电容纹波电流

老王来也

1简介

纹波电流
纹波电流或电压是指的电流中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁。
额定纹波电流（ IRAC ）
额定纹波电流 IRAC 又称为最大允许纹波电流。其定义为：在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。并且指定的纹波为标准频率（一般为 100Hz--120Hz ）的正弦波。

2基本含义

纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值，其在电压上的表现为脉动或纹波电压。电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度（及散热面积）、损耗角度（或 ESR ）以及交流频率参数的限制。温度是电解电容器件寿命的决定性因素，因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。  
在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”，其实就是 ripple current，ripple voltage。 含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。 它们和ESR 之间的关系密切，可以用下面的式子表示： Urms = Irms × R 式中，Urms 表示纹波电压 Irms 表示纹波电流 R 表示电容的 ESR
由上可见，当纹波电流增大的时候，即使在 ESR 保持不变的情况下，涟波电压也会成倍提高。换言之，当纹波电压增大时，纹波电流也随之增大，这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后，由于电容内部的等效串连电阻（ESR）引起发热，从而影响到电容器的使用寿命。一般的，纹波电流与频率成正比，因此低频时纹波电流也比较低。

3纹波频率

电解电容的损耗因子（其与 ESR 有关）随所施加电压的频率不同而不同。故电容的纹波承受度不简单是一个固定量，跟其纹波频率还成正相关关系。规格书目中提供的某一数值往往指的是 100 或 120 Hz 的频率，或是一些特定的频率条件下。对于其它频率情况规格书通常会提供一个转换因数。

4纹波温度

额定纹波电流是在最高工作温度条件下定义的数值。而实际应用中电容的纹波承受度还跟其使用环境温度及电容自身温度等级有关。规格书目通常会提供一个在特定温度条件下各温度等级电容所能够承受的最大纹波电流。甚至提供一个详细图表以帮助使用者迅速查找到在一定环境温度条件下要达到某期望使用寿命所允许的电容纹波量。