鋁電解電容器原理及應用

1、-原理及應用電容器的定義 1F=106uF=1012pF 介質的介電常數(shù) 空氣：1 一般物質：25 鋁氧化膜：710S(cm2)DielectricAnodeCathodede edSCe810855. 8Al-foilAl-foil腐腐蝕蝕的目的的目的: 增加增加鋁鋁箔的表面箔的表面積積。 。腐腐蝕蝕的方法的方法: 用用電電化學方法使化學方法使鋁鋁箔表箔表面形成坑洞。面形成坑洞。0.5mFoil Factory鋁箔的生產一、腐一、腐蝕蝕Al-foilAl2O3Al-foil目的目的: 使使鋁鋁箔表面形成箔表面形成電電介介質質， ，產產生生電電容量。容量。方法方法: 主要使用硼酸主要使用硼酸進

2、進行行電電化學化學處處理。理。電電介介質質: 三氧化二三氧化二鋁鋁（ （Al2O3)鋁箔的生產二、化成二、化成鋁電解電容器的形狀分類 片式(SMD) 引線式(Radial type) 焊針式(Snap-in) 螺栓式(Screw type)鋁電解電容器的結構特點 工作介質是金屬氧化膜（Al2O3） 正極是金屬基體 真正的負極是電解液(或電解質),實際負極是引出負極鋁電解電容器的工藝流程和內部結構 工藝流程 分切-鉚接-卷繞-浸漬-裝配-老化-測試-包裝1 1、分切、分切裁切刀片裁切刀片鋁電解電容器的生產流程導針陽極箔電解紙陰極箔鋁電解電容器的生產流程2 2、卷、卷繞繞目的目的:將將導針導針分分

3、別鉚別鉚接在陽、陰極接在陽、陰極鋁鋁箔箔上，再用上，再用電電解解紙紙分隔開，并卷分隔開，并卷繞繞成成圓圓形或形或橢圓橢圓形。形。目的目的:使卷使卷繞繞素子能充分吸收素子能充分吸收電電解液。解液。PanReel of elements鋁電解電容器的生產流程3 3、含浸、含浸鋁鋁殼殼素子橡膠塞橡膠塞導針鋁電解電容器的生產流程4 4、裝配、裝配鋁電解電容器的生產流程5 5、清洗及上套、清洗及上套鋁電解電容器的生產流程6 6、老化、老化目的目的:修修補補被被損損壞的氧化膜。壞的氧化膜。目的目的: 挑挑選選符合品符合品質質要求的要求的產產品品進進行包裝。行包裝。容量容量tan LC鋁電解電容器的生產流程

4、7 7、分、分選選及包裝及包裝鋁電解電容器的性能特點 比容量高 具有自愈特性 具有單向導電性 工作電壓有上限(450V) 損耗角較大,溫度頻率特性差 絕緣性能差 鋁電解屬有限的壽命元件鋁電解電容器主要電性能參數(shù) 容量(uF) 損耗角正切(%) 漏電流(uA,mA) ESR等效串聯(lián)電阻(m ) 阻抗(m ) 紋波電流(m A,A)容 量 E6(E12)系列優(yōu)選數(shù) 1.0、2.2、3.3、4.7、6.8 容量偏差 M: 20% K: 10 % Q:-10%-+20 % T:-10%-+50 % 單位: uF(mF,F) 影響容量的因素 鋁箔的單位比容 電解液 溫度 頻率損 耗 角 正 切 有功功率

5、與無功功率的比值(%) tg=WCR =2 fCR 影響損耗的因素 容量 頻率 ESR值 溫度 漏 電 流 漏導電流(泄漏電流) 由鋁氧化膜表面的缺陷引起 I=KCU 影響漏電流的因素 電壓大小 容量 溫度 時間 原材料的純度等效串聯(lián)電阻-ESR 單位: m ESR=tg/wc 影響ESR的因素 鋁箔的比容 電解紙的密度 電解液的電導率 電容器的制造工藝 電容器的結構等效串聯(lián)電感-ESL 單位: H,nH 電感的影響 *限制使用頻率上限 *ESL值大則ESR值也大 *ESL值大的電容允許通 過的IR小 電感與其他參數(shù)的關系 ESL大,則IR小,高頻抗干擾能力小, tg大 減小ESL的措施 增加

6、箔的面積即選用低比容箔 采用多對引線條引出 采用軸向引出方式 增加箔的寬度 不使用長而細的引出線 采用負極引出或疊箔式結構 紋波電流-IR 單位: m A,A 由脈動電壓引起 公式: 影響耐紋波電流能力的因素 頻率 電容量 散熱面積 允許溫升 散熱系數(shù) 損耗值(或ESR)耐紋波電流的確定和測量 確定： 芯包中心允許溫升5 左右 與頻率(頻率系數(shù))和溫度(溫度系數(shù))有關 測量: 1.表面測量法(小型產品) 2. 中心測量法(大型產品) 不同工藝結構區(qū)別對待電容器的壽命1.影響電容器的壽命的因素 電容器本身的特性 設計 工藝 制造過程 環(huán)境（工作）溫度 施加的紋波電流 施加的工作電壓電容器的壽命2

7、.電容器的壽命推算：其中： L：實際使用壽命 L0：電容器額定壽命 T0：額定溫度 T：環(huán)境溫度 T：芯包允許溫升 I0：額定紋波電流 I：實際施加的紋波電流 鋁電解電容器的應用場合 整流濾波,輸出濾波 能量貯存,充放電 旁路,耦合 特殊用途 時間常數(shù) 音頻電路 電機啟動 校正電路鋁電解電容器試驗方法序號試驗項目主要內容1浪涌電壓沖電30s,放電5min30s,循環(huán)1000次2高低溫特性20 -下限溫度- 20 -上限溫度-20 3防爆試驗0.7UR交流或反向電壓4高溫負荷上限溫度下,施加額定IR,額定的工作時間5高溫貯存上限溫度下,無負荷1000h6耐焊接熱350 ,3.5s7耐濕性40 ,

8、90-95%RH8耐溶劑性異丙醇,20-25 ,30s9耐振性10-55-10HZ/分,振幅1.5mm,x-y-z方向各2小時鋁電解電容器使用注意事項 普通鋁電解有正負極 電容器兩端電壓要小于額定電壓(0.6-0.8UR) 普通電容不適用于頻繁充放電電路 鋁電解使用時,紋波電流不能超過其承受能力 鋁電解工作時環(huán)境溫度不得高于額定上限溫度 鋁電解長期存放后要重新老化 鋁電解應儲存于溫度較低和干燥的環(huán)境中鋁電解電容器安裝注意事項 鋁電解的鋁外殼與負極間不絕緣 安裝時應盡量避免機械應力 鋁電解焊接時應盡量避免長時間高溫( 270 ,4s) 印制電路板孔距應與鋁電解腳距相匹配 帶防爆閥的鋁電解安裝應留有足夠空間( 8:2mm;10-16:3mm; 18:5mm) 電