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(shí)候，我們常常關(guān)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(jì)算壽命參數(shù)等 等；對(duì)于電解電容在開關(guān)電源的使用時(shí)， 我們經(jīng)常推薦使用高頻低阻抗的電解 電容參數(shù)，往往廠家推薦的高頻低阻抗是在常溫下（1825C）的參數(shù)；在 實(shí)際的應(yīng)用中，我們消費(fèi)類產(chǎn)品為了滿足全球工作的氣候范圍對(duì)產(chǎn)品的測試有要求更低的溫度范圍，比如零下20 C!在實(shí)際工作中電解電容在一20 c時(shí) 電解電容的容量會(huì)變低可能大家比較了解； 還有一個(gè)重要的參數(shù)低溫下的電解電 容的ESR這個(gè)參數(shù)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(shí) 要高很多倍；在使用時(shí)我們需要重點(diǎn)考慮。我將電解電容在低溫一20 c時(shí)其高的ESR帶來的應(yīng)用問題進(jìn)行分享;A. 一顯示驅(qū)動(dòng)的背光系統(tǒng)采用 BOOST的方案設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)：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(shí)其采樣電阻上檢測到對(duì)應(yīng)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(jìn)行放大展開觀察其細(xì)節(jié)波形：正常的設(shè)計(jì)電流ILED =275mA ;正常工作時(shí)IC有過電流檢測功能，可以確定此時(shí)的ILED最大到1A 超過OCP的保護(hù)值點(diǎn)超過內(nèi)部檢測機(jī)制控制時(shí)間后，系統(tǒng)進(jìn)行了保護(hù)操作； 同時(shí)從每個(gè)開通的檢測時(shí)間周期上來看每個(gè)輸出 VLED 電解電容周期上都會(huì) 有一個(gè)輸出的過沖電壓C.由于常溫工作時(shí)系統(tǒng)無此現(xiàn)象；對(duì)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(gè)開關(guān)周期都會(huì)出現(xiàn)輸出過沖電壓的情況；在低溫下電解電容容量會(huì)變低，先進(jìn)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(shù)據(jù)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(xiàn)系統(tǒng) VLED 電解電容的輸出紋波電壓 增大了，沒有出現(xiàn)過大的尖峰電壓，系統(tǒng)沒有出現(xiàn) OCP現(xiàn)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(duì) 系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生大的影響；低溫下電解電容ESR也會(huì)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(jìn)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(xiàn)象；說明在低溫下一15 c時(shí)電解電容的ESR對(duì)比常溫有比較明顯的變化；由此我們通過實(shí)驗(yàn)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(jìn)行LCR表進(jìn)行數(shù)據(jù)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(shí)后，拿出馬上測試數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)可以看到；電解電容在低溫環(huán)境下其ESR的變化對(duì)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(huì)相差 好幾十倍甚至100倍以上；其電容大的ESR會(huì)對(duì)系統(tǒng)的使用產(chǎn)生影響，因此 電解電容在使用時(shí)在低溫環(huán)境下要選擇好電解電容的容量及裕量設(shè)計(jì)！注意：由于每個(gè)電解電容廠家的工藝及技術(shù)會(huì)有差別； 在低溫