文档介绍：陈亚爱张卫平(北方工业大学机电工程学院,北京石景山100041)摘要:研究了铝电解电容器的等效模型,讨论了铝电解电容器在不同频率下,其等效串联电容、介质损耗因子、阻抗随频率变化特性,采用Agilent4395A阻抗分析仪测量了铝电解电容器参数、阻抗-频率特性等。实测证明,实际的铝电解电容器的阻抗-频率特性与理想铝电解电容器的阻抗-频率特性有明显的差异,Le-Re-C串联等效模型最能代表铝电解电容器的实际模型。Abstract:,--Re-:铝电解电容器;模型;阻抗-频率特性;测试图1Buck变换器电源是所有电气设备的心脏。开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点,在我国通信、信息、家电和国防等领域得到广泛应用。无论哪种DC-DC变换器,主电路使用的元件都是电子开关、电感和电容,如图1所示为Buck变换器电路,其中铝电解电容器特性对主电路的传递函数有着直接的影响。阻抗-频率特性是铝电解电容器重要的电气参数之一,研究它并建立铝电解电容器等效模型有实际意义。清楚了解影响阻抗-频率特性各因素,既是合理设计电路的基础,也是分析电路失效性的依据。在实际运行的铝电解电容器两端加交流电压时,并不是只存在电容量,还存在串联等效电阻和串联等效电感等,且电容量、串联等效电阻、阻抗、介质损耗因子tgδ等均随工作频率的不同而变化。本文将就铝电解电容器的等效模型、阻抗-频率特性以及电容参数的测试进行讨论。(液体或固体)、阳极铝电极、阴极铝电极、衬垫纸、引线等组成。如果设RP为介质层等效并联电阻,Re为等效串联电阻、Le为等效串联电感,C为电容量,则可用图2所示的等效电路来描述铝电解电容器。图3忽略RP时的等效电路图中Re的大小与电解液的电导率、衬垫纸的绝缘效能、介质层的介电损耗因子、电极与导针的接触电阻等因数相关,因此Re随工作条件和环境而变化;等效电感Le是由电极和导针引起的,它在低频时受工作条件的影响较小;对于介质层等效并联电阻RP,一般存在RP>>XC,因此可忽略。忽略RP时,图2的等效电路可简化成图3的等效电路。由图3可得电容器的阻抗模型为图4电容器的等效电路(1)由于低频时等效电感Le受工作条件的影响较小,如果再忽略等效电感Le则可得到由理想电容C和电阻Re串联的简化等效电路如图4所示。在图4所示等效电路中,假设电容量C和电阻Re的大小是不随频率而变化的,可得电容器的阻抗模型为(2)图5理想电容器的阻抗--频率特性根据式(2)可得电容器的阻抗绝对值为(3)由上式可得到电容器阻抗-频率特性曲线如图5所示。从图中可见,特性在低频段是一条