電解電容器在開關電源中起到非常重要的作用,如何正確選擇濾波電容器,尤其是輸出濾波電容器,是每個工程技術人員都十分關心的問題。
電解電容器是以金屬氧化膜作為介質,以金屬盒電解質作為電容器的兩極,金屬為陽極,電解質為陰極。使用電解電容器必須注意正負極性,它不能用于交流電路,極性不能接反,否則影響介質的極化,使電容器漏液、容量下降,甚至發熱、擊穿、爆炸。

電解電容器的介質使一層極薄的氧化膜,因此比率電容(電容量/體積)比任何其他類型電容器的都要大。對于相同的容量和耐壓,其體積比其他電容器都要小幾個或幾十個數量級,低壓電解電容器的這一特點更為突出。在要求大容量的場合(如濾波電路等),均選用電解電容器。電解電容器的損耗大,穩定特性、頻率特性、絕緣性能差,漏電流大(可達毫安級),長期存放可能因電解液干涸而老化。因此除體積小以外,其任何性能均遠不如其他類型的電容器。

開關電源中的輸出濾波電容電解電容器,其鋸齒波電壓頻率高達數十KHz,甚至是數十MHz,這時電容量并不是其主要指標,衡量高頻鋁電解電容器優劣的標準是“阻抗—頻率”特性,要求在開關電源的工作頻率內要有較低的等效阻抗,同時對于半導體器件工作時產生的高頻尖峰信號具有良好的濾波作用。
普通的低頻電解電容器在10KHz左右便開始呈現感性,無法滿足開關電源的使用要求。而開關電源專用的高頻鋁電解電容器有四個端子,正極鋁片的兩端分別引出作為電容器的正極,負極鋁片的兩端也分別引出作為負極。電流從四端電容器的一個正端流入,經過電容器內部,再從另一個正端流向負載,從負載返回的電流也從電容器的一個負端流入,再從另一負端流向開關電源負端。

由于四端電容器具有良好的高頻特性,為減小電壓的脈動分量以及抑制開關尖峰噪聲提供了極為有利的手段。高頻鋁電解電容器換有多芯形式,即將鋁箔分成較短的若干段,用多引出片并聯連接以減小容抗中的阻抗成分。并且采用低電阻率材料作為引出端子,提高了電容器承受大電流的能力。
在開關電源電路中,輸出濾波電容器的基本選擇取決于紋波電流、紋波電壓以及環路穩定性等各種因素。