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鋁電解電容器常見缺陷的規避方法
因其低成本的特點，鋁電解電容器一直都是電源的常用選擇。但是，它們壽命有限，且易受高溫和低溫條件的影響。鋁電解電容器在浸透電解液的紙片兩面放置金屬薄片。這種電解液會在電容器壽命期間蒸發，從而改變其電氣屬性。如果電容器失效，其會出現劇烈的反應：電容器中形成壓力，迫使它釋放出易燃、腐蝕性氣體。
電解質蒸發的速度與電容器溫度密切相關。工作溫度每下降10攝氏度，電容器壽命延長一倍。電容器額定壽命通常為在其zui大額定溫度下得出的結果。典型的額定壽命為105攝氏度下1000小時。選擇這些電容器用于圖1所示LED燈泡等長壽命應用時（LED的壽命為25000小時），電容器的壽命便成了問題。要想達到25000小時壽命，這種電容器要求工作溫度不超過65攝氏度。這種工作溫度特別具有挑戰性，因為在這種應用中，環境溫度會超出125攝氏度。市場上有一些高額定溫度的電容器，但是在大多數情況下，鋁電解電容器都將成為 LED燈泡壽命的瓶頸組件。
圖1：這種105℃電容器可能不會達到其聲稱的23年壽命
這種壽命溫度依賴度實際影響了您降低電容器額定電壓的方法。您首先想到的可能是增加電容器額定電壓來zui小化電介質失效的機率。但是，這樣做會使電容器的等效串聯電阻 (ESR)更高。由于電容器一般會具有高紋波電流應力，因此這種高電阻會帶來額外的內部功耗，并且增加電容器溫度。故障率隨溫度升高而增加。實際上，鋁電解電容器通常只使用其額定電壓的80%左右。
電容器溫度較低時，ESR急劇增加，如圖2所示。在這種情況下，-40℃下，電阻呈數量級增加。這在許多方面都會影響到電源性能。如果電容器用于開關式電源的輸出端，則輸出紋波電壓呈數量級增加。另外，在ESR和輸出電容形成的零以上頻率，它讓環路增益增加一個數量級，從而影響控制環路。這會產生一個有振蕩的不穩定電源。為了適應這種強震動，控制環路通常會在空間方面做出巨大妥協，并在更高溫度下工作。
圖2：低溫下ESR性能急劇下降
總之，鋁電解電容器通常是*的選擇。但是，您需要確定其缺點是否會對應用產生不利影響。您需要通過其工作溫度，考慮其壽命長短。另外，您還要適當地降低其額定電壓，這樣您才能實現zui低溫度運行，從而獲得zui長的使用壽命。zui后，您需要理解必須使用的ESR范圍，這樣您才能正確地設計出控制環路，從而滿足設計的紋波規范要求