电容耐压测试方法.doc

电解电容器的耐压测试方法电解电容器耐压测试及应用电容的耐压，表示电容在一定条件下连续使用所能承受的电压。如果加在电容上的工作电压超过额定电压，电容内部的绝缘介质就有可能被击穿，造成极片间短路或严重漏电。因此，电容的工作电压不能大于其额定耐压，以保证电路可靠工作。对于电解电容器，漏电流是性能指标中重要的一项。电解电容的漏电流与电压的关系密切，漏电流随工作电压的增高而增大。当工作电压接近阳极的赋能电压时，漏电流会急剧上升。通过测试电解电容的漏电电流，可以推算出它的极限耐压和额定耐压，对于电路中电容耐压的取值，有直接的参考意义。根据这个原理，笔者设计并制作了款电容耐压测试仪，其线路简单、成本低廉、制作容易，较好地解决了业余条件下电容耐压测试的问题。变压器T1和T2型号相同，背靠背对接，提供高低压两组电源，并起到隔离作用。低压的经整流滤波后，由R1、DWl、Q1、RalRal 1组成电流可调的恒流源。高压的经整流滤波后由RblRblO、DW2分压，Q2输出可调的直流电压。使用时选择合适的电压Uc和电流Jc，将被测电容接到Cxa、Cxb两点上，此时会看到电压表指针缓慢偏转，达到一定的位置后静止，指针所指的电压即为该电容在漏电电流为lc时所承受的耐压。波段开关K3、K4（各单挡11位）分别是测试电压和电流（即漏电流）选择开关，其测试量程如表1所示。表2为测试电路中的元件清单。一、测试电路的使用方法1.将测试电压调到比电容额定电压高一些的挡位。如测试35V的申容。可将挡位放到64V，测试50v的电容，可将挡位放到64M或96V.挡位高一些对测试结果影响不大，只是挡位越高，三极管Q1的功耗相应会大一些。2.选择合适的测试电流。测试电流应根据电容容量来选择，容量越大测试电流也越大。对于4700F以上的电容，可选择大于10mA的测试电流；对于10004700F的电，容，可选择5mA左右的测试电流：对于10F以下的电容，可选择0.21mA的测试电流。3.红色鳄鱼夹接电容正极，黑色鳄鱼夹接电容负极。接好后看到电压表指针先匀速缓慢偏转。正常情况下偏转位置应超过额定电压，当达到某一值时其指针偏转变慢，并且越来越慢，最终静止下来，此时电容的漏电流等于Q1集电极的恒流电流，电压表所指示的电压，为此电容在漏电电流为Ic时所承受的耐压，可粗略认为是该电容的极限耐压。4.测试完毕后将开关K2闭合，待电容放电后取下。表3是利用附图的测试电路测量的部分电解电容器的产品实例。二、测试经验总结1.电容容量越大，测试电流（漏电流）也应相应变大。国产的铝电解电容器，在额定电压6.3450V，标称容量10680F时，漏电流可按下列公式计算：I（KxCxU）1000公式中：I为漏电流（mA）；K为系数（205时，K=O.03）；U为额定工作电压（V）；C为标称容量（F）；2.由于电解电容器只能单向工作，如将电解电容正负端接反测试，在5mA电流下测试其电压会极低，大约只有4V左右。3.长期不用的电解电容器，由于氧化膜的分解，容量、耐压都有一定的衰减，在第一次使用时，应先加低压（12额定耐压）老化一段时间（等效电解电容器的赋能）。4.同样的容量和耐压的电解电容器，其体积较大、分量较重的一般耐压性能更好些；同样的容量和耐压的电解电容器，其相同的测试电流，电压指针偏转快的，漏电流较小。5.正品电解电容极限耐压一般为其额定电压的120左右。6.当工作电压高于额定电压时，电容就较容易击穿。因此选用电解电容时，应使额定电压高于实际工作电压，并要预留一定的余量，以应付电压的波动。一般情况下，额定电压应高于实际工作电压的1020，对于工作电压稳定性较差的电路，可酌情预留更大的余量。7.使用本电路测试电解电容器，不会造成电容的损坏。三、测试电路的改进1.由于没有购买到合适的电压表头，DC250V以上挡不能指示。如果能够换成DC320v表头就比较理想。表头量程也不宜太大，否则会降低分辨率，用这样的表头去测试低耐压电容时，会造成读数偏差太大。2.为了取得更准确的测试电压，可将RblRbl0分压电阻换成相应稳压值的稳压管（加限流电阻）或多圈精密可调电阻。3.V1若换成数字式电压表，电压读数将更加直观、精确。不过需另外加装一组DC5v浮动电源。4.恒流电阻RalRall，若用一只47电阻串联一只4.7k多圈精密电位器代替后，其恒流值（1.112mA）可连续可调。电容器的转换速率电容器的转换速率受以下因素影响。下面以音响中常用的两类电容-电解电容和无极性电容分别予以介绍。1.电解电容（1）电容量电容量大，相对来说转换速率较低。一些耦合、退耦用的电解电容，以小容量多只并联，或并联小容量无极性电容的方法来提高中高频的转换速率已属常见。（2）电极与电解质电解电容电极上的活性物质以及电解质也会影响其转换速率。（3）导电性能电解质的导电能力越强，转换速率越高。优秀电容器的转换速率都比较高。从其正切损耗值就可以看出，损耗越大，表示它越跟不上信号的高速变化。由于活性物质频频的极性转换，其损耗能量引起发热，还会影响寿命，一些质量差的电解电容还会发热爆炸。2.无极性电容（1）分布电感采用叠片方式的电容比采用卷绕方式电容的电感小，所以采用叠片方式电容器的转换速率高，高频响应好，但卷绕方式生产过程容易，故市面上的电容以卷绕方式多见。一些质量较好的电容采用多个小容量电容并联以减少分布电感。（2）导体的电阻现在有些无极电容为减少体积及降低成本，往往在介质上镀上一层金属作电极，这层金属材料和厚度都会影响导电。因为电容是靠充放电工作去传递信号，所以导体的电阻越小，电流越畅顺，瞬态反应就越好，导体电阻引起的相移也越小，传递信号的畸变也越小。近年采用无极电容做胆前级的电源滤波电容也越来越多见。变频器过电压的原因及其对策变频器用铝电解电容器：WH系列WH系列产品目录书变频器在调试与使用过程中经常会遇到各种各样的问题，其中过电压现象最为常见。过电压产生后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压保护功能将动作，使变频器停止运行，导致设备无法正常工作。因此必须采取措施消除过电压，防止故障的发生。由于变频器与电机的应用场合不同，产生过电压的原因也不相同，所以应根据具体情况采取相应的对策。过电压的产生与再生制动所谓变频器的过电压，是指由于种种原因造成的变频器电压超过额定电压，集中表现在变频器直流母线的直流电压上。正常工作时，变频器直流部电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算，则平均直流电压Ud=1.35U线=513V。在过电压发生时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V左右时，（因机型而异）变频器过电压保护动作。造成过电压的原因主要有两种：电源|稳压器过电压和再生过电压。电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超过额定值。而现在大部分变频器的输入电压最高可达460V，因此，电源引起的过电压极为少见。本文主要讨论的问题是再生过电压。产生再生过电压主要有以下原因：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。由于这些原因，使电机实际转速高于变频器的指令转速，也就是说，电机转子转速超过了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切割旋转磁场的方向与电动机状态时相反，其产生的电磁转矩为阻碍旋转方向的制动转矩。所以电动机实际上处于发电状态，负载的动能被“再生”成为电能。再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这就是再生过电压。因再生过电压的过程中产生的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因此再生过电压的过程也就是再生制动的过程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。如果再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动能力，这部分电能将被变频器及电机消耗掉。若这部分能量超过了变频器与电机的消耗能力，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压保护功能动作，使运行停止。为避免这种情况的发生，必须将这部分能量及时的处理掉，同时也提高了制动转矩，这就是再生制动的目的。过电压的防止措施由于过电压产生的原因不同，因而采取的对策也不相同。对于在停车过程中产生的过电压现象，如果对停车时间或位置无特殊要求，那么可以采用延长变频器减速时间或自由停车的方法来解决。所谓自由停车即变频器将主开关器件断开，让电机自由滑行停止。如果对停车时间或停车位置有一定的要求，那么可以采用直流制动（DC制动）功能。直流制动功能是将电机减速到一定频率后，在电机定子绕组中通入直流电，形成一个静止的磁场。电机转子绕组切割这个磁场而产生一个制动转矩，使负载的动能变成电能以热量的形式消耗于电机转子回路中，因此这种制动又称作能耗制动。在直流制动的过程中实际上包含了再生制动与能耗制动两个过程。这种制动方法效率仅为再生制动的30-60，制动转矩较小。由于将能量消耗于电机中会使电机过热，所以制动时间不宜过长。而且直流制动开始频率，制动时间及制动电压的大小均为人工设定，不能根据再生电压的高低自动调节，因而直流制动不能用于正常运行中产生的过电压，只能用于停车时的制动。对于减速（从高速转为低速，但不停车）时因负载的GD2（飞轮转矩）过大而产生的过电压，可以采取适当延长减速时间的方法来解决。其实这种方法也是利用再生制动原理，延长减速时间只是控制负载的再生电压对变频器的充电速度，使变频器本身的20%的再生制动能力得到合理利用而已。至于那些由于外力的作用（包括位能下放）而使电机处于再生状态的负载，因其正常运行于制动状态，再生能量过高无法由变频器本身消耗掉，因此不可能采用直流制动或延长减速时间的方法。再生制动与直流制动相比，具有较高的制动转矩，而且制动转矩的大小可以跟据负载所需的制动力矩（即再生能量的高低）由变频器的制动单元自动控制。因此再生制动最适用于在正常工作过程中为负载提供制动转矩。再生制动的方法：1能量消耗型：这种方法是在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制一个功率管的通断。在直流母线电压上升至700V左右时，功率管导通，将再生能量通入电阻，以热能的形式消耗掉，从而防止直流电压的上升。由于再生能量没能得到利用，因此属于能量消耗型。同为能量消耗型，它与直流制动的不同点是将能量消耗于电机之外的制动电阻上，电机不会过热，因而可以较频繁的工作。2并联直流母线吸收型：适用于多电机传动系统（如牵伸机），在这个系统中，每台电机均需一台变频器，多台变频器共用一个网侧变流器，所有的逆变部并接在一条共用直流母线上。这种系统中往往有一台或数台电机正常工作于制动状态，处于制动状态的电机被其它电动机拖动，产生再生能量，这些能量再通过并联直流母线被处于电动状态的电机所吸收。在不能完全吸收的情况下，则通过共用的制动电阻消耗掉。这里的再生能量部分被吸收利用，但没有回馈到电网中。电容器降压原理电容器降压原理综述：电容器降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容器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，在的工频条件下，一个的电容所产生的容抗约为欧姆。当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。虽然流过电容的电流有，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，我们将一个的灯泡与一个的电容串联，在接到的交流电压上，灯泡被点亮，发出正常的亮度而不会被烧毁。因为的灯泡所需的电流为，它与电容所产生的限流特性相吻合。同理，我们也可以将的灯泡与电容串联接到的交流电上，灯泡同样会被点亮，而不会被烧毁。因为的灯泡的工作电流也约为。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：、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。、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以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。、电容降压不能用于大功率条件，因为不安全。、电容降压不适合动态负载条件。、同样，电容降压不适合容性和感性负载。、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。电源用电容器的选择电容器是实现电源的宽范围电压和电流组合的最关键的无源元件之一。尽管每种电容器都能储存电能，但对于特定的应用来说，电介质技术在电容器的选择中起着重要的作用。电容器在电源中最重要的应用是在存储能量、浪涌电压保护、EMI抑制和控制电路等方面。针对不同的应用领域，这些电介质技术彼此竞争或互为补充的关系。储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40450VDC、电容值在220150000F之间的铝电解电容器是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。要选择合适的电容值，需查看其额定直流电压、允许的电压波纹和充/放电周期。但是，在选择用于该应用的电解电容器时，应当考虑以下参数。典型电源中的电容器波纹电流为各个频率上的波纹电流的组合。波纹电流的RMS（均方根）值决定了电容器的温升。常见的一个错误是通过把各个频率上的波纹电流的平方值相加来计算RMS电流负载。实际上，必须考虑到随着波纹频率的增加，电容器的ESR下降。正确的做法是根据波纹因子的频率图估算出高频（到100HZ）时的波纹电流。采用估算的电流平方值来确定波纹电流。这才是真实的电流负载。由于环境温度决定着负载条件下的电容器寿命，因此，制造商们均精确定义了波纹电流负载、环境温度与概率寿命之间的关系。在实际工作条件下，利用波纹电流负载和环境温度来确定概率寿命，而将公布的概率寿命作为绝对值。浪涌电压保护开关频率很高的现代功率半导体器件易受潜在的损害性电压尖峰脉冲的影响。跨接在功率半导体器件两端的浪涌电压保护电容器通过吸收电压脉冲限制了峰值电压，从而对半导体器件起到了保护作用，使得浪涌电压保护电容器成为功率元件库中的重要一员。半导体器件的额定电压和电流值及其开关频率左右着浪涌电压保护电容器的选择。由于这些电容器承受着很陡的DV/DT值，因此，对于这种应用而言，薄膜电容器是恰当之选。在额定电压值高达2000VDC的条件下，典型的电容额定值在470PF47NF之间。对于大功率的半导体器件，如IGBT，电容值可高达2.2F，电压在1200VDC的范围内。不能仅根据电容值/电压值来选择电容器。在选择浪涌电压保护电容器时，还应考虑所需的DV/DT值。耗散因子决定着电容器内部的功率耗散。因此，应选择一个具有较低损耗因子的电容器作为替换。EMI/RFI抑制这些电容器连接在电源的输入端，以减轻由半导体所产生的电磁或无线电干扰。由于直接与主输入线相连，这些电容器易遭受到破坏性的过压和瞬态电压。因此，世界上各个地区都推出了不同的安全标准，包括欧洲的EN132400，美国的UL1414和1283以及加拿大的CSAC22.2NO.0，1和8。采用塑膜技术的X-级和Y-级电容器提供了最为廉价的抑制方法之一。抑制电容器的阻抗随着频率的增加而减小，允许高频电流通过电容器。X电容器在线路之间对此电流提供“短路”，Y电容器则在线路与接地设备之间对此电流提供“短路”。根据所能承受的浪涌电压的峰值，对X和Y电容器还有更细的分类。例如：一个电容值高达1F的X2电容器的额定峰值浪涌电压为2.5KV，而电容值相近的X1电容器，其额定峰值浪涌电压则为4KV。应根据负载断电期间的峰值电压来选择合适的干扰抑制电容器的级别。如何选用滤波用电解电容滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。50Hz工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万F，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容器优劣的标准是“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。普通的低频电解电容器在10kHz左右便开始呈现感性，无法满足开关电源的使用要求。而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载；从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。由于四端电容具有良好的高频特性，为减小电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。高频铝电解电容器还有多芯的形式，即将铝箔分成较短的若干段，用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。并且采用低电阻率的材料作为引出端子，提高了电容器承受大电流的能力。电容器的基础知识基础知识电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。1、电容器的分类（1）按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。半可变电容：也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。可变电容：它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。（2）按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。（3）按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。（4）按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等（5）高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。（6）低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。（7）滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。（8）调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。（9）低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。（10）小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。2常用电容的结构和特点铝电解电容：它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。纸介电容：用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。金属化纸介电容：结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。油浸纸介电容：它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。玻璃釉电容：以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。陶瓷电容：用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容：容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。薄膜电容：结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，体积小，容量大，稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容：介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。云母电容：用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。钽、铌电解电容：它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。铝电解电容器的使用注意事项1、电路设计（1）在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书上所规定的额定性能范围内使用的电容器，应当避免在下述情况下使用：a)高温（温度超过最高使用温度）b)过流（电流超过额定纹波电流）c)过压（电压超过额定电压）d)施加反向电压或交流电压。e)使用于反复多次急剧充放电的电路中。另：在电路设计时，请选用与机器寿命相当的电容器。机器性能有特殊要求时，可与研发人员探讨，制作适用的特规电容器。（2）电容器外壳、辅助引出端子与正、负极以及电路板间必须完全隔离；（3）当电容器套管的绝缘不能保证时，在有绝缘性能特定要求的地方请不要使用；（4）请不要在下述环境下使用电容器：a)直接与水、盐水及油类相接触、或结露的环境；b)充满有害气体的环境（硫化物、H2SO3、HNO3、Cl2、氨水等）；c)置于日照、O3、紫外线及有放射性物质的环境；d)振动及冲击条件超过了样本及说明书的规定范围的恶劣环境；（5）在设计电容器的安装时，必须确认下述内容：a)电容器正、负极间距必须与线路板孔距相吻合；b)保证电容器防爆阀上方留有一定的空间；c)电容器防爆阀上方尽量避免配线及安装其他元件；d)电路板上，电容器的安装位置，请不要有其他配线；e)电容器四周及电路板上尽量避免设计、安装发热元件；（6）另外，在设计电路时，必须确认以下内容：a)温度及频率的变化不至于引起电性能变化；b)双面印刷板上安装电容器时，电容器的安装位置避免多余的基板孔和过孔；c)两只以上电容器并联连接时的电流均衡；d)两只以上电容器串联连接时的电压均衡。2、元件安装（1）安装时，请遵守以下内容：a)为了对电容器进行点检，测定电气性能时，除了卸下的电容器，装入机器中通过电的电容器请不要再使用；b)当电容器产生再生电压时，需通过约1K左右的电阻进行放电；c)长期保存的电容器，需通过约1K左右的电阻加压处理；d)确认规格（静电容量及额定电压等）及极性后，再安装；e)不要让电容器掉到地上，掉下的电容器请不要再使用；f)变形的电容器不要安装；g)电容器正、负极间距与电路板孔距必须相吻和；h)自动插入机的机械手力量不宜过大；（2）焊接时，请确认下面内容：a)注意不要将焊锡附着在端子以外；b)焊接条件（温度、时间、次数）必须按规定说明执行；c)不要将电容器本身浸入到焊锡溶液中；d)焊接时，不要让其他产品倒下碰到电容器上；影响电解电容寿命的原因分析及对策(1)影响电解电容寿命的因素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。1.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。铝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 2Hours（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。铝电解电容器详解电容器的定义：电容器的物理定义就是由两个导电板，中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。具有介电特征的物质在电气工程上称为绝缘材料，物理学上称为电介质，而电容器行业称为介质。电容的基本单位为法拉（F）。常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法），1法拉（F）=1000000微法（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）,电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。 电容器的分类（1）按结构及电容器是否能调节分：有固定电容器、可变电容器和半可变电容器（2）按介质材料的不同分：有机介质电容器(包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器等)、无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)、电解电容器(包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气体介质电容器(包括空气电容器、真空电容器和充气电容器等)。（3）按作用及用途的不同分：有高频电容器、低频电容器、高压电容器、低压电容器、耦合电容器、旁路电容器、滤波电容器、中和电容器、调谐电容器（4）按封装外形的不同分：有圆柱形电容器、圆片形电容器、管形电容器、叠片形电容器、长方形电容器、珠状电容器、方块状电容器和异形电容器等多种（5）按引出线的不同分：有轴向引线型电容器、径向引线型电容器、同向引线型电容器和无引线型(贴片式)电容器等多种铝电解电容器结构图如右图所示铝电解电容器的特性1、标称电容量（Nominal Capacitance）指在测试频率120Hz时所测得之电容量，电容量与金属（铝箔）相对面积及介质常数成正比，与两极间距离成反比。C=A/d 2、电容量误差（Capacitance Tolerance）K（10%）, M（20%）, V（-10+20%）3、额定工作电压（Rated Working Voltage）（WV）在最高工作温度下，电解电容可以承受之最高直流电压。4、突波电压（Surge Voltage）（SV）在最高工作温度下，电解电容器可以承受之相当瞬间最高峰值电压。5、工作温度范围（Operating Temperature Range）25+85 , - 40+ 85 , - 25+105 , - 40+1056、等效串联电阻（Equivalent Series Resistance）（ESR）（电极电阻+电解质电阻+介质损失）。ESR= DF/2f C7、泄漏电流（Leakage Current）（LC）电容器施加直流电压，经规定时间后继续流通之最大直流电流。I0.01CV or 3A Whichever is greater （上示公式须视不同系列产品而定。）8、涟波电流（Ripple Current）（RC）在最高工作温度及120Hz（or 100KHz）频率下，电解电容器可以承受之最高交流电流。 （温度/频率补正系数）9、低温特性（Low Temperature Characteristics）是指在-25/-40时，与在常温20之最大阻抗比。铝电解电容器的寿命计算方法寿命估算(Life Expectancy)：电解电容在最高工作温度下，可持续动作的时间。Lx=Lo*2(To-Ta)/10 Lx=实际工作寿命Lo=保证寿命To=最高工作温度(85or105)Ta= 电容器实际工作周围温度Example： 规范值105/1000Hrs65寿命推估：Lx=1000*2(105-65)/10实际工作寿命：16000Hrs高温负荷寿命(Load Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：cap： 试验前之值的20%以内tan： 初期特性规格值的200%以下LC ： 初期特性规格值以下高温放置寿命(Shelf Life)：将电解电容器在最高工作温度下，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：cap: 试验前之值的20%以内tan:初期特性规格值的200%以下LC:初期特性规格值以下高温充放电试验(Charge/Discharge Test)将电解电容器在最高工作温度下，印加额定工作电压，经充电30秒后再放电330秒为一cycle，如此经1,000 cycles后，须符合下列变化：cap : 试验前之值的10%以内tan : 初期特性规格值的175%以下LC : 初期特性规格值以下涟波负荷试验(Ripple Life)将电解电容器在最高工作温度下，印加直流电压及最大涟波电流（直流电压+最大涟波电压峰值=额定工作电压），经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：cap : 试验前之值的20%以内tan : 初期特性规格值的200%以下LC : 初期特性规格值以下常用电解电容公式容抗 : XC=1/(2fC) 【】感抗 : XL=2fL 【】阻抗 : Z=ESR2+(XL-XC)2 【】涟波电流 : IR=(AT/ESR) 【mArms】功率 : P=I2ESR 【W】谐振频率 : fo=1/(2LC) 【Hz】铝电解电容器的基本原理1-1. 铝电解电容器的基本原理当在两个正对的金属电极上施加电压时，电荷将据电压的大小被储存起来，铝电解电容器的基本原理可以用图1-1来描述：Q=CV Q:电量( C ) V:电压(V ) C:电容量F C:电容器的电容量可以由电极面积S m2，介质厚度t m以及相对介电常数来表示： CF= 0S/t0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M)铝氧化膜的相对介电常数为78，要想获得更大的电容，可以通过增加表面积S或者减少其厚度t来获得。表1-1列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数，在很多情况下，电容器的命名通常是根据介质所使用的材料来决定的，例如：铝电解电容器、钽电容器等。介质相对介电常数介质相对介电常数铝氧化膜7 8陶瓷10 120薄膜树脂3.2聚苯乙烯2.5云母6 8钽氧化膜10 20 虽然铝电解电容器非常小，但它具有相对较大的电容量，因为其通过电化学腐蚀后，电极箔的表面积被扩大了，并且它的介质氧化膜非常薄。图1-2形象地描述了铝电解电容器的基本组成。1-2电解电容器的等效电路电容器的等效电路图可由下图2表示R1：电极和引出端子的电阻；R2：阳极氧化膜和电解质的电阻；R3：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻；D1：具有单向导电性的阳极氧化膜；C1：阳极箔的容量；C2：阴极箔的容量L ：电极及引线端子等所引起的等效电感量1-3电解电容器基本的电性能1-3-1 电容量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。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 （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 ，其测量条件与电容量相同。tan =RESR/ (1/wC)= wC RESR其中：RESR=ESR（120 Hz） w=2f f=120Hz tan 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/ 2fC XL=wL=2fL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。漏电流随时间变化特征图测试温度和电压对漏电流具有很大的影响。漏电流会随着温度和电压的升高而增大。 铝电解电容器的选用常识铝电解电容器的选用常识电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。电解电容器的检测A、因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，147F间的电容，可用R1k挡测量，大于47F的电容可用R100挡测量。 B、将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百k以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。C、对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D、使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。铝电解电容器的检测方法1)测量电解电容器的漏电电阻依照上述介绍的量程选择方法，选择万用表的合适量程，将红表笔接电解电容的负极，黑表笔接电解电容的正极，此时，表针向R为零的方向摆动，摆到一定幅度后，又反向向元穷大方向摆动，直到某一位置停下，此时指针所指的阻值便是电解电容器的正向漏电电阻，正向漏电电阻越大，说明电容器的性能越好，漏电流也越小。将万用表的红、黑表笔对调(红表笔接证极，黑表笔接负极)，再进行测量，此时指针所指的阻值为电容器的反向漏电电阻，此值应比正向漏电电阻小些。如测得的两漏电电阻值很小(几百千欧以下)，则表明电解电容器的性能不良，不能使用。检测电解电容器的方法如图1所示。图1电解电容器的检测(a)测量正向漏电阻;(b)测量反向漏电阻2)电解电容器正、负电极的判别电解电容器的正、负电极的判别方法主要是根据上列所述测量漏电电阻的方法。用万用表的欧姆挡，根据电解电容器的容量选好合适的量程，用两表笔接电容器的两引脚测其漏电电阻，并记下这个阻值的大小，然后将两表笔对调再测一次漏电电阻值，将两次测量的漏电电阻值对比，漏电电阻值小的一次，黑表笔所接触的是电解电容器的负极。用万用表对电容器进行检测时应注意以下三点:不论对电容器进行漏电电阻的测量，还是短路、断路的测量，在测量过程中要注意手不能同时碰触两根引线。由于电容器在测量过程中要有充、放电的过程，故当第一次测量后，必须要先放电(用万用表表笔将电容器两引线短路一下即可)，然后才可进行第二次测量。对在路电容器进行检测时，必须弄清所在电路的其他元器件是否影响测量结果，一般情况下应尽量不采用在路测量。铝电解电容器的使用常识1、直流电解电容器只能使用在直流电路上，其极性必须标明在适当的位置或在导针/端子旁边。2、在电路回路中如不清楚或不明确线路的极性时，则建议使用无极性电解容器。3、电解电容器的工作环境温度不能超过规定的使用温度范围。4、电解电容器应储存于低温及干燥场所，如储存期较长，则使用前应用额定电压对其重新老练。5、通过电解电容器的纹波电流不应超过其充许范围，如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电解电容器。6、使用时，电解电容器的工作电压不应超过其额定电压。7、电烙铁等高温发热装置应与电解电容器塑料外壳保持适当的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。8、在焊接铝电解电容器时，其焊接时间和焊接温度不应超过10秒钟及260摄氏度。9、对导针、端子，如施加超过规定的力，将会破坏电解电容器的内部结构。铝电解电容器电容器电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。铝电解电容器它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。铝电解电容器有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。主要性能指标标称容量和允许误差：电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。一般，电容器上都直接写出其容量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。如有的电容上标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示在后加0的个数，单位是pF。额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容器长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。绝缘电阻：由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上，电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，漏电电阻越大越好。介质损耗：铝电解电容在电场作用下消耗的能量，通常用损耗功率和电容器的无功功率之比，即损耗角的正切值表示。损耗角越大，铝电解电容器的损耗越大，损耗角大的电容不适于高频情况下工作。铝电解电容器的检测方法一、用万用表检查：检测前，应先把被测电解电容器短路一下。用万用表的 R10K或R1K档，把电解电容器的正极接黑表笔 ，负极接红表笔，表针应迅速向右摆（摆动的幅度大，有时甚至能冲过欧姆点，说明电容量大）；然后慢慢回摆，停在某一位置，这时所指的电阻数值，就是电解电容器的漏电阻。这个电阻值越大越好，一般应大于几百至几千欧；如果小于50千欧就不能再使用了。若表针始终停在位置，表明电容器内部开路；若表针始终停在0位置，表明电容器内部短路。二、用一节电池和一只耳机检查：把一节电池、耳机和电解电容组成一串联回路，当第一次接触电池时，听到的“喀、喀”声音很响，第二、第三“喀喀”声音渐渐变小，甚至变得很微弱，表明这只电解电容基本上是好的。如果都没的发出“喀喀”声音，或每次发出的“喀喀”声音都一样很响，说明这只电解电容器不能使用了。三、用机械万用表判别极性：用万用表的 R10K或R1K档，用交换表笔的办法分别测量正、反向漏电阻，以漏电阻较大的一次为准，此时黑表笔接的是电解电容器正极，红表笔接提负极。铝电解电容器详解电容器的定义：电容器的物理定义就是由两个导电板，中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。具有介电特征的物质在电气工程上称为绝缘材料，物理学上称为电介质，而电容器行业称为介质。电容的基本单位为法拉（F）。常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法），1法拉（F）=1000000微法（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）,电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的分类（1）按结构及电容器是否能调节分：有固定电容器、可变电容器和半可变电容器（2）按介质材料的不同分：有机介质电容器(包括漆膜电容器、混合介质电容器、纸介电容器、有机薄膜介质电容器、纸膜复合介质电容器等)、无机介质电容器(包括陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、玻璃釉电容器等)、电解电容器(包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器及合金电解电容器等)和气体介质电容器(包括空气电容器、真空电容器和充气电容器等)（3）按作用及用途的不同分：有高频电容器、低频电容器、高压电容器、低压电容器、耦合电容器、旁路电容器、滤波电容器、中和电容器、调谐电容器（4）按封装外形的不同分：有圆柱形电容器、圆片形电容器、管形电容器、叠片形电容器、长方形电容器、珠状电容器、方块状电容器和异形电容器等多种（5）按引出线的不同分：有轴向引线型电容器、径向引线型电容器、同向引线型电容器和无引线型(贴片式)电容器等多种铝电解电容器结构图如右图所示铝电解电容器特性1、标称电容量（Nominal Capacitance）指在测试频率120Hz时所测得之电容量，电容量与金属（铝箔）相对面积及介质常数成正比，与两极间距离成反比。C=A / d 2、电容量误差（Capacitance Tolerance）K（10%）, M（20%）, V（-10+20%）3、额定工作电压（Rated Working Voltage）（WV）在最高工作温度下，电解电容器可以承受之最高直流电压。 4、突波电压（Surge Voltage）（SV） 在最高工作温度下，电解电容器可以承受之相当瞬间最高峰值电压。 5、工作温度范围（Operating Temperature Range）25+85 , - 40+ 85 , - 25+105 , - 40+105 6、等效串联电阻（Equivalent Series Resistance）（ESR）（电极电阻+电解质电阻+介质损失）。ESR= DF/2f C7、泄漏电流（Leakage Current）（LC） 电容器施加直流电压，经规定时间后继续流通之最大直流电流。I0.01CV or 3A Whichever is greater （上示公式须视不同系列产品而定。）