450V5600UF电解电容 黑金刚RWQ系列电容详细介绍

                          450V5600UF电解电容 黑金刚RWQ系列电容

1:电解电容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。尽管每种电解电容都能储存电能，但对于特定的应用来说，电介质技术在电解电容的选择中起着重要的作用。 

电解电容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 

储能型电解电容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40～450VDC、电容值在220～150000ΜF之间的电解电容是较为常用的。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解电容。 

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时，应当考虑以下参数。 

典型电源中的电解电容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）值决定了电解电容的温升。 

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，电解电容的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解电容寿命，因此，制造商们均***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解电容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解电容的选择。由于这些电解电容承受着很陡的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470PF～47NF之间。对于大功率的半导体器件，如IGBT，电容值可高达2.2ΜF，电压在1200VDC的范围内。 

不能仅根据电容值/电压值来选择电解电容。在选择浪涌电压保护电解电容时，还应考虑所需的DV/DT值。耗散因子决定着电解电容内部的功率耗散。因此，应选择一个具有较低损耗因子的电解电容作为替换。 

EMI/RFI抑制 

这些电解电容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，这些电解电容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-级电解电容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解电容。X电解电容在线路之间对此电流提供“短路”，Y电解电容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电解电容还有更细的分类。例如：一个电容值高达1ΜF的X2电解电容的额定峰值浪涌电压为2.5KV，而电容值相近的X1电解电容，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解电容的级别。 

2;电解电容与温度之间的影响

现在天气除了南方天气还好一些不是很冷，其它各地天气都渐渐越来越冷了，尤其是北方天气都零下多少度了，大概很多用电解电容的厂家还不知道温度与电解电容之间的许多方面的影响。多数电解电容厂家通常只考虑电解电容的容量和耐压值，往往疏忽了温度对电解电容的各种影响。下面我们来看看电电解电解电容与温度之间的特性。

实际上，电容的许多参数与温度密切相关。所以在使用电解电容时应该注意到温度对电容的影响，特别是在进行精密电路、长寿命电路设计时，更应该充分考虑到温度与电容的关系。 一、温度与电容的寿命。 一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容。一个极限工作温85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般情况可以***181019小时的正常工作时间；而在极限温度85℃的条件下工作时，一般情况仅仅可以***2000小时的正常工作时间。所以，在设计电路时，应注意此情况，而且电解电容里面是电解液，温度过高会导致电解液干枯，从而容量减小或失效。电容的寿命随温度升高而缩短，电解电容由于在纹波电流叠加时自我发热、温度上升而老化，每升温5～10℃寿命减少一半，要想保持长寿命请在使用过程中降低纹波电流。此外，额定电压的80%以上到额定电压范围内可通过降低电压延长寿命。

3:什么叫电容，也就是容纳和释放电荷的电子元器件叫电解电容。电解电容在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件，电解电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。同时电解电容还具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。并广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。大家只要熟悉了电解电容在不同电路中的名称和作用意义，就有助于大家读懂电子电路图。另外电解电容的结构也非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电解电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。

在隔断直流电路中，电解电容的作用是阻止直流通过，让交流通过。在耦合电路中电解电容的作用是，在低频信号的传递与放大过程中，为了防止前后两级电路的静态工作点相互影响，电解电容作为两个电路之间的连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响，通常情况下为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用大容量电解电容！电解电容在电源电路中的滤波作用，是以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑，一般情况下使用容量较大的高频电解电容。电解电容器在调谐电路中对与频率相关的电路进行系统调谐，起到选择振荡频率的作用。电解电容的作用非常的多，因此在不同的电路中可选用不同用途及作用的电解电容。

4：电解电容的检测方法：1)测量电解电容的漏电电阻 

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的正向漏电电阻，正向漏电电阻越大，说明电解电容的性能越好，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解电容的反向漏电电阻，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。检测电解电容的方法如图1所示。 

图1电解电容的检测 

(a)测量正向漏电阻;(b)测量反向漏电阻 

2)电解电容正、负电极的判别 

电解电容的正、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的负极。 

用万用表对电解电容进行检测时应注意以下三点: 

①不论对电解电容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。 

②由于电解电容在测量过程中要有充、放电的过程，故当次测量后，必须要先放电(用万用表表笔将电解电容两引线短路一下即可)，然后才可进行***次测量。 

③对在路电解电容进行检测时，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。 

5：怎样让你的电解电容用的***久：在污染越来越严重的环境下,保护我们的生产设备能延长寿命,降低生产成本,那是一个很值得关注的问题.特点是对工作环境要求高的电解电容.我们务必得严格按它的工作环境需求来执行.

1）.电解电容应避免在淋雨，滴水，导电尘埃多和有腐蚀性气体散发的地方。

2）.电解电容应安装在通风好易散热的地方，若安装两台以上的电解电容之间距有50mm以上，且充分注意环境空气温度，尽可能的避免太阳直射的地方。做好通风散热。

3）.电解电容接线端子，必须保持接触良好，在新运行24小时检查一次，以后定期检查，***接触良好。

4）.定期检测单台电容各相电流，看是否与标称电流有明显差别，如发现不正常现象应检查相应的电路，即时排除.

5）.定期检查电解电容的运行温度，如果发现个别电解电容温升过高应更换电解电容.

6）.使用自愈式电解电容的自动投切装置必须采用循环投切制，防止在某1－2组电解电容上反复投切，同时还应加装投切电路，投切延时间不得少于30S，高于60S。

7）.自动投切设备应有降低涌流措施，常用方法是加装适当的电抗器或使用专用的接触器，不管采用什么方法，应***电解电容在投切时涌流不于50In，小于20In。

8）.自动投切设备具有谐波超值保护，以防谐波对电解电容的破坏，这一点应引起用户的足够重视。

9）.在用手工投切的自愈式电解电容，应注意不要瞬时反复操作，再次操作之间间隔应不小于60S，每年总投切次数应不超过5000次。

6：电解电容的耐压测试方法：电解电容耐压测试及应用 

    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***电路可靠工作。 

    对于电解电容，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、Ral～Ral 1组成电流可调的恒流源。高压的经整流滤波后由Rbl～RblO、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4700μF以上的电容，可选择大于10mA的测试电流；对于1000～4700μF的电，容，可选择5mA左右的测试电流：对于10μF以下的电容，可选择0.2～1mA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的产品实例。 

二、测试经验总结 

    1）.电解电容容量越大，测试电流（漏电流）也应相应变大。 

    国产的电解电容，在额定电压6.3～450V，标称容量10～680μF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（20℃±5℃时，K=O.03）；U为额定工作电压（V）；C为标称容量（μF）； 

    2）.由于电解电容只能单向工作，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，由于氧化膜的分解，容量、耐压都有一定的衰减，在次使用时，应先加低压（1／2额定耐压）老化一段时间（等效电解电解电容的赋能）。 

    4）.同样的容量和耐压的电解电容，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，其相同的测试电流，电压指针偏转快的，漏电流较小。 

    5）.***电解电容极限耐压一般为其额定电压的120％左右。 

7：电解电容的选用常识 

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，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100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kΩ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，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。 

8：电解电容的寿命计算方法：寿命估算(Life Expectancy)：电解电容在工作温度下，可持续动作的时间。 

Lx=Lo*2(To-Ta)/10  

Lx=实际工作寿命 

Lo=***寿命 

To=工作温度(85℃or105℃) 

Ta= 电解电容实际工作周围温度 

Example： 规范值105℃/1000Hrs 

65℃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)将电解电容在工作温度下，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：Δcap： 试验前之值的20%以内 

tanδ： 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)：将电解电容在工作温度下，经一持续规定完成时间后，须符合下列变化：Δcap: 试验前之值的20%以内 

tanδ: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)将电解电容在工作温度下，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：Δcap : 试验前之值的10%以内 

tanδ : 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)将电解电容在工作温度下，印加直流电压及涟波电流（直流电压+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：Δcap : 试验前之值的20%以内 

tanδ : 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/(2πfC) 【Ω】 

感抗 : XL=2πfL 【Ω】 

阻抗 : Z=√ESR2+(XL-XC)2 【Ω】 

涟波电流 : IR=√(βA△T/ESR) 【mArms】 

功率 : P=I2ESR 【W】 

谐振频率 : fo=1/(2π√LC) 【Hz】 

9：电解电容的使用注意事项：

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解电容，应当避免在下述情况下使用： 

a)高温（温度超过使用温度） 

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：①在电路设计时，请选用与机器寿命相当的电解电容。 

②机器性能有特殊要求时，可与研发人员探讨，制作适用的特规电解电容。 

（2）电解电容外壳、辅助引出端子与正、负极以及电路板间必须完全隔离； 

（3）当电解电容套管的绝缘不能***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解电容： 

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）在设计电解电容的安装时，必须确认下述内容： 

a)电解电容正、负极间距必须与线路板孔距相吻合； 

b)***电解电容防爆阀上方留有一定的空间； 

c)电解电容防爆阀上方尽量避免配线及安装其他元件； 

d)电路板上，电解电容的安装位置，请不要有其他配线； 

e)电解电容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解电容时，电解电容的安装位置避免多余的基板孔和过孔； 

c)两只以上电解电容并联连接时的电流均衡； 

d)两只以上电解电容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)为了对电解电容进行点检，测定电气性能时，除了卸下的电解电容，装入机器中通过电的电解电容请不要再使用； 

b)当电解电容产生再生电压时，需通过约1KΩ左右的电阻进行放电； 

c)长期保存的电解电容，需通过约1KΩ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)不要让电解电容掉到地上，掉下的电解电容请不要再使用； 

f)变形的电解电容不要安装； 

g)电解电容正、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)不要将电解电容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解电容上； 

10：如何选用滤波用电解电容：

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，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μF，因此普通低频电解电容的目标是以提高电容量为主，电解电容的电容量、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***达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频电解电容优劣的标准是“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电解电容有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电解电容的正极，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。高频电解电容还有多芯的形式，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，提高了电解电容承受大电流的能力。 

11：电解电容降压原理：

电解电容降压原理综述：电解电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电解电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制工作电流。 

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的交流电压加在电解电容的两端，则流过电容的电流约为７０ｍＡ。虽然流过电容的电流有７０ｍＡ，但在电解电容上并不产生功耗，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的电解电容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。而电解电容实际上起到一个限制电流和动态分配电解电容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，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。