由电解液的电离能力和粘度决定。当温度降低时，电解液粘度增加，因而离子移动性和导电能力降低。当电解液冷冻时，离子移动能力非常低以致非常高的电阻。相反，过高的热量将加速电解液蒸发，当电解液的量减少到一定极限时，电容寿命也就终止了。在高寒地区（一般－25℃以下）工作时，就需要进行加热，保证电解电容的正常工作温度。如室外型UPS，在我国东北地区都配有加热板。
　　电容器在过压状态下容易被击穿，而实际应用中的浪涌电压和瞬时高电压是经常出现的。尤其我国幅员辽阔，各地电网复杂，因此，交流电网很复杂，经常会出现超出正常电压的30%，尤其是单相输入，相偏会加重交流输入的正常范围。经测试表明，常用的450V/470uF 105℃的进口普通2000小时电解电容，在额定电压的1.34倍电压下，2小时后电容会出现漏液冒气，顶部冲开。根据统计和分析，与电网接近的通信开关电源PFC输出电解电容的失效，主要是由于电网浪涌和高压损坏。电解电容的电压选择一般进行二级降额，降到额定值的80％使用较为合理。
3 寿命影响因素分析
　　除了非正常的失效，电解电容的寿命与温度有指数级的关系。因使用非固态电解液，电解电容的寿命还取决于电解液的蒸发速度，由此导致的电气性能降低。这些参数包括电容的容值，漏电流和等效串联电阻（ESR）。
　　参考RIFA公司预计寿命的公式：
　　PLOSS = (IRMS)²x ESR　（1）
　　Th = Ta + PLOSS x Rth　 （2）
　　Lop = A x 2　 Hours　（3）
　　B = 参考温度值（典型值为85 ℃）
　　A = 参考温度下的电容寿命（根据电容器直径的不同而变化）
　　C = 导致电容寿命减少一半所需的温升度数 
　　从上面的公式中，我们可以明显的看到，影响电解电容寿命的几个直接因素：纹波电流(IRMS)和等效串联电阻值（ESR）、环境温度（Ta）、从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）。电容内部温度最高的点，叫热点温度（Th）。热点温度值是影响电容工作寿命的主要因素。而下列因素又决定了热点温度值实际应用中的外界温度（环境温度Ta）, 从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）和由交流电流引起的能量损耗（PLOSS）。电容的内部温升与能量损耗成线形关系。
　　电容充放电时，电流在流过电阻时会引起能量损耗，电压的变化在通过电介质时也会引起能量损耗，再加上漏电流造成的能量损耗，所有的这些损耗导致的结果是电容内部温度升高。
3.1、设计上考虑因素 
　　在非固态电解液的电容里，电介质为阳极铝箔氧化层。电解液作为阴极铝箔和阳极铝箔氧化层之间的电接触。吸收电解液的纸介层成为阴极铝箔与阳极铝箔之间的隔离层，铝箔通过电极引接片连接到电容的终端。
　　·　通过降低ESR值，可减少电容内由纹波电流引起的内部温升。这可通过采用多个电极引接片、激光焊接电极等措施实现。
　　ESR值和纹波电流决定了电容的温升。促使电容能有满意的ESR值的主要措施之一是：通常用一个或多个金属电极引接片连接外部电极和芯包，降低芯包和引脚之间的阻抗。芯包上的电极引接片越多，电容的ESR值越低。借助于激光焊接技术，可在芯包上加上更多的电极引接片，因此使电容能达到较低的ESR值。这也意味着电容能经受更高的纹波电流和具有较低内部温升，也就是说更长的工作寿命。这样做也有利于提高电容抗击震动的能力，否则有可能导致内部短路、高的漏电流、容值损失、ESR值的上升和电路开路。


　　·　通过对电容芯包和铝壳底部之间良好的机械接触及通过芯包中间的热沉，可将电容内部热量有效地从铝壳底部释放到与之联接的底板。
　　内部热传导设计对于电容的稳定性和工作寿命极其重要。在Evox Rifa公司的设计中，负极铝箔被延长到可直接接触电容铝壳厚的底部。这底部就成为芯包的散热片，以使热点的热量能释放。如选用带螺栓安装方式，安全地将电容安装到底板上（通常为铝板），可得到更为全面的具有较低热阻（Rth.）的热传导解决方案。
　　·　通过采用整体绕注有电极的酚醛塑料盖和双重的特制的封垫与铝壳紧密咬合，可大大减少电解液的损失。
　　电解液通过密封垫的蒸发决定了长寿命的电解电容工作时间。当电容的电解液蒸发到一定程度，电容将最终失效（这个结果会因内部温升而加速）。Evox Rifa公司设计的双层密封系统可减缓电解液蒸发速度，使电容达到其最长的工作寿命。
　　以上这些特性保证了电容在要求的领域中具有很长的工作寿命。
3.2、影响寿命的应用因素
　　根据寿命公式，可以得出影响寿命的应用因素为：纹波电流(IRMS)、环境温度（Ta）、从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）。
1.纹波电流
　　纹波电流的大小，直接影响电解电容内部的热点温度。查询电解电容的使用手册，就可以得到纹波电流的允许范围。如果超出范围，可以采用并联方式解决。
2.环境温度（Ta）和热阻（Rth）
　　根据热点温度的公式，电解电容的应用环境温度也是重要因素。在应用时，可以考虑环境散热方式、散热强度、电解电容与热源的距离、电解电容的安装方式等。
　　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。不同的安装方式和间距和散热方式都将影响电容到环境的热阻。从“热点”传递到周围环境中的总热阻用Rth 来表示。采用夹片安装，将电容安装在热阻为2℃/W的散热片上，所得到的电容热阻值Rth　=　3.6℃/W；采用螺栓安装方式，将电容安装在热阻为2℃/W散热片上、强迫风冷速率为2m/s时，所得到的电容热阻值Rth　=　2.1℃/W。（以PEH200OO427AM型电容为例，环境周围温度为85℃）。
　　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。
　　电容必须正确安装才能达到它的设计工作寿命。例如：RIFA　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。
　　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。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。
　　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。在环境温度较高的情况下，尽量采用强迫风冷，将电容安装在进风口处。
3.频率的影响
　　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。
　　在高频应用中，电容两端引线应尽量短以减小等效电感。
　　电容的谐振频率(fR)，因电容器种类不同而不同。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。
4　结语
　　综上所述，在避免非正常失效的情况下，选择正确的应用条件和环境，电解电容的寿命是可以保障的。

电容器的由测量交流容量时所呈现的阻抗决定。交流电容量随频率、电压以及测量方法的变化而变化。铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。

和频率一样，测量时的温度对电容器的容量有一定的影响。随着测量温度的下降，电容量会变小。

另一方面，直流电容量，可通过施加直流电压而测量其电荷得到，在常温下容量比交流稍微的大一点，并且具有更优越的稳定特性。

1-3-2 Tan δ（损耗角正切）
在等效电路中，串联等效电阻ESR同容抗1/ wC之比称之为Tan δ，其测量条件与电容量相同。

tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR
其中：RESR=ESR（120 Hz）
w=2πf
f=120Hz
tan δ随着测量频率的增加而变大，随测量温度的下降而增大。
阻抗（Z）：
在特定的频率下，阻碍交流电通过的电阻就是所谓的阻抗（Z）。它与容量以及电感密切相关，并且与等效串联电阻ESR也有关系。具体表达式如下：

其中：Xc=1/ wC=1/ 2πfC
XL=wL=2πfL
漏电流：
电容器的介质对直流电具有很大的阻碍作用。然而，由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，重新形成以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流，刚施加电压时，漏电流较大，随着时间的延长，漏电流会逐渐减小并最终保持稳定。

电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如，在50Hz的工频条件下，一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端，则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA，但在电容器上并不产生功耗，应为如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率。根据这个特点，我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件，则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如，我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联，在接到220V/50Hz的交流电压上，灯泡被点亮，发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA，它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理，我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上，灯泡同样会被点亮，而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此，电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。 
采用电容降压时应注意以下几点： 
1 根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容，而不是依据负载的电压和功率。 
2 限流电容必须采用无极性电容，绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。 
3 电容降压不能用于大功率条件，因为不安全。 
4 电容降压不适合动态负载条件。 
5 同样，电容降压不适合容性和感性负载。 
6 当需要直流工作时，尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件

2电容器的相关计算 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

121电容器的容量 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

电容器的静电容量的计算公式可表达为：用字母可表示为： 

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其中K=8.85×10－8μF/cm。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

若干电容器并联，其合成容量等于各个电容器容量之和，即C=C1＋C2＋……＋Cn。电容器并联可以增强其流通纹波电流的能力，扩展其在滤波、旁路电路中的使用。若干电容器串联，其合成容量的倒数等于各个电容器容量的倒数和，即：1/C=1/C1＋1/C2＋……＋1/Cn。电容器并联使用，相应于增大了电介质的厚度，故可以提高其耐压能力，使用在工作电压较高的工作场合。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

122电容器存储的电能电容器充电至端电压V时，此时再移动dQ=CdV的电荷所作的功为VdQ=CVdV，那么在电容器的整个充电过程中，电容器储存的电能E即可表示为：;在整个充电过程中，电源消耗的电能为QV，所以为电容器充电，电源的能量利用率仅为50％。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

123充放电时电容器端子的电压与电流变化趋势 

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电容器通过定值电阻R充电时，电容器端子的电压、电流变化趋势为： 

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电容器通过定值电阻R放电时中，电容器端子的电压、电流变化趋势为： 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

13电容器的分类 

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依据所使用的材料、结构、特性等的不同，电容器的分类也不同。在此，我们主要依据电容器特性原理的不同，将其分为两大类：化学电容器（chemicalcapacitor）和非化学电容器（nonchemicalcapacitor）。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

131化学电容器（ChemicalCapacitor） 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

化学电容器是指采用电解质作为电容器阴极的一类电容器。广义上讲，电解质包括电解液（electrolyte）、二氧化锰（MnO2）、有机半导体TCNQ、导体聚合物（PPy、PEDT）、凝胶电解质PEO等。化学电容器又包含两大类别：电解电容器（electrolyticcapacitor）和超电容器（supercapacitor）。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属（ValveMetal）的表面采用阳极氧化法（AnodicOxidation）生成一薄层氧化物作为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。电解电容器的阳极通常采用腐蚀箔或者粉体烧结块结构，其主要特点是单位面积的容量很高，在小型大容量化方面有着其它类电容器无可比拟的优势。目前工业化生产的电解电容器主要是铝电解电容器（Aluminiumelectrolyticcapacitor）和钽电解电容器（Tantalumelectrolyticcapacitor）。铝电解电容器以箔式阳极、电解液阴极为主，外观以圆柱形居多；钽电解电容器采用烧结块阳极，阴极采用半导体材料二氧化锰，外形多为片式（chiptype），适应于SMT技术需求的SMD。 
超电容器一般采用活性炭（ActiveCarbon）、二氧化钌（RuO2）、导体聚合物（polymerConductor）等作为阳极，液态电解质作为阴极。超电容器可以获得法拉级的静电容量，有利于化学电容器的超小型化，但是，其缺点是单体（cell）的耐电压有限，采用水系电解液（AqueousElectrolyte），耐电压在1V以下，即便是采用非水系电解液（Nonaqueouselectrolyte），其耐电压一般也不超过3V。确切地说，超电容器是介于电容器和电池（Battery）之间的储能器件，既具有电容器可以快速充放电的特点，又具有电池的储能机理——氧化还原反应（Oxidationreductionreaction）。超电容器也可以分为两类：（1）以活性炭为阳极，以电气双层的机制储存电荷，通常被称作电气双层电容器（ElectricalDoubleLayerCapacitor,EDLC）;(2)以二氧化钌或者导体聚合物为阳极，以氧化还原反应的机制存储电荷，通常被称作电化学电容器（ElectrochemicalCapacitor,EC）。 

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132非化学电容器（NonchemicalCapacitor） 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

非化学电容器的种类较多，大都以其所选用的电介质命名，如陶瓷电容器、纸介电容器、塑料薄膜电容器、金属化纸介/塑料薄膜电容器、空气电容器、云母电容器、半导体电容器等。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

陶瓷电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质，在电介质的表面印刷电极浆料，经低温烧结制成。陶瓷电容器的外形以片式居多，也有管形、圆片形等形状。陶瓷电容器的损耗因子很小，谐振频率高，其特性接近理想电容器，缺点是单位体积的容量较小。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

以往的纸介电容器、塑料薄膜电容器多用板状或条状的铝箔作为电极，现在，大多采用真空蒸镀的方式在电容器纸、有机薄膜等的表面涂覆金属薄层作为电极。由于金属化形式的出现，该类电容器在小型化和片式化方面有了长足的发展，对电解电容器构成一定的挑战和威胁。 

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云母电容器采用云母作为电介质，其特点是电容器的可靠性高、容量的温度变化率很小，常被用来制作标准电容器。 

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半导体电容器大概分为两类：一类是由两块相接触的N型和P型半导体构成。众所周知，当N型半导体接正、P型半导体接负馈电时，电流不易流过PN结，电荷即在PN结的两侧聚集，起电容器的功效。并且PN结的耗尽层会因外加电压的大小变化而改变其厚度，也即正负电荷层的间距会发生变化，故而表现出容量随外加电压的变化而变化的特性：外加电压增大，容量减小。另一类被称为半导体陶瓷电容器。由掺杂金属La的N型半导体陶瓷—钛酸钡的两个侧面涂布银电极，并焊接上端子而构成。银电极和半导体陶瓷的界面呈现整流特性：从银电极到半导体陶瓷，电流容易流通，反之则电流几乎不能流通。因而，当给两端子上外加电压时，电荷会在某一界面的两侧聚集，表现出电容器的特点。

（5）工作电压有一定的上限。根据铝电解电容器介质氧化膜的特殊生成手段，其最高工作电压一般为500V，且发展潜力十分有限；而对其它非化学电容器而言，只要适当加厚其电介质的厚度，理论上的工作电压可以达到任意上限值。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

（6）铝电解电容器的性能容易劣化。使用经过长期存放的铝电解电容器，不宜突然施加额定工作电压，而应逐渐升压至额定电压。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

（7）传统铝电解电容器由于采用电解液作为阴极，在片式化方面存在较大的障碍，故其片式化进程落后于陶瓷电容器及金属化薄膜电容器。 

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23铝电解电容器的电性能参数 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

铝电解电容器的额定容量接E6系列的优选数确定，即：(N=0,1,2…5)；共有6个数值：10，15，22，33，47，68。与E6系列相对应的允许偏差为±20％，但对通用的电解电容器而言，其正偏差常放宽至＋50％。 

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铝电解电容器的损耗因子的定义为：在规定频率的正弦电压下，电容器所消耗的有功功率和无功功率的比值，即： 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

其中，f为正弦电压的频率，C为在该频率下电解电容器串联模型的容量，r为电解电容器的等效串联电阻（ESR）。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

铝电解电容器的漏电流通常定义为施加额定工作电压若干分钟以后流过电容器的电流。通常，铝电解电容器容许的最大漏电流可以用下式界定： 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

Il=KCU(μA) 

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其中，C为电容器的容量（μF），U为所施加的直流电压值（V），K是与电容器类型有关的常数，通常的取值范围为0.01～0.1，低漏电流的系列品也有取值小于0.002的情况。 光行天下科技网http://www.opticsky.net 

额定工作电压是指在规定的环境温度范围内所能施加到电解电容器上的最大直流电压值。按GB247281的规定，适用于电解电容器的额定电压序列为：4.0,6.3,10,16,25,35,50,63,100,125,160,250,300,450,500,630。根据实际的需要，有时也用到200V及350V的产品。

电容寿命计算方法： 
Lx＝L0（或者LR)*KT*KR1(或者KR2)*Kv 

Lx：电容预期寿命（你要的）； 

L0/LR:电容加速寿命，可以查阅电容规格书。（如果资料提供在最高温度下的数据（如2000小时），则用L0,后面对应KR1；如果资料提供最高温度、施加可允许最大文波电流下的数据，则用LR，后面对应KR2) 

KT:环境温度影响系数（每升高10度，寿命降低一半) 

KT等于2的（T0-Tx）/10次方（公式不好编辑，这样写大家应该能明白） 

T0:电容最高工作温度（85或105） 

Tx：电容实际工作温度 

KR1/KR2:纹波电流影响系数。 

KR1与L0对应，等于2的-T/5次方。T：纹波电流所引起的电容内部温升 

KR2与LR对应，等于2的（Tm-T）/5次方，Tm：施加最大电容允许文波电流所引起的电容内部温升（可以查到）；T：实际纹波电流所引起的电容内部温升。 

Kv：工作电压影响系数（对大多数电容，实际工作电压为额定电压的0.8，则Kv＝1）

哪个给加精了?哈哈,有意思,我找过来考试的时候用的.

ESR,是EquivalentSeriesResistance三个单词的缩写,翻译过来就是“等效串连电阻”. 

 理论上,一个完美的电容,自身不会产生任何能量损失,但是实际上,因为制造电容的材料有电阻,电容的绝缘介质有损耗,各种原因导致电容变得不“完美”.这个损耗在外部,表现为就像一个电阻跟电容串连在一起,所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”. 


 ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义. 

 比如,我们认为电容上面电压不能突变,当突然对电容施加一个电流,电容因为自身充电,电压会从0开始上升.但是有了ESR,电阻自身会产生一个压降,这就导致了电容器两端的电压会产生突变.无疑的,这会降低电容的滤波效果,所以很多高质量的电源啦一类的,都使用低ESR的电容器. 

 同样的,在振荡电路等场合,ESR也会引起电路在功能上发生变化,引起电路失效甚至损坏等严重后果. 

 所以在多数场合,低ESR的电容,往往比高ESR的有更好的表现. 

 不过事情也有例外,有些时候,这个ESR也被用来做一些有用的事情. 

 比如在稳压电路中,有一定ESR的电容,在负载发生瞬变的时候,会立即产生波动而引发反馈电路动作,这个快速的响应,以牺牲一定的瞬态性能为代价,获取了后续的快速调整能力,尤其是功率管的响应速度比较慢,并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候.这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中.这时候,太低的ESR反而会降低整体性能. 

 ESR是等效“串连”电阻,意味着,将两个电容串连,会增大这个数值,而并联则会减少之. 

 实际上,需要更低ESR的场合更多,而低ESR的大容量电容价格相对昂贵,所以很多开关电源采取的并联的策略,用多个ESR相对高的铝电解并联,形成一个低ESR的大容量电容.牺牲一定的PCB空间,换来器件成本的减少,很多时候都是划算的. 

 和ESR类似的另外一个概念是ESL,也就是等效串联电感.早期的卷制电感经常有很高的ESL,而且容量越大的电容,ESL一般也越大.ESL经常会成为ESR的一部分,并且ESL也会引发一些电路故障,比如串连谐振等.但是相对容量来说,ESL的比例太小,出现问题的几率很小,再加上电容制作工艺的进步,现在已经逐渐忽略ESL,而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了. 

 顺便,电容也存在一个和电感类似的品质系数Q,这个系数反比于ESR,并且和频率相关,也比较少使用. 

 由ESR引发的电路故障通常很难检测,而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视.简单的做法是,在仿真的时候,如果无法选择电容的具体参数,可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响,通常的,钽电容的ESR通常都在100毫欧以下,而铝电解电容则高于这个数值,有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆.

在超级电容的应用中,很多用户都遇到相同的问题,就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间,或者根据放电电流及放电时间,怎么选择超级电容的容量,下面我们给出简单的计算公司,用户根据这个公式,就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算,十分地方便. 

C(F): 超电容的标称容量; 
R(Ohms): 超电容的标称内阻; 
ESR(Ohms):1KZ下等效串联电阻; 
Vwork(V):正常工作电压 
Vmin(V): 截止工作电压; 
t(s): 在电路中要求持续工作时间; 
Vdrop(V): 在放电或大电流脉冲结束时,总的电压降; 
I(A): 负载电流; 

超电容容量的近似计算公式, 

保持所需能量=超级电容减少的能量. 

保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t; 
超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2), 

因而,可得其容量(忽略由IR引起的压降) 

C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2) 

举例如下: 

如单片机应用系统中,应用超级电容作为后备电源,在掉电后需要用超级电容维持100mA的电流,持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V,那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作? 

由以上公式可知: 

工作起始电压 Vwork＝5V 
工作截止电压 Vmin＝4.2V 
工作时间 t=10s 
工作电源 I＝0.1A 

那么所需的电容容量为: 

C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2) 
=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22) 
=1.25F 

根据计算结果,可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了.

可以,等些时间联系你.