【bob综合体育官网登录】深入理解电容、波纹和自发热

在评估纹波时，一般来说环绕纹波电压和纹波电流这两个组成部分来展开。在大多数应用于中，纹波是工程师要最大限度诱导的一种电路状态。例如，在将交流电源转换成平稳直流输入的AC-DC转换器中，要极力防止AC电源不会以一种小幅、根据频率的变化信号变换在DC输入之上的一种现象。然而，在其它情况下，波纹可以是种适当的设计功能，例如，时钟信号或数字信号就可利用电压电平的变化来转换器件的状态。

　　在后一种情况，对波纹的考量可以说道非常非常简单：不要让峰值电压多达电容的额定电压。然而，最重要的是要牢记：峰值电压是最低纹波电压与电路中直流偏置电压之和。另外，对使用钽、铝和铌氧化物技术的电解电容来说，还有另一个须要特别注意的地方：不要让纹波电压的最小值丢弃到零电位以下，因为这将造成电容工作在偏移偏压条件。

这一拒绝也限于于低频应用于的II类陶瓷电容。　　电容起着电荷库的起到，当电压减少时，它们被电池；电压减少时，它们向阻抗静电；它们实质上起着光滑信号的起到。电容将经历变化的电压，并根据产生的电源，还有可能有变化的电流，以及倒数和间歇性的脉动功率。

无论输出形式为何，电容电场经历的变化将造成介电材料中偶极子的波动，从而产生热量。这一被称作自痉挛的反应不道德，是郎电性能沦为最重要指标的主要原因之一，因为任何宿主电阻(ESR)或电感(ESL)都将减少能耗。

　　具备低损耗(即较低ESR/DF和较低ESL)的电介质将于多ESR和DF的电介质痉挛较少；但这些参数也随频率变化，因为有所不同介电材料在有所不同频率范围可分别获取最佳性能(即，痉挛最多)。　　电容电介质外壳，就电容的总质量来说，它有可能仅有占到一小部分，所以在评估波纹时，也须要考虑到其结构中所用的其它材料。例如，无极性电容(如陶瓷或薄膜电容)中的电容板是金属的；而极性电容(如钽或铝)，具备一个金属阳极(而在铌氧化物技术中，阳极是导电氧化物)和一个半导体阴极(如二氧化锰或导电聚合物)。

在外部相连或插槽上，还有各种导电触点，还包括金属(如：铜、镍、银钯和锡等)和导电环氧树脂，当AC信号或电流通过这些材料时，它们都会有一定程度的痉挛。　　要理解这些因素如何发挥作用，我们以用于液体钽电容在直流电源输入级光滑残余AC纹波电流为事例。

首先，由于这是一种极性技术，所以必须一个于是以电压偏置，以避免AC分量引发偏移偏压情况的再次发生。该偏置电压一般来说是电源的额定输入电压。

　　图1：纹波电压变换在偏置电压上。　　Voltage:电压　　Time:时间　　在我们考虑到纹波前，我们必需留意由产生的直流偏压产生的痉挛。电容不是理想器件，一种宿主现象是跨接介电材料的并联电阻，该电阻将造成溢电流(DCL)的再次发生。

这个小DC电流不会造成痉挛，但是不像其它典型应用于的纹波状态，该痉挛一般来说可忽略不计。一个100uF/10V贴片式钽电容，在室温下，其DCL不多达10uA(100uA@85℃)，所以其仅次于功耗为1mW。

　　接下来，我们看由在等价频率(相等R，完全相同频率下电容的ESR)下电流的纹波值产生的功耗(相等I2R，其中I是电流皆方根[rms])。　　我们以实地考察一个正弦纹波电流及其RMS等效值应从。如果在某一频率，我们使一个1AIrms的电流流经一个100mESR的电容，其产生的功耗是100mW。若倒数供电，基于电容元件结构和PCB材料的热容量、以及向周围风扇所采行的所有措施(例如：对流、传导和电磁辐射的人组)，该电流将使电容在内部痉挛，直到它与周围环境超过均衡。

在这种情况，纹波痉挛是DC漏电流痉挛的100倍，因此后者(如前所述)可以忽略不计。然而，当评估一款新的电容时，选用检查DC漏电流痉挛总是个自由选择。　　在定义了要求由所加纹波造成的自痉挛的若干因素后，我们现在可以著手设置一个容许。虽然，多大的纹波就过于大了？这个问题完全没相同答案，就像绳子多长？这个问题的答案一样；所以，标准的方法是只原作一个给定的温度变化，并以此为参考点，以偏移推算出对等价的电容来说，必须多大波纹才能引发这种变化。

　　一般来说，根据电容技术，建议：自由选择+10℃或+20℃作为最低温度增量容限。用于以下参照条件计算出来产生上述条件所需的纹波：　　1）25℃的环境温度；　　2）纹波是倒数正弦波，且其频率对应于该电容的ESR测试频率；　　3）自由空间(即，没散热器或强迫加热，并能权利在最少五个方位[另一个方位有可能焊到测试板]展开热辐射)内的电容；　　4）而且，在极性电容器情况下，要产生直流偏压以保证涉及的纹波电压会在电容上产生任何偏移电压。

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