铝电解电容器 ----原理及应用 电容器的定义 1F=106uF=1012pF 介质的介电常数 空气：1 一般物质：2~5 铝氧化膜：7~10 铝电解电容器的形状分类 片式(SMD) 引线式(Radial type) 焊针式(Snap-in) 螺栓式(Screw type) 铝电解电容器的结构特点 工作介质是金属氧化膜（Al2O3） 正极是金属基体 真正的负极是电解液(或电解质),实际负极是引出负极 铝电解电容器的工艺流程和内部结构 工艺流程 分切---铆接---卷绕---浸渍---装配---老化---测试---包装 铝电解电容器的性能特点 比容量高 具有自愈特性 具有单向导电性 工作电压有上限(450V) 损耗角较大,温度频率特性差 绝缘性能差 铝电解属有限的寿命元件 铝电解电容器主要电性能参数 容量(uF) 损耗角正切(%) 漏电流(uA,mA) ESR—等效串联电阻(mΩ ) 阻抗(m Ω) 纹波电流(m A,A) 容 量 E6(E12)系列优选数 1.0、2.2、3.3、4.7、6.8 容量偏差 M:± 20% K:± 10 % Q:-10%---+20 % T:-10%---+50 % 单位: uF(mF,F) 影响容量的因素 铝箔的单位比容 电解液 温度 频率 损 耗 角 正 切 有功功率与无功功率的比值(%) tgδ=WCR =2π fCR 影响损耗的因素 容量 频率 ESR值 温度 漏 电 流 漏导电流(泄漏电流) 由铝氧化膜表面的缺陷引起 I=KCU 影响漏电流的因素 电压大小 容量 温度 时间 原材料的纯度 等效串联电阻---ESR 单位: mΩ ESR=tgδ/wc 影响ESR的因素 铝箔的比容 电解纸的密度 电解液的电导率 电容器的制造工艺 电容器的结构 等效串联电感---ESL 单位: H,nH 电感的影响 *限制使用频率上限 *ESL值大则ESR值也大 *ESL值大的电容允许通 过的IR小 电感与其他参数的关系 ESL大,则IR小,高频抗干扰能力小, tgδ大 减小ESL的措施 增加箔的面积即选用低比容箔 采用多对引线条引出 采用轴向引出方式 增加箔的宽度 不使用长而细的引出线 采用负极引出或叠箔式结构 纹波电流---IR 单位: m A,A 由脉动电压引起 公式: 影响耐纹波电流能力的因素 频率 电容量 散热面积 允许温升 散热系数 损耗值(或ESR) 耐纹波电流的确定和测量 确定： 芯包中心允许温升5℃ 左右 与频率(频率系数)和温度(温度系数)有关 测量: 1.表面测量法(小型产品) 2. 中心测量法(大型产品) 不同工艺结构区别对待 电容器的寿命 1.影响电容器的寿命的因素 电容器本身的特性 设计 工艺 制造过程 环境（工作）温度 施加的纹波电流 施加的工作电压 电容器的寿命 2.电容器的寿命推算： 其中： L：实际使用寿命 L0：电容器额定寿命 T0：额定温度 T：环境温度 ΔT：芯包允许温升 I0：额定纹波电流 I：实际施加的纹波电流 铝电解电容器的应用场合 整流滤波,输出滤波 能量贮存,充放电 旁路,耦合 特殊用途 时间常数 音频电路 电机启动 校正电路 铝电解电容器试验方法 铝电解电容器使用注意事项 普通铝电解有正负极 电容器两端电压要小于额定电压(0.6-0.8UR) 普通电容不适用于频繁充放电电路 铝电解使用时,纹波电流不能超过其承受能力 铝电解工作时环境温度不得高于额定上限温度 铝电解长期存放后要重新老化 铝电解应储存于温度较低和干燥的环境中 铝电解电容器安装注意事项 铝电解的铝外壳与负极间不绝缘 安装时应尽量避免机械应力 铝电解焊接时应尽量避免长时间高温(＜ 270℃ ,4s) 印制电路板孔距应与铝电解脚距相匹配 带防爆阀的铝电解安装应留有足够空间(≤ 8:2mm;10-16:3mm;≥ 18:5mm) 电容器的洗净要按产品规格书要求执行 铝电解电容器使用时要远离发热元件 铝电解电容器的发展趋势 小型化 、扁平化 低阻抗、耐大纹波电流、长寿命化 上限温度寿命提高 (125℃ -150℃ ) 固体电解质电容器的商品化 V-chip的技术已日渐成熟 谢谢! 2008-2 * * S(cm2) Dielectric Anode Cathode d e Al-foil Al-foil 腐蚀的目的: 增加铝箔的表面积。 腐蚀的方法: 用电化学方法使铝箔表面形成坑洞。 0.5μm Foil Factory 铝箔的生产 一、腐蚀 Al-foil Al2O3 Al-foil 目的: 使铝箔表面形成电介质，产生电容量。 方法: 主要使用硼酸进行电化学处理。 电介质: 三氧化二铝（Al2O3) 铝箔的生产 二、化成 1、分切 裁切刀片 铝电解电容器的生产流程 导针 阳极箔 电解纸 阴极箔 铝电解电容器的生产流程 2、卷绕 目的:将导针分别铆接在阳、阴极铝箔上，再用电解纸分隔开，并卷绕成圆形或椭圆形。 目的:使卷绕素子能充分吸收电解液。 Pan Reel of elements 铝电解电容器的生产流程 3、含浸 铝壳 素子 橡胶塞 导针 铝电解电容器的生产流程 4、装配 铝电解电容器的生产流程 5、清洗及上套 铝电解电容器的生产流程 6、老化 目的:修补被损

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