針對低內部電感進行了優化的電解電容器可以幫助降低工業電源轉換應用的成本，同時提高效率，性能和可靠性。

 

隨著在工業4.0和工業物聯網（IIoT）dengxinxingqushidetuidongxia，zhizaohezhuangpeiguochengdezidonghuajixubiandeyuelaiyuepubian，didiangandianjiedianrongqikeyibangzhuzaijiqirenheqitagongyelingyushixianchengbenjieshenghexingnengtishengshebei。

 

jubingxibomodianrongqihedianjiedianrongqidoushiheyudagonglvgongyeyingyongzhongdequougongzuo，liruzaikaiguandianyuandeshuchuchu，yijiyongyuwendingbianpindiandongjiqudongqihegudingpinlvfadianjideDC鏈路。相對於其他電容器技術，電解電容器可在較小的外殼尺寸內以低成本提供高電容，在600 V應用中通常是首選。

 

meigeshijidianrongqidouyouyigexiangguanliandediangan，danggaopinwenbodianliuliujinggaiqijianshi，gaidianganhuiyinqidianyajianfeng。shejiweijuyoudijishengdiangandedianrongqikeyijianxiaozhexiedianyafengzhidefudu，congeryunxushejirenyuanzhidingjiaodidianyadengjidegonglvbandaoti。tongyang，zhidingdidianganqijiankeyijianshaosuoxudedianrongqishuliang，congeryouzhuyujiangdizongtichengbenbingjianxiaochicunhezhongliang。

 

電容器的寄生電感

 

理li想xiang電dian容rong器qi可ke以yi將jiang所suo有you存cun儲chu的de能neng量liang立li即ji轉zhuan移yi到dao負fu載zai中zhong，而er理li想xiang電dian容rong器qi與yu實shi際ji電dian容rong器qi不bu同tong
，實shi際ji電dian容rong器qi有you寄ji生sheng效xiao應ying

，可ke以yi將jiang其qi建jian模mo為wei等deng效xiao電dian感gan和he與yu電dian容rong串chuan聯lian的de電dian阻zu（ESL和ESR）。zhezhongyouhaidiangandeyingxiangbaokuoganyingdianyajianfeng，gaijianfenghuisunhuailianjiedaodianludeminganzujian。ciwai，zasandianganheshebeidianrongzhijiandexianghuzuoyonghuichanshengzaosheng，congerkenengsunhaidianludewendingxinghediannengzhiliang。

 

通(tong)常(chang)
，電(dian)感(gan)趨(qu)向(xiang)於(yu)阻(zu)止(zhi)電(dian)流(liu)的(de)變(bian)化(hua)。影(ying)響(xiang)的(de)大(da)小(xiao)取(qu)決(jue)於(yu)頻(pin)率(lv)。電(dian)容(rong)電(dian)抗(kang)隨(sui)頻(pin)率(lv)降(jiang)低(di)，而(er)電(dian)感(gan)電(dian)抗(kang)增(zeng)加(jia)。這(zhe)兩(liang)個(ge)電(dian)抗(kang)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)自(zi)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)處(chu)相(xiang)等(deng)且(qie)相(xiang)反(fan)

，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)抵(di)消(xiao)效(xiao)果(guo)，從(cong)而(er)使(shi)總(zong)電(dian)抗(kang)為(wei)零(ling)，並(bing)且(qie)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)阻(zu)抗(kang)僅(jin)由(you)ESR引起：

 

該gai組zu件jian在zai此ci自zi諧xie振zhen頻pin率lv以yi下xia充chong當dang電dian容rong器qi，並bing且qie阻zu抗kang會hui隨sui著zhe頻pin率lv的de增zeng加jia而er降jiang低di。隨sui著zhe頻pin率lv增zeng加jia，阻zu抗kang特te性xing開kai始shi偏pian離li並bing在zai自zi諧xie振zhen頻pin率lv處chu達da到dao最zui小xiao值zhi。在zai此ci頻pin率lv以yi上shang，感gan應ying行xing為wei起qi主zhu導dao作zuo用yong，阻zu抗kang增zeng加jia。降jiang低di電dian容rong器qi的deESL會提高自諧振頻率。

 

對低電感電容器的需求

 

可以從低電感電解電容器中受益的應用包括大容量電容，該電容通常會受到高頻開關的影響。此外，低ESL電容器對於直流鏈路應用（例如工業逆變器驅動器）而言是理想的，以最大程度地減少自發熱，同時增強對功率器件的保護。標準電解直流鏈路電容器的ESL可以與其他連接
，電纜和其他組件一起產生電壓尖峰，這些電壓尖峰需要在每個逆變器相臂上放置一個緩衝器。降低電容器的ESL可以將整體電感降低到消除每個逆變器相腳上的緩衝電路需求的程度。

 

內部電容器設計

 

大型螺旋式端子電解電容器的ESL主要內部組件是甲板端子
，內部連接接線片和繞組，如圖1所示。可以通過優化內部布局以減少ESL。減少電容器電流產生的磁場，這是通過減小纏繞元件與端子之間的距離並減小凸片之間的距離來實現的。圖1將標準電容器的內部布局與低電感模型進行了比較，顯示了重新設計的功能如何將電感降低多達40％。

優化的終端設計

 

如圖2所suo示shi，減jian小xiao端duan子zi之zhi間jian的de間jian距ju會hui引yin入ru電dian感gan消xiao除chu效xiao應ying。而er且qie，端duan子zi的de高gao度du減jian小xiao以yi縮suo短duan總zong導dao體ti長chang度du。端duan子zi底di部bu的de較jiao大da表biao麵mian積ji允yun許xu內nei部bu連lian接jie接jie線xian片pian的de間jian距ju更geng小xiao，從cong而er最zui大da程cheng度du地di發fa揮hui消xiao除chu作zuo用yong。該gai設she計ji還hai利li用yong了le多duo個ge選xuan項xiang卡ka
，它ta們men都dou並bing聯lian連lian接jie。

 

圖2.降低高度，縮小端子和關聯的間距引用了對端蓋設計的更改。

 

低電感電容工作

 

降低整個電路的電感（電解電容是其中的一個因素）可以降低電源線上的電壓尖峰幅度（圖3）。由you陡dou邊bian脈mai衝chong引yin起qi的de峰feng值zhi被bei最zui大da程cheng度du地di降jiang低di。降jiang低di電dian源yuan線xian上shang的de峰feng值zhi電dian壓ya具ju有you幾ji個ge優you點dian，包bao括kuo允yun許xu設she計ji人ren員yuan指zhi定ding較jiao低di額e定ding電dian壓ya的de功gong率lv半ban導dao體ti，從cong而er節jie省sheng成cheng本ben並bing提ti高gao功gong率lv密mi度du。此ci外wai
，可ke以yi使shi用yong更geng少shao的de電dian容rong器qi來lai構gou建jian電dian容rong器qi組zu
，以yi實shi現xian相xiang同tong的de性xing能neng，從cong而er降jiang低di成cheng本ben，重zhong量liang和he變bian頻pin器qi的de空kong間jian要yao求qiu。

 

圖3.電壓瞬變示例。可以通過更好的電容器選擇（使用具有更好ESL特性的組件）來緩解這種情況

 

結論

 

降低功率電容器的ESL可以削減工業自動化，機器人技術

，電源管理和智能工廠設備中的材料清單。降低ESL會hui提ti高gao電dian容rong器qi的de自zi諧xie振zhen頻pin率lv
，從cong而er允yun許xu在zai更geng高gao開kai關guan頻pin率lv的de電dian路lu中zhong使shi用yong
，並bing降jiang低di了le峰feng值zhi電dian壓ya尖jian峰feng，從cong而er允yun許xu使shi用yong額e定ding功gong率lv較jiao低di的de功gong率lv半ban導dao體ti。通tong過guo降jiang低di噪zao聲sheng，較jiao低di的deESL有助於改善開關電源的輸出端的電源質量。

 

低ESL電解電容器體現了設計創新，以減少互連的長度並利用電感消除的優勢。在較高電壓下，ESL降低的百分比最大，測得該電容器的ESL改善了40％。