照明電源中的電容作用

　　A. 什么是好電容。

　　1.電容容量越大越好。

　　很多人在電容的替換中往往愛(ài)用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補償的能力越強。且不說(shuō)電容容量的增大帶來(lái)的體積變大，增加成本的同時(shí)還影響空氣流動(dòng)和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會(huì )在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補充能量的效果也最好。但當頻率超過(guò)諧振點(diǎn)時(shí)，放電回路的阻抗開(kāi)始增加，電容提供電流能力便開(kāi)始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來(lái)說(shuō)，電容越大越好的觀(guān)點(diǎn)是錯誤的，一般的電路設計中都有一個(gè)參考值的。

　　2.同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好

　　耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數，對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當電壓固定時(shí)候，容量越大，ESR越低。在板卡設計中采用多個(gè)小電容并連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個(gè)小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。

　　3.ESR越低，效果越好。

　　結合我們上面的提高的供電電路來(lái)說(shuō)，對于輸入電容來(lái)說(shuō)，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當的降低。因為輸入電容主要是耐壓，其次是吸收MOSFET的開(kāi)關(guān)脈沖。對于輸出電容來(lái)說(shuō)，耐壓的要求和容量可以適當的降低一點(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因為這里要保證的是足夠的電流通過(guò)量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會(huì )引起開(kāi)關(guān)電路振蕩。而消振電路復雜同時(shí)會(huì )導致成本的增加。板卡設計中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數，避免消振電路而導致成本的增加。

　　4.好電容代表著(zhù)高品質(zhì)。

　　“唯電容論”曾經(jīng)盛極一時(shí)，一些廠(chǎng)商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣(mài)點(diǎn)。在板卡設計中，電路設計水平是關(guān)鍵。和有的廠(chǎng)商可以用兩相供電做出比一些廠(chǎng)商采用四相供電更穩定的產(chǎn)品一樣，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無(wú)意的夸大。

　　B. 電容爆漿之面面談

　　爆漿的種類(lèi)：

　　分兩類(lèi)，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。

　　對于輸入電容來(lái)說(shuō)，就是我是說(shuō)的C1，C1對由電源接收到的電流進(jìn)行過(guò)濾。輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質(zhì)有關(guān)。過(guò)多的毛刺電壓，峰值電壓過(guò)高，電流不穩定等都使電容過(guò)于充放電過(guò)于頻繁，長(cháng)時(shí)間處于這類(lèi)工作環(huán)境下的電容，內部溫度升高很快。超過(guò)泄爆口的承受極限就會(huì )發(fā)生爆漿。

　　對于輸出電容來(lái)說(shuō)，就我說(shuō)的C2，對經(jīng)電源模塊調整后的電流進(jìn)行濾波。此處電流經(jīng)過(guò)一次過(guò)濾，比較平穩，發(fā)生爆漿的可能性相對來(lái)說(shuō)小了不少。但如果環(huán)境溫度過(guò)高，電容同樣容易發(fā)生爆漿。爆，報也。采用垃圾東西自然要爆，報應啊。欲知過(guò)去因者，見(jiàn)其現在果;欲知未來(lái)果者，見(jiàn)其現在因。

　　電解電容爆漿的原因：

　　電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。我們知道電容有一個(gè)重要的參數就是耐溫值，指的就是電容內部電解液的沸點(diǎn)。當電容的內部溫度達到電解液的沸點(diǎn)時(shí)，電解液開(kāi)始沸騰，電容內部的壓力升高，當壓力超過(guò)泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說(shuō)溫度是導致電容爆漿的直接原因。電容設計使用壽命大約為2萬(wàn)小時(shí)，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實(shí)驗證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會(huì )減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應而使介質(zhì)隨時(shí)間退化失效，這樣電容壽命終結。為了保證電容的穩定性，電容在插板前要經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的高溫環(huán)境的測試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個(gè)小時(shí)。同時(shí)，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過(guò)程中，電容容量不會(huì )超過(guò)標準范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問(wèn)題，而不是設計壽命到達之后就發(fā)生爆漿。只是無(wú)法保證電容的設計的容量標準。

　　所以，短時(shí)期內，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問(wèn)題。另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會(huì )導致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發(fā)電容使用故障。