電解電容在低溫下的ESR問題分析

1、電解電容在低溫下的 ESR問題分析在我們使用電解電容的時候，我們常常關心到電解電容的容量，工作頻率， 使用壽命，高頻特性；電解電容的使用紋波電流，溫升情況及計算壽命參數等 等；對于電解電容在開關電源的使用時， 我們經常推薦使用高頻低阻抗的電解 電容參數，往往廠家推薦的高頻低阻抗是在常溫下（1825C）的參數；在 實際的應用中，我們消費類產品為了滿足全球工作的氣候范圍對產品的測試有要求更低的溫度范圍，比如零下20 C!在實際工作中電解電容在一20 c時 電解電容的容量會變低可能大家比較了解； 還有一個重要的參數低溫下的電解電 容的ESR這個參數大家最容易忽略！電解電容在低溫環(huán)境下的 ESR比正常

2、時 要高很多倍；在使用時我們需要重點考慮。我將電解電容在低溫一20 c時其高的ESR帶來的應用問題進行分享;A. 一顯示驅動的背光系統(tǒng)采用 BOOST的方案設計原理如下BOOST的升壓供電部分VLED +CH1 : VLED 電解電容 CH3: 12V-VCC CH4 : ILED從測試的波形數據：輸出的LED電流的尖峰值 跟VLED的輸出電解電容 的電壓變化一致；輸出 VLED 電解電容上有較大尖峰電壓 LED的控制MOS管開通時其采樣電阻上檢測到對應的尖峰電流prtvu二吶科,*曲嘉物搬微笈電磁兼容EMCCH1 : VLED 電解電容 CH3: 12V-VCC CH4 : ILED將測試波

3、形進行放大展開觀察其細節(jié)波形：正常的設計電流ILED =275mA ;正常工作時IC有過電流檢測功能，可以確定此時的ILED最大到1A 超過OCP的保護值點超過內部檢測機制控制時間后，系統(tǒng)進行了保護操作； 同時從每個開通的檢測時間周期上來看每個輸出 VLED 電解電容周期上都會 有一個輸出的過沖電壓C.由于常溫工作時系統(tǒng)無此現象；對于一15 c的工作的差異情況，由于 輸出V-LED電解電容在每個開關周期都會出現輸出過沖電壓的情況；在低溫下電解電容容量會變低，先進行模擬電解電容變低的條件測試，將原來的22uF/160V降低為10uF及1uF的測試數據如下:CH2 : VLED 電解電容 CH3:

4、 ILED通過減小輸出電解電容的容量發(fā)現系統(tǒng) VLED 電解電容的輸出紋波電壓 增大了，沒有出現過大的尖峰電壓，系統(tǒng)沒有出現 OCP現象。D.上面的測試說明系統(tǒng)在低溫一15 c的情況，電解電容的容量的變化對 系統(tǒng)不會產生大的影響；低溫下電解電容ESR也會有變化，因此測試在VLED 電解電容的輸出端串聯(lián)10R100R的電阻進行模擬ESR增大的情況：CH1 : VLED 電解電容 CH4 : ILED通過模擬增加電解電容ESR的方法模擬到和故障一致的現象；說明在低溫下一15 c時電解電容的ESR對比常溫有比較明顯的變化；由此我們通過實驗測試的方法直接將使用的 22uF/160V 47uF/160V

5、的電解電容在常溫和低溫-15 c環(huán)境下進行LCR表進行數據測試如下1 .常溫測試ESR測試頻率100KHZ ESR= 0. 33R 22uF / 160V &47uF / 160V 基本相同2 . 15 C冰箱環(huán)境放置1小時后，拿出馬上測試數據如下：電路板使用的22uF/160V的電解電容539北 /口* * * * 測試頻率一100KHzESR增大至ij= 8. 39R另一只47uF/160V 的電解電容4/八 測試頻率一100KHZ ESR增大至|J=4. 13R通過上面測試數據可以看到；電解電容在低溫環(huán)境下其ESR的變化對比常溫情況下ESR的變化很大，特別是在使用小容量的電容其變化差異會相差 好幾十倍甚至100倍以上；其電容大的ESR會對系統(tǒng)的使用產生影響，因此 電解電容在使用時在低溫環(huán)境下要選擇好電解電容的容量及裕量設計！注意：由于每個電解電容廠家的工藝及技術會有差別； 在低溫