電容紋波電流

2021-02-14 電源研發精英圈

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紋波電流 

紋波電流或電壓是指的電流中的高次諧波成分,會帶來電流或電壓幅值的變化,可能導致擊穿,由於是交流成分,會在電容上發生耗散,如果電流的紋波成分過大,超過了電容的最大容許紋波電流,會導致電容燒毀。

額定紋波電流（ IRAC ） 

額定紋波電流 IRAC 又稱為最大允許紋波電流。其定義為：在最高工作溫度條件下電容器最大所能承受的交流紋波電流有效值。並且指定的紋波為標準頻率（一般為 100Hz--120Hz ）的正弦波。

紋波電流在這裡指的是流經電容器的交流電流的 RMS 值，其在電壓上的表現為脈動或紋波電壓。電容器最大允許紋波電流受環境溫度、電容器表面溫度（及散熱面積）、損耗角度（或 ESR ）以及交流頻率參數的限制。溫度是電解電容器件壽命的決定性因素，因此由紋波產生的熱損耗將成為電容壽命的一個關鍵參考因數。  

在一些資料中將此二者稱做「漣波電流」和「漣波電壓」，其實就是 ripple current，ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR 之間的關係密切，可以用下面的式子表示： Urms = Irms × R 式中，Urms 表示紋波電壓 Irms 表示紋波電流 R 表示電容的 ESR 

由上可見，當紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高。換言之，當紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流後，由於電容內部的等效串連電阻（ESR）引起發熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的，紋波電流與頻率成正比，因此低頻時紋波電流也比較低。

電解電容的損耗因子（其與 ESR 有關）隨所施加電壓的頻率不同而不同。故電容的紋波承受度不簡單是一個固定量，跟其紋波頻率還成正相關關係。規格書目中提供的某一數值往往指的是 100 或 120 Hz 的頻率，或是一些特定的頻率條件下。對於其它頻率情況規格書通常會提供一個轉換因數。

額定紋波電流是在最高工作溫度條件下定義的數值。而實際應用中電容的紋波承受度還跟其使用環境溫度及電容自身溫度等級有關。規格書目通常會提供一個在特定溫度條件下各溫度等級電容所能夠承受的最大紋波電流。甚至提供一個詳細圖表以幫助使用者迅速查找到在一定環境溫度條件下要達到某期望使用壽命所允許的電容紋波量。

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