一:溫度對電容器壽命的影響。
一 般情況下,電容的壽命隨溫度的升高而縮短,最明顯的是電解電容器。一個極限工作溫度為85℃的電解電容器,在溫度為20℃的條件下工作時,一般情況可以保證181019小時的正常工作時間;而在極限溫度85℃的條件下工作時,一般情況僅僅可以保證2000小時的正常工作時間。由此可見,溫度對電容器的壽命有非常大的影響。
二:溫度與電容的損耗成正比。
任何電容器都有一個損耗角正切值,也就是損耗值。一般情況下,正切值會隨溫度的升高而加大,以CC10型高頻瓷介電容舉個例子,在20℃左右的情況下,正切值為0.0012,在85℃溫度時,正切值為0.0018,可以看出溫度對電容器的損耗影響還是挺大的。

作為開關電源的輸出整流濾波電容器,臥式電解電容往往是首要的選擇,鋁電解電容器的電容量wq可以滿足要求,而ESR則相對比較高。可以通過多只并聯的方法降低ESR。也可以選擇更大的電容量來降低ESR
ESR是高頻電解電容里面最重要的性能參數,很多電容供應商都強調“LOW ESR”這一性能特征,也就是ESR值很小的意思。那么,我們如何正確理解LOW ESR的實際意義呢?由于現在電子技術的發展,供應給硬件的電壓正呈現越來越低的趨勢,例如FPGA、DSP、RAM系列的供電電壓都是很低,有的電路電 壓小于2V,相比以前動輒3、4V的電壓要低得多。但是,另一方面這些芯片由于晶體管和頻率爆增,需求的功耗卻是有增無減,因此按P=UI的公式來計算, 這些設備對電流的要求就越來越高了。
比如在電腦主板上,例如兩顆功耗同樣是70W的CPU,前者電壓是3.3V,后者電壓是 1.8V。那么,前者的電流就是I=P/U=70W/3.3V大約在21.2A左右。而后者的電流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A,達到了 前者的近一倍。在通過電容的電流越來越高的情況下,假如電容的ESR值不能保持在一個較小的范圍,那么就會產生比以往更高的漣波電壓(理想的輸出直流電壓 應該是一條水平線,而漣波電壓則是水平線上的波峰和波谷)。
此外,即使是相同的漣波電壓,對低電壓電路的影響也要比在高電壓情況下更 大。例如對于3.3V的MCU而言,0.2V漣波電壓所占比例較小,還不足以形成致命的影響,但是對用于1.8V供電的FPGA、DSP而言,同樣是 0.2V的漣波電壓,其所占的比例就足以造成數字電路的判斷失誤。
那么ESR值與漣波電壓的關系何在呢?我們可以用以下公式表示:
V=R(ESR)×I
這個公式中的V就表示漣波電壓,而R表示電容的ESR,I表示電流。可以看到,當電流增大的時候,即使在ESR保持不變的情況下,漣波電壓也會成倍提高,采用更低ESR值的電容是勢在必行。這就是為什么如今的板卡等硬件設備上所用的電容,越來越強調低ESR的原因。


電解電容降壓工作原理是利用電容在一定的交流信號頻率下產生的容抗來限制zui大工作電流。
在50Hz的工頻條件下,一個1uF的電容所產生的容抗約為3180歐姆。當220V的交流電壓加在電容器的兩端,則流過電容的zui大電流約為70mA。雖然流過電容的電流有70mA,但在電容器上并不產生功耗,應為如果電容是一個理想電容,則流過電容的電流為虛部電流,它所作的功為無功功率。
根據這個特點,我們如果在一個1uF的電容器上再串聯一個阻性元件,則阻性元件兩端所得到的電壓和它所產生的功耗wq取決于這個阻性元件的特性。例如,我們將一個110V/8W的燈泡與一個1uF的電容串聯,在接到220V/50Hz的交流電壓上,燈泡被點亮,發出正常的亮度而不會被燒毀。因為110V/8W的燈泡所需的電流為8W/110V=72mA,它與1uF電容所產生的限流特性相吻合。
同理,我們也可以將5W/65V的燈泡與1uF電容串聯接到220V/50Hz的交流電上,燈泡同樣會被點亮,而不會被燒毀。因為5W/65V的燈泡的工作電流也約為70mA。因此,電容降壓實際上是利用容抗限流。而電容器實際上起到一個限制電流和動態分配電容器和負載兩端電壓的角色。

