眾所周知，開關(guān)電源是當(dāng)今信息家電設(shè)備的主要電源，為電子設(shè)備小型輕便化作出不可磨滅的貢獻。開關(guān)電源不斷的小型化、輕量化和高效率，在電子設(shè)備中使用量越來越大，普及率越來越高。相應(yīng)的就要求電解電容器小型大容量化，耐紋波電流，高頻低阻抗化，高溫度長壽命化和更適應(yīng)高密度組裝。

電容量與體積

由于電解電容器多數(shù)采用卷繞結(jié)構(gòu)，很容易擴大體積，因此單位體積電容量非常大，比其它電容大幾倍到幾十倍。但是大電容量的獲取是以體積的擴大為代價的，現(xiàn)代開關(guān)電源要求越來越高的效率，越來越小的體積，因此，有必要尋求新的解決辦法，來獲得大電容量、小體積的電容器。

在開關(guān)電源的原邊一旦采用有源濾波器電路，則鋁電解電容器的使用環(huán)境變得比以前更為嚴(yán)酷：

（1）高頻脈沖電流主要是20 kHz~100kHz的脈動電流，而且大幅度增加；

（2）變換器的主開關(guān)管發(fā)熱，導(dǎo)致鋁電解電容器的周圍溫度升高；

（3）變換器多采用升壓電路，因此要求耐高壓的鋁電解電容器。這樣一來，利用以往技術(shù)制造的鋁電解電容器，由于要吸收比以往更大的脈動電流，不得不選擇大尺寸的電容器。結(jié)果，使電源的體積龐大，難以用于小型化的電子設(shè)備。為了解決這些難題，必須研究與開發(fā)一種新型的電解電容器，體積小、耐高壓，并且允許流過大量高頻脈沖電流。另外，這種電解電容器，在高溫環(huán)境下工作，工作壽命還須比較長。

承受溫度與壽命

在開關(guān)電源設(shè)計過程中，不可避免地要挑選適用的電容。就100μF以上的中、大容量產(chǎn)品來說，因為鋁電解電容的價格便宜，所以，迄今使用的最為廣泛。但是, 最近幾年卻發(fā)生了顯著變化，避免使用鋁電解電容的情況正在增加。出現(xiàn)這種變化的一個原因是，鋁電解電容的壽命往往會成為整個設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)。電源模塊制造廠家的工程師表示：“對于鋁電解電容這種壽命有限的元件，如果可以不用, 就盡量不要采用。”因為鋁電解電容內(nèi)部的電解液會蒸發(fā)或產(chǎn)生化學(xué)變化，導(dǎo)致靜電容量減少或等效串聯(lián)電阻(ESR)增大, 隨著時間的推移，電容性能肯定會劣化。

電解電容器的壽命與電容器長期工作的環(huán)境溫度有直接關(guān)系，溫度越高，電容器的壽命越短。普通的電解電容器在環(huán)境溫度為90℃時已經(jīng)損壞。但是現(xiàn)在有很多種類的電解電容器的工作環(huán)境溫度已經(jīng)很高在環(huán)境溫度為90℃，通過電解電容器的交流電流和額定脈沖電流的比為0.5時，壽命仍然為10000h，但是如果溫度上升到95℃時，電解電容器即已經(jīng)損壞。因此，在選擇電容器的時候，應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境溫度和其它的參數(shù)指標(biāo)來選定，如果忽略了環(huán)境溫度對電容器壽命的影響，那么電源工作的可靠性、穩(wěn)定性將大大降低，甚至損壞設(shè)備和儀器。就一般情況而言，電解電容器工作在環(huán)境溫度為80℃時，一般能達(dá)到10000h壽命的要求。

另一方面，電解電容器的壽命還與電容器長時間工作的交流電流與額定脈沖電流（一般是指在85℃的環(huán)境溫度下測試值，但是有一些耐高溫的電解電容器是在125℃時測試的數(shù)據(jù)）的比值有關(guān)。一般說來，這個比值越大，電解電容器的壽命越短，當(dāng)流過電解電容器的電流為額定電流的3.8倍時，電解電容器一般都已經(jīng)損壞。所以，電解電容器有它的安全工作區(qū)，對于一般應(yīng)用，當(dāng)交流電流與額定脈沖電流的比值在3.0倍以下時，對于壽命的要求已經(jīng)滿足。環(huán)境溫度和紋波電流對電解電容器的影響。

頻率特性與阻抗

對于中小輸出功率開關(guān)電源的工作頻率除少數(shù)因價格限制而仍采用20~40kHz外，大多數(shù)均在50kHz以上；DC/DC電源模塊大多在300kHz以上；大功率開關(guān)電源的開關(guān)頻率受主開關(guān)（一般采用IGBT）的開關(guān)速度限制而一般在20~40kHz。盡管開關(guān)頻率有所不同，但是開關(guān)電源的輸出整流濾波電容器的作用基本相同，主要是通過利用濾波電容器吸收開關(guān)頻率及其高次諧波頻率的電流分量而濾除其紋波電壓分量。

在開關(guān)電源輸出端用的濾波電容，與工頻電路中選用的濾波電容并不一樣，在工頻電路中用作濾波的普通電解電容器，其上的脈動電壓頻率僅有100Hz，充放電時間是毫秒數(shù)量級，為獲得較小的脈動系數(shù)，需要的電容量高達(dá)數(shù)十萬微法，因而一般低頻用普通鋁電解電容器制造目標(biāo)是以提高電容量為主，電容器的電容量、損耗角正切值以及漏電流是鑒別其優(yōu)劣的主要參數(shù)。在開關(guān)穩(wěn)壓電源中作為輸出濾波用的電解電容器，由于大多數(shù)的開關(guān)電源工作在方波或矩形波的狀態(tài)，含有及其豐富的高次諧波電壓與電流，其上鋸齒波電壓的頻率高達(dá)數(shù)十千赫，甚至數(shù)十兆赫，它的要求和低頻應(yīng)用時不同，電容量并不是主要指標(biāo)，衡量它好壞的則是它的阻抗頻率特性。