铝电解电容器(最详细的铝电解电容讲解)

最具体的铝电解电容解说

铝电解电容初探

电解电容是一种由两块平行金属板以及两金属板之间安排电解液所构成的电容。电容器依照所使用的电极质料、电解液之品种而赋予电容器的称呼。介质有电解液涂层有极性,分正负不成接错。


电解电容包含两个导电电极,正中有绝缘层离隔。一个电极(阳极)由扩展 了外表积的铝箔构成。铝氧化层(AL2O3)在其外表构成绝缘层。与别的电容比拟, 铝电解电容的负极(阴极)是导电液体,称作电解液。别的一个铝箔,是所谓的阴极箔,其有更大的外表积,以转达电流到电解液。电容的阳极是极纯的铝箔, 其好效外表被极大地增大(比例可以到 200 倍),增端庄式是一个电化学腐化历程, 如此可以使电容到最大容量。化学腐化的办法以及水平历程不同,决定于其不同 要求。

铝电解电容器的主要消费原质料为:阳极箔、阴极箔、电解纸、电解液、导箔、胶带、盖板、铝壳、套管、垫片等。

  其消费工序主要有:切割、卷绕、含浸、拆卸、老化、封口、印刷、套管、丈量、包装、查验等。

  以下为其主要消费工艺 图:

铝电解电容器的主要电学功能参数

额外电压 VR:是计划电容时计划的并且表现在电容上的直流电压。关于铝 电解电容,额外电压≤100 V 通常叫做低压电容,而额外电压>100 V 称作(中)高 压电容,常用的额外电压有 6.3V,10V,16V,25V,50V,63V,100V,250V, 400V,450V,500V,630V 等。

事情电压VOP:电容可以在额外电压(包含一些叠加成份)下额外事情范 围内一连事情。允许的一连事情电压范围为0V到额外电压之间。在很短时间内, 因阴极铝箔上有一层氛围氧化层,电容可以承受不凌驾1.5 V 的反向电压。

浪涌电压VS:是短时间内可以加在电容上的最大电压,好比一小时内5次, 每次一分钟。IEC 60384-4界说浪涌电压如下:假如 VR ≤ 315 V,VS = 1.15VR, 假如VR > 315 V,VS = 1.10VR。

额外容量CR:是电容计划和标示的交换电容值。CR是由(IEC 60384-1 and IEC 60384-4)划定的特别标准来测得的,关于电解电容寻常测试条件为2倍工频 (100HZ 或 120HZ),室温。别的,容量偏差是电容实践容量分开额外容量分布范围,寻常会标在本体上,关于 AL 电解基本上标志为 M(±20%)。

使用温度范围:即电容器可以安定事情的温度范围,现在稀有的温度低极限值大抵有-55℃,-40℃,-25℃几种,低温极限值大抵有 85℃, 105℃ ,125℃,130℃ 等几种。

耗散因数 tanδ:是等效串联电阻与等效串联线路里(如下图)容性电抗因素的比值,大概是在正弦电压下有功功率(耗散功率)与无功功率的比值。

等效串联电感 ESL:本身电感大概称等效串联电感泉源于接线端子及电容 内里计划,如上图。

等效串联电阻 ESR:是指等效串联线路的阻性因素。ESR 值与频率,温度 有关,并且与耗散因数有关,公式如右图

阻抗 Z:是指等效串联线路的总的电抗值,它只需包含容量 CS的容性电抗 局部;电解液及接线端子的介电丧失及欧姆阻抗 ESR 局部;由电容绕制及接线端子产生的敏感电抗 ESL 局部。ESL 只取决于频率,而容性电抗和阻性电抗则取决于频率及温度。

泄电流 Ileak:由于铝电解电容的特别特性,其铝氧化层也充任绝缘层,在 直流电压施加很长时间后,另有一个小电流会持续流过电容。这个电流叫做泄电流。泄电流小意味着电容的绝缘层计划的很好。

纹波电流:用rms值来标示流过装备的交换电流,其缘故是跳动及浪涌电 压。最大允许纹波电流决定于情况温度,电容外表积(散热地区),耗散因数以及交换频率等。由于热应力对电容寿命有决定性作用,由纹波电流产生的热量就是影响使用寿命的紧张因数。

使用寿命:使用寿命(也界说为办事寿命及利用寿命)界说为电容不凌驾指定无听从的可以到达的寿命。使用寿命是使用使用履历以及增速老化实验来取得的。假如负载低于额外值,使用寿命可以取得延伸(好比低的事情电压,电流及情况温度),得当的散热办法也可以延伸使用寿命。

铝电解电容器的主要电学功能参数特性

容量温度特性

  温度对电解电容的容量有较大影响,温度低落时,电容粘性增长,这会低落导电性。其典范特性如下图。

  电解电容的容值随着温度的低落而低落。

容量频率特性

  电解电容的容量随着测试频率的上升而低落,如下图:

耗散因数与频率温度特性

  电解电容的耗散因数在同频率下随着温度的低落而上升;在同温度下随着频率的上升而上升

阻抗 Z 的频率温度特性

  由上可见,低频时容性电抗起支配作用,随着频率的增长,容性电抗 (Xc =1/ωCs)渐渐减小直至到达电解液阻抗的数目级;频率更高时,假如温度安定,电解液的阻抗起主要作用;当抵达电容共振频率时,容性及敏感电抗互相抵消,凌驾这个频率时,电容绕制及端子(XL=ωL)的敏感阻抗开头起作用招致阻抗增长。电 解液的阻抗随着温度的低落大大增长。蝶则必有分矣。此之谓物化。

泄电流轻重与时间及温度特性

  以上右方为泄电流随时间的厘革曲线,电容器的介质对直流电流具有很大的拦阻作用,但是,由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,重新构成以及修复氧化膜的时分会产生一种很小的称之为泄电流的电流。在给电容上电前几分钟内有一个很大的泄电流(打击电流,打击电流包含位移电流和吸取电流,此中位移电流随着时间敏捷衰减,而吸取电流比位移电流衰减慢的多,约莫一连数分钟)流过,在特别情况下乃至在没有直流电压后还要一个延时。在一连事情下,这个泄电流会减小直至恒定值成为所谓稳态值(这局部电流是由介质的电导惹起的,其轻重决定于电介质在直流电场中的导电率,是一个恒定的电流,以是可以以为它是纯阻性电流,也即我们常讲的电容的泄电流)。越小的泄电流标明电介质制造得越精良。通常,泄电流会随着温度和电压的上升而增大。泄电流的温度特性如右图所示,寻常地随着温度的上升泄电流将会变得越来越大。

纹波电流的频率与温度特性

  铝电解电容的耗散因数在安稳电压下随频率不同而不同。以是,纹波电流也是频率的函数。在单独的电容规格书里,电容的纹波电流才能是指在 100Hz 大概120 Hz 条件下大概在一些个例下 10kHZ 大概100kHZ。对别的频率下的转换因数以图表的情势给出。随着频率的增大,其纹波电流增大。
  在每种电容的规格书里也包含在其他温度及纹波电流下的图表。固然在温度低下其纹波电流变大。

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