电解电容的非正常失效

造成电解电容失效的因素，主要包括极低的温度，电容温升（焊接温度，环境温度，交流纹波），过高的电压，瞬时电压，甚高频或反偏压等，其中温升是对电解电容工作寿命影响最大的因素。     

基于电解电容实时寿命估算的压缩机频率动态调节研究与应用

家用空调器在高温下制冷量范围的限制因素之一是室外机驱动板上电解电容寿命。目前一般通过限定压缩机运行频率的方式保障电解电容寿命,但造成了空调器制冷能力的浪费。通过评估电解电容寿命的影响因素,分析了电解电容表面温度、自身温升与寿命的关系。无需更改或增加硬件传感器,提出了电解电容纹波电压估算温升和线性拟合估算表面温度的方法,实时估算电解电容寿命,进而动态调节压缩机在高温制冷时运行频率。实现根据用户的使用情况调节压缩机运行频率,对大部分用户可实现提升高温下空调制冷量5%以上。     

电解电容的使用寿命

电解电容器的使用寿命与环境温度的相对关系，当纹波电流一定时(如额定纹波电流)，环境温度越高，电解电容器的使用寿命越短。且如果环境温度过高，超过了电解电容器的最高额定温度，将会使电解电容器中电解液沸腾产生过压将泄压部件产生不可逆转泄压动作造成电解液泄漏，使电解电容器永久性的损坏。因此电解电容器的存储和使用温度绝不可超过额定温     

整流后滤波用电解电容的选择

整流滤波用电解电容器容值的改变不仅影响输出电压,还会影响电容本身的纹波电流,进而对损耗和电容本身的寿命带来影响。本文建立了滤波电容纹波电流的数学模型,利用Saber仿真结果和计算结果对比验证了模型的正确性。基于所建立的数学模型分析了容值变化对纹波电流和电容损耗的影响,进一步完善了滤波电容的选取依据。     

一种无电解电容LED驱动电源的研究

分析了三级式功率因数校正(PFC)变换器中储能电容上的电压脉动与其容量的关系,推导了储能电容电压最大值、最小值和平均值与储能电容容量大小的关系并给出了储能电容容量的选取原则。提出增大储能电容电压纹波的方法来大幅度减小储能电容容量,这样可以用薄膜电容代替电解电容来延长电源的寿命。一台90 W的原理样机验证了理论分析的正确性。     

双Boost PFC变换器输出电压纹波的研究

双Boost PFC变换器在半桥逆变器的UPS中得到广泛使用,其输出电压纹波的质量直接关系到UPS的稳定性.采用功率匹配的方法对双Boost PFC变换器的输出电压纹波进行深入研究,得出了该拓扑输出母线电压二次纹波的变化规律和决定纹波大小的影响因数.仿真及其实验结果验证了理论分析的准确性.     

基于Boost拓扑的双重PFC系统的设计

介绍了基于Boost拓扑的功率因数校正技术原理、升压电感的计算,给出了双重Boost PFC的控制方案,设计了一种双重Boost PFC系统。交错式双重PFC,可以大大减小因高频开关引起的电压、电流纹波的输出,降低电感、功率管的电流应力以及滤波器的体积。     

电解电容加速寿命试验的研究与应用探讨

简介：本文通过试验方法来探讨电解电容在不同温度条件下其容量、漏电流、损耗角正切值等参数的变化情况,通过试验验证和对其寿命衰减曲线的研究分析,得到一种加速电解电容寿命试验的有效方法,大大缩短了电解电容寿命试验的检验周期,极大地提高了检验效率,节省了试验成本。     

一种具有快速动态响应的单相PFC算法

提出了一种改进的Boost功率因数校正(PFC)算法。在电压环PI控制时,提高电压环截止频率仍然能使输入电流的波形不受输出电压二次纹波的影响,并且能够提高系统对负载变化动态响应速度。本文对算法涉及的具体参数进行了详细计算分析,在PSIM软件中使用数字模块对该算法进行了仿真分析,验证了该算法是有效的。     

功率解耦型无电解电容PFC电路并联补偿控制

提出了一种并联补偿控制策略,应用于功率解耦型无电解电容功率因数校正(PFC)电路,实现了去除电解电容、提高使用寿命和可靠性的目的。首先以升压型双向Buck/Boost变换器作为功率解耦电路,提出了基于固定占空比的并联补偿控制策略,并对其补偿特性进行了分析。而后在定占空比控制策略基础上提出了一种并联补偿控制策略,该控制策略相比较于传统的控制策略,结构简单、实现容易,而且响应速度快,系统调整时间短,负载电压纹波对负载功率变化不敏感,可实现无传感器的低成本功率解耦。为了进一步减小功率器件耐压,将降压型双向Buck/Boost变换器引入功率解耦方案,应用该文所提出的控制策略进行控制,同样实现了PFC电路去除电解电容的目的。最后对该文所提出的并联补偿控制策略进行仿真和实验研究,结果验证了该控制策略的有效性。     

无电解电容的改进型SEPIC LED照明驱动

高功率白光LED因其高光效、长寿命、环保及小体积等优点,已经引起学术界和工业界的广泛关注,有望成为第四代照明光源。通常LED照明的供电电源除了要求高效率、高功率因数、低成本外,还必须具有高功率密度。然而作为储能的电解电容不但体积较大,而且寿命短,不但影响了电源功率密度的提高而且降低了LED驱动的使用寿命。因此本文在研究分析了现有LED照明驱动的基础上,提出了一种改进型SEPIC变换器,并以此为基础,提出了一种新的LED照明驱动。该LED照明驱动以Twin-Bus Buck变换器作为LED电流调节器,改进型SEPIC PFC作为预处理级。该驱动在满足输入功率因数不低于0.96时,消除了电解电容。一台50W的SEPIC PFC的实验样机的测试结果表明了设计的合理性和可行性。     

An Isolated PFC Zeta-forward Single-stage Single-switch for LED Driver Without Electrolytic Capacitor

Abstract

The high-brightness light-emitting diodes (LEDs) require an AC/DC converter with power factor correction (PFC). The large output electrolytic capacitor, which is used to minimize the low frequency LED current ripple, degrades the operating lifetime of the LED driver. In order to increase the lifetime of an AC–DC LED driver, the electrolytic capacitor should be eliminated without significantly increasing the output current ripple. In this article, an isolated single-stage single-switch AC/DC high power factor LED driver without electrolytic capacitor is proposed in which a zeta power factor (PF) corrector is integrated with a forward converter. The detailed theoretical analysis and design procedure of the proposed single-stage PFC converter is presented. The experimental results of a 110 V_rms, 21?W prototype verify the theoretical analysis. The input PF is 0.99 in the proposed converter that complies with lighting equipment standards such as IEC-1000-3-2 for class C equipment.     

用作变频器与逆变器的整流滤波电容器的薄膜电容器

作为变频器／逆变器的整流滤波电容器,通常认为其最主要的参数是额定电压、电容量,一般采用电解电容器作为整流滤波电容器。但是在实际应用中却因为过大的纹波电流在滤波电解电容器的ESR产生热,从而使滤波电容器的寿命大大减少。针对这个问题,本文介绍并分析了采用薄膜电容器作为变频器／逆变器的整流滤波电容器的特点与应用。事实表明,采用薄膜电容器作为变频器／逆变器整流滤波电容器可以大大提高变频器／逆变器的使用寿命。     

变频器用电解电容器的性能分析

电解电容器作为变频器／逆变器的整流滤波电容器,通常认为其最主要的参数是额定电压、电容量,通常采用电解电容器作为整流滤波电容器。实际上,对于三相桥式整流电路,输出母线上的电解电容器的主要作用是吸收直流母线上的整流纹波电流和由逆变器所产生的纹波电流。因而电解电容器的ESR、ESL以及由此而产生的阻抗-频率特性将显得比电容量更为重要。     

开关电源对电解电容器性能的基本要求

本文分析了开关电源的发展对作为构成开关电源的重要元件——电解电容器性能的要求,即随着开关电源设备小型化、轻便化和集成电路的发展,必须实现电解电容器的小型化、高频低阻抗化、长寿命化和耐纹波电流。     

开关电源中电解电容寿命预测分析

在开关电源产品中,电解电容是不可或缺的关键储能与电能变换元件。然而,在高纹波电流、高温的功率变换应用场合中,相对于其他电子元器件,电解电容的寿命是最短的。因此,电解电容是制约电源产品使用寿命的关键元件。首先从电解电容的内部结构与失效机理出发,指出温度是影响电解液挥发速率的最重要影响因子,并分别分析环境温度与纹波电流对电解电容使用寿命的影响。最后,以一台240 W高频开关电源样机中PFC母线电解电容为例,通过两种方式测量电容内部温升,测算的电容使用寿命满足产品整机规格要求。     

电解电容器的发热分析与冷却措施

本文分析了引起电容器发热的主要因素以及发热对电解电容器主要性能的影响,并进一步对最大允许温升的限制和常用冷却措施的冷却效果进行了分析,给出了估算温升的方法,提出了抑制温升的有效措施。     

电解电容器的应用条件与寿命的关系

电解电容器是电子设备中不可缺少的元件之一，它的使用寿命直接关系到产品的可靠性和成本。因此，在选用电解电容器之前，有必要对它的应用条件与使用寿命的关系有所了解，本文分析了影响电解电容器寿命的因素。     

Development of Electrolytic Capacitor Less Photovoltaic Grid Connected Inverter with Boost‐Up Type Active Buffer Circuit

This paper proposes a configuration of a single‐phase voltage source inverter that features power decoupling capability. Generally, the converter connected to a single‐phase grid employs bulky dc link capacitors such as electrolytic capacitors in order to decouple the power ripple with twice the frequency of the power supply. The power ripple in the proposed circuit is compensated by an active buffer with small capacitors. In this paper, the fundamental operations of the proposed converter are confirmed by experimental results. From the experimental results, the output current total harmonic distortion (THD) is 3.51%, the ratio of the input current is 14.3%, and the output power factor is over 99%. In addition, the volume of the proposed circuit is reduced by 61% when the carrier frequency is 64 kHz compared to that with a carrier frequency of 16 kHz. Finally, from an evaluation of the power density using Pareto front curves, the proposed circuit achieves high power density in comparison with the conventional circuit.     

谐振电容电压反馈单输入多输出反激式变换器

为减少小功率供电电源的器件使用数量、降低成本和提高变换效率,提出一种谐振电容电压反馈控制的不对称半桥反激式变换器。采用一次侧谐振电容电压反馈控制方式,简化了隔离型单输入多输出变换器的控制结构;采用恒定导通时间控制器,从而省去反馈补偿网络电路的设计;反馈信号取自一次侧谐振电容电压,具有反馈电压纹波大的特点,这会引起恒定导通时间控制出现脉冲破裂现象,变换器不能稳定工作。为抑制谐振电压反馈纹波大引起脉冲破裂的问题,采用纹波补偿恒定导通时间控制抑制反馈信号的电压纹波,从而使变换器工作稳定。最后通过实验样机验证了理论分析及设计方法的可行性。