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开关电源 · 电解电容 · 纹波电流
电解电容容量够大，为何仍会发热鼓包？
容量只回答能存多少电荷，纹波电流决定内部要发多少热
开关电源里的电解电容会反复吸收和释放脉动电流。只要这股纹波电流流过电容的等效串联电阻ESR，就会产生内部损耗和温升。容量够大，不代表纹波电流能力一定够。
有些电源把输出电容从小容量换成了更大容量，低频纹波看起来下降了，电容外壳却仍然发热。运行时间一长，寿命和鼓包风险依然让人不放心。
本文只说明一个判断：电解电容发热时，为什么要先核对纹波电流和ESR，而不是只看容量。
实际电容里还藏着ESR和ESLESR是等效串联电阻，白话说就是电容内部不可避免的一点电阻。ESL是等效串联电感，表示引线和内部结构在高频下也会表现出电感。
图 1 电解电容的C、ESR与ESL等效关系
讨论发热时，先抓住ESR即可。纹波电流每个周期都从这里经过，损耗会在电容内部变成热。
纹波电流越大，发热上升得越快
图 2 温度与纹波电流共同影响电解电容寿命
近似看，ESR上的发热与纹波电流有效值的平方成正比。电流增加一点，损耗并不是只线性增加。
环境温度又会叠加在内部温升上。电容靠近开关管、整流器或散热器时，即使电气参数没变，实际寿命边界也会收紧。
容量大，也可能在目标频段阻抗不低电解电容的阻抗会随频率变化。频率继续升高后，寄生电感开始占主导，电容不再像理想模型那样一直变得更低阻。
图 3 电解电容阻抗随频率和温度变化
· 先看频段：目标开关频率和主要纹波频率落在哪里。
· 再看规格：该温度、频率下允许的纹波电流是多少。
· 最后看位置：电容周围的热源和散热条件是否改变了工况。
把温升测量接回电流问题1. 在稳定负载下记录输入、输出和电容外壳温度，先确认温升是否随负载变化。
2. 用合适方法估算或测量电容支路的纹波电流有效值，不只看示波器上的峰峰纹波电压。
3. 回到目标型号数据手册，核对该频率、环境温度下的纹波电流额定值和寿命条件。
图 4 纹波电流经ESR形成内部温升
工程判断：电解电容发热时，容量不是第一结论。先把纹波电流有效值、ESR和环境温度连成一条热损耗链。
容量够大，只是过了第一关开关电源电容的选型，不只是“多少微法”和“多少伏”。纹波电流能力与温度条件，直接决定它能否长期待在这个位置。
你的电容温升是随负载电流变化，还是在轻载和重载都很高？这个对照能帮助你先判断问题是不是来自纹波损耗。
