尽管这些无源元件(即，电阻器、电感器及电容器)通常被认为是理当如此，但设计人员需要详细了解与这些元件的选择及规格相关的问题：它们通常对性能及成本具有重大影响。
对于需要高电容值及高功率密度的电源，在满足这些电源中的滤波及蓄能要求方面，铝电容器是最适合的器件。它们具有高电容成本比和高功率密度成本比，体积还比用其它技术的产品更小，并且相对而言不易受电压峰值的影响。此外，铝电容器具有广阔的物理尺寸及电容值可供选择。
尽管铝电容器容易被视为普通商品级产品，但除电感器外，它们在电源中通常是成本最高的无源元件。选择这些元件不像看起来那样简单—这些元件有多种不同类型可供选择，而且数据手册提供了大量并非始终容易解释的信息。设计人员必须同时注重这些电容器的优势和限制。
电路模拟程序使这种情况变得更加复杂，因为它们不能轻松处理随频率变化的元件特性。为实现精确模拟，设计人员必须输入与指定工作条件最相应的参数值。而这需要充分了解铝电容器随频率变化的行为。此外，设计人员还必须了解这种行为如何随时间的推移而改变，以确保在应用整个生命周期中实现可靠运行。
电源电路一般将铝电容器用在设计的输入缓冲器(AC/DC) 及输出(DC/DC) 部分在输入部分，它们有三种功能：第一，当电源电平下降时提供电能；第二，当AC/DC电路适应新的功率电平时蓄能；第三，通过防止高频噪声传到电源，减少EMC 问题。在输出部分，铝电容器在功率需量改变时提供能量缓冲方面也非常重要，而且在针对电路电感执行主要电流吸收功能方面也同样具有重要作用
在所有这些功能方面的选择标准不仅取决于电容及功率处理特性，而且还取决于损耗影响、等效串联电阻(ESR) 的建模，以及这些参数随时间而变化的趋势。
在输入缓冲器部分，ESR 的增加将使高频电压噪声增加，并且在滤波器电容降低时会降低该器件的效率，同时会导致DC/DC 转换器的输入电压降到可接受的最低值以下。在输入部分，更高的ESR 会使输出纹波电压升高，并会影响电源控制环路的稳定性。
因此，很明显，电容的参数值及随着时间的变化而变化的特性是电源设计中的重要因素。为了更好地了解这些现象，有必要先来看看现代非固体铝电容器的结构每个器件包含一个由四个元素组成的筒形绕阻。电容器的第一块极板是由电化蚀刻阳极铝箔形成的。蚀刻铝箔上的氧化层形成电介质，而与氧化层接触的电解液是电容器的第二块极板。第二块箔(常被误认为第二块极板)与电解液另一端接触。绝缘间隔纸片使电解液位置不变，并使两块铝箔相隔离。
在非固体铝电容器中， 形成电容器第二块极板的电解液渗透至阳极氧化层中，以提供最大的表面接触空间，也因此确保了较高的电容值。对于固体铝电容器和钽电容器而言，电容器的第二块极块是采用经过特殊处理的液体转化为固体而形成。
器件的构造决定了其电气特性。通过电解液，电荷可往返于阳极氧化层。而有限的电解液和热变传导性导致磁电阻损失。此外，铝氧化物本身也会引起功率损耗，导致功率随着频率的增加而大幅下降。
所有导致电容器损耗的实物可组合成一个等效串联电阻(ESR)。值得注意的是合成模型只能用于交流电源。RA 和RC 分别代表阳极箔和电解液接触箔引起的频变损耗。不要将RA和RC与有时用于DC模型中表示泄漏电流的并联电阻器相混淆。
合成的总体ESR并不是一个简单的、单值量，而是随着频率和温度的变化而变化。ESR是根据频率和温度来测量.电容量的情况也是一样,电容发生变化是因为阳极氧化物的细孔中的电解液的电阻与细孔中的电容相结合形成一个低通网络。频率高时，细孔中的电容大部分被隔离，直至只剩表面电容。低温时，电解液传导性降低，频率开始发挥作用。
使用电解液同样也会导致电气特性随着时间的变化而发生变化。即使在室温条件下， 铝电容器内部的部分电解液会蒸发。由于电容器有密封箱，蒸发掉的电解液不会直接散发至空气中，尽管如此，密封罐内外的蒸汽浓度差仍会致使电解液透过密封箱扩散。因此，铝电容器随着时间会慢慢而又稳定地消耗电解液，直至器件变干。铝电容器的温度越低，干燥过程就越慢，器件的使用寿命也就越长。
环境温度与因电流流经电容器时产生的热度量而引起的温升相结合决定了器件的整体温度。器件的整体温度与ESR成比例，且两者对于干燥过程起着类似的影响。随着铝电容器中的电解液量降低，ESR会升高，原因是输送电荷往返于阳极氧化物的电解液减少。如果电解液的降低会减少与蚀刻阳极表面接触的机会，电容也会降低。
电气特性的这些变化将最终使电路不能发挥所期望的作用，界时铝电容器的使用寿命也就结束了。不管该器件是用于能量缓冲还是滤波，为了使其正常发挥功能，有必要计算所需(最小)电容，以及检验其它参数，以确保长期性的、无故障地运作。
选择电路的铝电容器的值时，通常采用以下公式计算：
第一个公式用于计算RC的滤波要求。值得注意是，在低温和频率较高时，该公式不考虑ESR的影响。同样，在大多数情况下，R的值不明显。例如，在整流器电桥中，其量值为相关二极管网络的导通电阻。
第二个公式显示了存储在电容器中的能量(E = 1/2 CU2)与从电容器中提取出的或存储在电容器中的功率随着时间间隔( t . )所发生的变化之间的关系。这个公式可以用来计算出电源输入缓冲器的最低电容，即在使用寿命结束时也必须达到的要求。注意：使用寿命结束时允许电容下降15%~30%。
例如， 假设电源为100W、功效为85 %、保持时间20 ms、输入电压为220 V ±10 % (则Ut为220 * (1 - 0.1) * sqrt(2) = 280 V)及逆向转换器最低电压为80 V，则第二个公式得出的电容值为66mF。但是，设计者必须对备件使用寿命结束时预计的电容降低进行评估，若降低15%，则建议将最低电容值提高至78mF。
有些电阻损耗所引起的热度可以忽略不计，例如，在定时电路中， 可以根据环境温度采用阿列纽斯(Arrhenius)的计算规则计算使用寿命。但是，对于电源中的铝电容器而言，就不能这样计算，因为通过电容器的“纹波”(充电/放电)电流引起的温升不能忽略不计。因此，需要采用一些方法来说明该种温升的作用。其中重点之一就是热度、纹波电流与铝电容器散热的能力之间的关系，或者热变电阻常以K/W为单位。
纹波电流引起的温升等于热变电阻Rth 、ESR和RMS电流的平方的乘积(T=Rth * I2*ESR)。
但是，厂家一般不规定ESR和热变电阻的值， 厂家一般只为指定的频率引用额定纹波电流(IR) 。温度模型化是解决该问题的方法之一，但更直接的方法是对比应用环境下的热耗散和参考环境下的热耗散(一般气流量为0.5 m/s)。在参考环境下，数据表一般指定纹波电流为引起限定温升的纹波电流：例如，5℃或10℃。
这给出了指示电容器处理纹波电流好坏程度的质量因数：例如，在最大额定温度时，Vishay 铝电容器可在规定的使用寿命内处理由额定纹波电流导致的热量产生。设计人员可使用该数值计算将由他们在应用中所期望的纹波电流导致的升温：这将因数据手册中发布的实际电路电流(IA) 与额定纹波电流(IR) 之间比值的平方而异。
当应用纹波电流的频率与额定纹波电流的频率不同时，这些计算会变得更加复杂。由于功耗取决于ESR，因此必须引入校正因数得出ESR 随频率变化的实际情况。
在这种情况下，通常有两种简化假设可提供帮助：第一，来自不同来源的纹波电流与相位无关；第二，这些电流大致为正弦曲线。然后，设计人员可使用制造商的引用电流校正因数(Kfn) 计算有效的总应用纹波电流：例如，对于Vishay 铝电容器家族中的每个系列，数据手册均提供了具有在各种频率下的相关纹波电流校正因数的表。一旦使用了这些因数来推导等效的总纹波电流IA，则可将该值带入这些计算中，从而算出温度升高值。
实际上，这种复杂情况的升温变化方式恰恰与更简单的单频方法相同：利用应用纹波电流与参考纹波电流之间的平方比值。区别在于该计算中使用的应用纹波电流为等效电流，如使用引用的电流校正因数所计算的。
通过利用广泛的测试以及长期的铝电容器使用经验，Vishay 开发了一种图形工具，该工具可显示铝电容器的使用寿命与影响温度的两大因素之间的关系。称为使用寿命列线图的该工具可以铝电容器的环境温度(Tamb) 为横轴来绘制IA/IR 参数图。
该列线图可用于计算特定应用中的规定纹波电流额定值以及必需的使用寿命规格。对于纹波电流，起点为规定的使用寿命。该值除以数据手册中给出的最大工作温度时电容器的引用使用寿命。其比值为“使用寿命乘数”，然后该比值可使设计人员了解从该列线图的哪条曲线读数。然后，工程师必须估算预计的工作温度，然后从该列线图读取相应的IA/IR 比值，以推导出需要为目标应用指定哪一纹波电流额定值。
同样，计算必需的使用寿命规格需要了解预计的工作温度及应用纹波电流。该列线图可用于读取必需的使用寿命乘数：所需的应用使用寿命除以该数量，等于必需的电容器使用寿命。与该列线图结合使用的纹波电流值可通过以下多种方式获得：通过模拟和计算，或者通过直接测量。如果设计阶段使用了电路模拟器，则可使用模拟结果来获得铝电容器纹波电流元件的RMS 值。
直接近似值通常涉及了电流探针及诸如示波器等仪表的使用，这些仪表可计算所测量信号的RMS 值及频谱。但记住，尽管将电流探针引入电路中几乎不会改变铝电容器中的纹波电流，但这些探针通常具有有限的低带宽，可能无法正确测量低于100Hz 的低频元件，这一点非常重要。而且，当电流值超出测量范围时，有些电流探针会达到饱和，从而产生错误的读数。
另一个方法是，将低电感(SMD) 电阻与铝电容器串联。该电阻值必须小于铝电容器的ESR值(正常值为10m.)，以便不影响高频元件的测量。与使用探针相比，直接在该电阻上焊接同轴电缆对测量信号的干扰更少。将电路地线(通常为输入铝电容器的电源相位之一)与已接地的示波器地线相连时要格外小心，这一点很重要。需要避免短路，并且必须使用隔离变压器将铝电容器电路与电源线隔开。
确定了RMS 值后，应仔细检查，通过对来自频率域中不同来源的主频元件的RMS 值(注意，由于这些为RMS 值，正确的求和方法是求它们平方之和的平方根)求和来验证这些RMS值。
其总和应与时间域中信号的RMS 值接近。如果并非如此，所有元件均可乘以时间域中的值与频率域中的值之间的比值。可使用这些纠正的RMS 值来确定IA/IR 的值。
记住如何在元件规格上下文中认识所定义的温度及散热，这一点也很重要。铝电容器的额定温度为在额定纹波电流及额定电压下获得规定使用寿命时的最大环境温度。关键字为“环境”：实际上，由于纹波电流产生热量的影响，在电容器上测量的温度可能比环境温度高10℃。
根据IEC 60068 第4.6.2 节，如在Vishay 列线图中所使用的环境温度被定义为处于静态空气环境中相隔一定距离而可忽略散热影响时的温度。测量电源中的环境温度非常困难，因此，利用上述条件，大多数设计人员发现电容器外壳的温度提供了非常接近的第一个近似值。
但如果等效应用纹波电流IA 大于电容器的额定纹波电流(IR)，则该应用可能会使器件产生很大热量，从而导致外壳温度与环境温度值出现偏差。如果的确如此，若要确保所计算的使用寿命可正确反映这些应用情况，则必须使用另一个测量点来估算周围空气温度。
如果纹波电流导致的铝电容器产生的热量致使器件不能达到规定的使用寿命，则可能需要在设计中提高冷却效果。在制定这种冷却策略时要注意的第一点是铝电容器会通过辐射散掉很大热量：通过辐射同样可轻松加热本来利用辐射来冷却的表面。为避免过热，设计人员因而应避免将铝电容器放置在接近热元件的位置，例如散热片或变压器。
如果使用对流冷却，在对板面进行物理布局时必须谨慎。当空气在热元件的上方流动时会快速升温，如果通过风扇冷却多个等同加载的铝电容器(例如输出电源上的并行铝电容器)，最好将它们放置在与气流垂直的一条线上，并且使它们之间保持足够的间距(一般这一距离应不少于元件直径的一半)。
通过传导冷却一般比使用辐射或对流更加有效。安装具有极大自加热性的铝电容器时，使其底座与(冷却)散热片接触将会大幅降低温度。注意，更高的冷却会使应用条件与用于确定额定纹波电流的参考条件不同。这再次需要添加校正因数。通常，确定相应的Rth 及ESR 值并使用它们来计算铝电容器的预计工作温度更加简单。在IA/IR = 0 时将此温度作为该列线图中的Tamb 可确定相应的使用寿命乘数。
我们已注意到，在高频及低温时，在计算电路工作特性的过程中可忽略ESR 值。到目前为止，我们使ESR 仅与电阻损耗及因纹波电流产生的热相关。但铝电容器的ESR 可产生其它影响，尤其是对于频率大于10kHz的情况，在这种情况下，ESR 是影响铝电容器阻抗的主要因素。
再次考虑铝电容器的等效电路可关注这一影响。
当电流对铝电容器进行充电/放电时，它会改变该电容器中的电压(因为I = C .dv/dt)，并会在ESR 中产生压降(因为V = I·R)。如果电容器通过高频、高电流脉冲充电(例如，对于回扫电源的输出电容器来说这是一种典型情况)，则ESR 中的压降导致的纹波会高于电容充电/放电导致的纹波。这样，输出电压上允许的最大纹波便会确定该电容器的规定最大ESR。应再次强调，高频ESR 随温度而变化，当铝电容器的温度升高时，其ESR 值会降低。因此，当电源温度升高时，纹波电压将下降。
通过选择具有低ESR(最佳材料)、薄而长的封装(低箔阻)及大尺寸(接触纸/电解质的箔更多)的元件系列可获得最低的高频ESR 值。由于铝电容器一般与箔只有两个连接，因此并联使用多个更小的元件一般会提供比单个大器件更低的高频ESR。
在其它多种情况下，使用铝电容器需要特别小心。尤其是，在使用前经过了长期存放以及与其它器件(相同或不同)并联或串联时需要仔细考虑漏电流。在其它情况下，铝电容器的机械设计可能会对电源的设计产生较大影响。
长期存放主要影响元件的直流漏电流。漏电流是由于铝电容器的电解质与氧化铝层发生化学反应并慢慢分解氧化铝的过程中出现的特性。施加电压会产生电化学反应，从而重新构建该层。当该氧化层的薄弱点被重新构建时，电流会下降到平衡分解氧化铝的化学反应所需的水平。为此电化学反应供电的电流称为漏电流。
如果铝电容器在一段时间内尚未使用，则在第一次通电时氧化层厚度的降低会使传输的漏电流增加。该电流产生的热量会进一步损坏器件本身。保质期指示了在不会极大增加漏电流的情况下可存放铝电容器的时间。对于85℃、105℃及125℃ 的部件，Vishay 铝电容器的保质期在20℃时分别为3 年、4 年及10 年。
如果在存放后发现漏电流太高，则在将该铝电容器内置到电源中之前对其施加电压将会恢复氧化层。为防止在此过程中过热，必须限制漏电流。该电流限制可通过公式Imax = Asurf/Ur 加以计算，其中Imax 为最大电流，单位为mA，Asurf 为铝电容器的表面积，单位可为mm2，Ur 为该电容器的额定电压。铝电容器中的电压应永远不超过Ur。
我们已经认识到，在电源电路中以并联方式连接铝电容有若干优势：主要是纹波电流可于器件之间共享。例如，两个相同的并联铝电容可各使用一半纹波电流值，因此将IA/IR值实现平分。因温升与IA/IR二次幂互成比例，增量将仅为使用单一铝电容时所产生的四分之一。若IA/IR大于一，元件寿命则可大大延长。
将此类器件以并联方式连接以共享纹波电流时，需考虑到铝电容在温度、频率及时间方面的依赖性。因各铝电容端子之间的电压Uf相同，通过各器件的纹波电流If取决于其阻抗Zf(f为纹波电流的频率)。利用等效电路模型(见图3)运算出下列结果：
其中
处于多数电源中使用的较高频率时，ESRf将是该有效阻抗中的主导条件，即：ESRf为最低值的铝电容将处理最高纹波电流，并因此以最高温度运行。此类高温将导致老化过程加速，随时间推移而促使欧姆损耗(ESRf)加快。这将导致其总纹波电流的共享值降低，温度也会降低。其它铝电容的总纹波电流共享值则会增加，正如其温度及老化率也将增高一样。该纹波电流的“平衡效果”最终确保并联电容的寿命接近估算值。
对于通常为电源频率两倍的低频率而言，包含Cf在内的条件是阻抗中的主导条件。因此，Cf值为最高的铝电容将会处理最高纹波电流，并以最高温度运行，引起老化过程加速。同样，这即是说：其欧姆损耗(ESRf)随时间推移而加快。然而，若配予Cf的值变化不大，该器件将继续处理最高纹波电流。在此情况下，并联电容的寿命则会短于估算值。
在多数电源中，电源缓冲电容器内的IA/IR比率小于一，因此，欧姆损耗所引起的自动加热对其寿命不造成大的影响。因此，由上述纹波电流共享而造成的寿命缩短将不会很严重。
有时，配套铝电容的额定电压低于其应用所要求的值。在此情况下，两个或以上元件必须以串联方式连接，以确保单个铝电容的额定电压未超值。
以串联方式连接需使用平衡电阻抵消漏电流在其他相同器件之间(在所加电压相同情况下)变化幅度较大的情况。因此，通过各电容强制形成相同电流将导致电压的平均分配，并使其中一个器件受到了超出其最大额定值的电压。为避免此情况，设计人员必须合并平衡电阻，其中一个电阻与各电容并联。该方法限制了各个电容在直流情况下的电压差异。
要求的电阻值可通过对下列条件的掌握情况进行计算：任一电容所需最大电压(Um通常与额定电压相同)；整个网络(Utotal)的总电压；以及五分钟后所指定的安培漏电流IL5(接近两个电容之间的漏电流差异)。然后，最大电阻值可以下列公式算出：
对于选择电容的最后一条要求是，电容必须适配目标电源的实际尺寸。明智的做法是在设计时确认实际最大尺寸，而不是依赖于数据手册中列出的标称尺寸。通常，电压及最高温度额定值越低，器件的体积则越小。然而，需牢记的是，小型铝电容的寿命有时短于大电容的寿命。对于在高度方面有特殊限制的应用设备，轴式铝电容可能更为合适。
许多铝电容系列还提供各类脚接与引导配置。例如，已开发的三脚SI配置用于防止反向安装，而同时保持与标准两脚SI配置的兼容性。此点非常重要，因为反向安装除目测检查外无其他方式可以检测到。
此外，也可采用对标准结构设计的特殊更改，使铝电容能够处理高于标准额定值的振动水平。
诸如Vishay之类的公司提供各类铝电容。在300W额定功率及125℃的最高温度下，设计人员可将ESR的寿命、尺寸及形状系数最优化。
此类各系列器件反映了无源元件在电路性能中的重要作用。生产商之所以制造诸多不同器件，是因为设计人员的需要。该事实不仅体现了要求的多样性，也体现了满足此类要求时选择元器件的重要性。
通过指定正确的元件，工程师可省去“围绕”问题区域被动进行设计的麻烦。对元件(如铝电容)工作模式及其特性描述方式已有详细了解，因此，电源设计人员可快速锁定解决方案，并设计出寿命更长、性能更佳且效率更高的设备。这样，此类“商品”便可在当今市场几乎各种电子产品的设计中大有所为