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寄生對陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同

顯示運(yùn)作在500kHz下的連續(xù)同步調(diào)節(jié)器模擬的電源輸出電容器波形。它使用圖1所示三種電容器的主要阻抗：陶瓷電容；鋁ESR;鋁聚合物ESL.

紅色線條為鋁電解電容器，其由ESR主導(dǎo)。因此，紋波電壓與電感紋波電流直接相關(guān)。紋波電流額定值的溫度特性由上面紋波電流額定值的定義中可以看出，決定紋波電流額定值的因素中，ESR和△Tmax都是與溫度有關(guān)的量。藍(lán)色線條代表陶瓷電容器的紋波電壓，其擁有小ESL和ESR.這種情況的紋波電壓為輸出電感紋波電流的組成部分。由于紋波電流為線性，因此這導(dǎo)致一系列時間平方部分，并且外形看似正弦曲線。

綠色線條代表紋波電壓，其電容器阻抗由其ESL主導(dǎo)，例如：鋁聚合物電容器等。在這種情況下，輸出濾波器電感和ESL形成一個分壓器。這些波形的相對相位與我們預(yù)計的一樣。ESL主導(dǎo)時，紋波電壓引導(dǎo)輸出濾波器電感電流。如果考慮ESR隨溫度上升而減小的特點，受ESR的影響溫度的升高會使紋波電流額定值有所增加，這在一定程度上彌補(bǔ)了受最1大允許溫升影響而減小的紋波電流額定值，即在一定程度上彌補(bǔ)了電容器對紋波電流的承受能力的損失。ESR主導(dǎo)時，紋波與電流同相，而電容主導(dǎo)時，其延遲。現(xiàn)實情況下，輸出紋波電壓并非僅包含來自這些元件中之一的電壓。相反，它是所有三個元件電壓之和。因此，在紋波電壓波形中都能看到其某些部分。

正確選擇電容器組的保護(hù)方式，是確保電容器安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵，但無論采用哪種保護(hù)方式，均應(yīng)符合以下幾項要求：

①保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏度，不論電容器組中單臺電容器內(nèi)部發(fā)生故障，還是部分元件損壞，保護(hù)裝置都能可靠地動作。

②能夠有選擇地切除故障電容器，或在電容器組電源全部斷開后，便于檢查出已損壞的電容器。

③在電容器停送電過程中及電力系統(tǒng)發(fā)生接地或其它故障時，保護(hù)裝置不能有誤動作。

④保護(hù)裝置應(yīng)便于進(jìn)行安裝、調(diào)整、試驗和運(yùn)行維護(hù)。

⑤消耗電量要少，運(yùn)行費(fèi)用要低。

電力電容器的接通和斷開

(1)電力電容器組在接通前應(yīng)用兆歐表檢查放電網(wǎng)絡(luò)。

(2)接通和斷開電容器組時，必須考慮以下幾點：

①當(dāng)匯流排(母線)上的電壓超過1.1倍額定電壓允許值時，禁止將電容器組接入電網(wǎng)。

②在電容器組自電網(wǎng)斷開后1min內(nèi)不得重新接入，但自動重復(fù)接入情況除外。

③在接通和斷開電容器組時，要選用不能產(chǎn)生危險過電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應(yīng)低于1.3倍電容器組的額定電流。

隨著頻率的升高，容抗下降、感抗上升，容抗等于感抗并相互抵消時的頻率為鋁電解電容器的諧振頻率，這時的阻抗低，僅剩下ESR。如果ESR為零，則這時的阻抗也為零；頻率繼續(xù)上升，感抗開始大于容抗，當(dāng)感抗接近于ESR時，阻抗頻率特性開始上升，呈感性，從這個頻率開始以上的頻率下電容器時間上就是一個電感。若負(fù)載變輕后，電容器的低頻振蕩增大，容易造成電容器單方向過電壓。

由于制造工藝的原因，電容量越大，寄生電感也越大，諧振頻率也越低，電容器呈感性的頻率也越低。電力電容器的維護(hù)與管理電容器不允許裝設(shè)自動重合閘裝置，相反應(yīng)裝設(shè)無壓釋放自動跳閘裝置。這就要求它在開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻段內(nèi)要有低的等效阻抗，同時，對于電源內(nèi)部，由于半導(dǎo)體器件開始工作所產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百千赫的尖峰噪聲，亦能有良好的濾波作用，一般低頻用普通電解電容器在10kHz左右，其阻抗便開始呈現(xiàn)感性，無法滿足開關(guān)電源使用要求。