鋁電解電容基礎(chǔ)知識課件

鋁電解電容器基本知識鋁電解電容基礎(chǔ)知識

課程重點一、鋁電解電容器的一般概念二、鋁電解電容器的構(gòu)造三、鋁電解電容器的電氣特性四、鋁電解電容器的標(biāo)識五、鋁電解電容器的允許紋波電流六、鋁電解電容器制造流程七、鋁電解電容器的試驗八、鋁電解電容器的壽命及推算九、鋁電解電容器失效分析十、鋁電解電容器使用注意事項鋁電解電容基礎(chǔ)知識一：鋁電解電容器的一般概念1、電容器的定義電容器簡稱電容，是一種儲存電荷或者儲存電場能量的元件。它是電路中常用的電子元器件之一，多用來濾波、隔直、交流耦合、交流旁路以及與電感元件構(gòu)成振蕩回路等。它是由兩個導(dǎo)電極板中間隔以電介質(zhì)所組成的元件。平板形電容器結(jié)構(gòu)示意圖（云母、空氣、電解質(zhì)）（金屬板）鋁電解電容基礎(chǔ)知識2、電解電容器的定義兩個極板有正極和負(fù)極之分，其中正極采用特定的閥金屬，并在該金屬表面上借助于電化學(xué)方法，生成一層極薄且具有單向?qū)щ娦缘难趸ぷ鳛榻橘|(zhì)，而負(fù)極采用能生成和修復(fù)介質(zhì)的液狀或固狀的電解質(zhì)，這樣一種特殊結(jié)構(gòu)和特殊工藝制造的電容器。鋁電解電容基礎(chǔ)知識3、電解電容器的種類

1、按閥金屬種類分2、按電解質(zhì)狀態(tài)分3．按正極呈現(xiàn)的狀態(tài)分鋁電解電容器鉭電解電容器鉭鈮合金電解電容器液體（濕式）電解電容器固體電解電容器箔式卷繞型電解電容器燒結(jié)型電解電容器鋁電解電容基礎(chǔ)知識

二、鋁電解電容器的構(gòu)造1．基本結(jié)構(gòu)正極（陽極）負(fù)極（陰極）介質(zhì)2．實物結(jié)構(gòu)鋁箔電解液電解紙導(dǎo)針（引條）膠蓋（蓋板）鋁殼膠管電解液電解紙氧化膜正箔正導(dǎo)針負(fù)導(dǎo)針負(fù)箔（類似PN結(jié)的功能）功能結(jié)構(gòu)圖正極電位高于負(fù)極電位----阻流狀態(tài)正極電位低于負(fù)極電位----導(dǎo)通狀態(tài)注：此時電流非常大，已失去電容作用，嚴(yán)重時會發(fā)生爆炸現(xiàn)象。鋁電解電容基礎(chǔ)知識三、鋁電解電容器的電氣特性1、標(biāo)稱電容量與電容量允許偏差：（1）．定義：所謂標(biāo)稱電容量是指在電容器上標(biāo)明的電容量值，是設(shè)計容量的名義值，它與實際制造出來的電容器的電容量之間有一定偏差，此偏差稱之為電容量允許偏差。鋁電解電容基礎(chǔ)知識（2）．標(biāo)稱電容量值：1、1.5、2.2、3.3、4.7、5.6、6.8×10n(n=-1、0、1、2、3、4、5)（3）．電容量允許偏差（4）．電容量的測試方法：①測試儀器：LCR或容量測試儀②測試頻率：100/120Hz③測試電路：串聯(lián)等效

鋁電解電容基礎(chǔ)知識2、損失角正切（tgδ）DissationFactor[D.F]---散逸因素（1）．定義：它是電容器電能損耗功率除以電容器的無功功率。tgδ===ωCrUrUcIr1ωCI

（2）．損失角正切的測試方法：①測試儀器：LCR或容量測試儀②測試頻率：100/120Hz③測試電路：串聯(lián)等效

鋁電解電容基礎(chǔ)知識3、漏電流（LC）（1）．定義：用來表征電容器的絕緣質(zhì)量，它與施加電壓大小、環(huán)境、溫度的高低和測試時間的長短都有密切關(guān)系。LC≤KCV+M(uA)C：標(biāo)稱電容量（uF）V：額定工作電壓（V）K、M：常數(shù)測試電路

（2）.漏電流的測試方法：在電容器兩端施加額定工作電壓，X分鐘后，測定漏電流。

一般K=0.01、M=3uA鋁電解電容基礎(chǔ)知識4、額定工作電壓：它指在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度下，可以連續(xù)施加在電容器的最大直流電壓或脈沖電壓的峰值。（AC峰值=ACV√2）低壓：4、6.3、10、16、25、35、50、63、80、100、中壓：160、200、250高壓：350、400、450、500鋁電解電容基礎(chǔ)知識四、鋁電解電容器的標(biāo)識：其外層膠管上主要標(biāo)識內(nèi)容有：⑴商標(biāo)⑵使用溫度上限值⑶額定工作電壓⑷標(biāo)稱電容量⑸負(fù)極標(biāo)志帶Sancon+150℃25V1000uF

鋁電解電容基礎(chǔ)知識五、鋁電解電容器允許紋波電流電解電容器在電子線路中常作為濾波、旁路、耦合和分頻等方面的使用，在這些應(yīng)用中，施加在電解電容器上的電壓狀態(tài)是在直流電壓上迭加不同頻率的交流成分電壓，即稱之為脈動電壓（又稱紋波電壓），在這種情況下流經(jīng)鋁電解電容器的交流電流稱為紋波電流。D

I～=2πfδS△tCtgSHδ散熱系數(shù)S=πDH△t溫升C電容量鋁電解電容基礎(chǔ)知識六、鋁電解電容器的制造流程

（見附頁）鋁電解電容基礎(chǔ)知識七、鋁電解電容器的試驗一、防爆試驗：1．交流電壓法：a）施加電壓：交流電壓的有效值不超過額定工作電壓的0.7倍或250V兩者中取最小值。b）施加電壓頻率：50Hz或60Hzc）串聯(lián)電阻R為在試驗頻率時電容器阻抗的0.5倍。2．直流電壓法：A）施加反向額定工作電壓B）電流：直徑Φ22以下：1A（恒流）

Φ22或以上：10A（恒流）C）試驗電路：

鋁電解電容基礎(chǔ)知識3．判定標(biāo)準(zhǔn)：⑴由于試驗電容器內(nèi)部壓力上升，使防爆閥動作，當(dāng)內(nèi)部氣體釋放時，不許出現(xiàn)火焰燃燒，不允許出現(xiàn)素子以及外殼部分飛濺的危險狀態(tài)。⑵施加試驗電壓30分鐘，無異常的情況即為合格。鋁電解電容基礎(chǔ)知識八、鋁電解電容器壽命及推算鋁電解電容器實際是“有限壽命”的元件，元件的壽命時間性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下工作到某一時刻時其性能超過規(guī)定的允許值，此時間稱為壽命時間。一般來說鋁電解電容器的壽命取決于使用溫度和電路中加在電容器兩端正的實際電壓，遵循下列公式L=L1×()2×2V1VT1-T1010倍原則：每升10℃降低2倍壽命。L1額定壽命V1額定電壓T1額定溫升L實際壽命V實際電壓T實際溫升鋁電解電容基礎(chǔ)知識九、鋁電解電容器失效分析1、主要失效模式：A）電容量減少B）損失角正切增大C）漏電流增加D）開路E）短路F）防爆閥動作二、失效分析系統(tǒng)圖

（見附頁二）

鋁電解電容基礎(chǔ)知識鋁電解電容基礎(chǔ)知識3、紋波電流：最大紋波電流在技術(shù)說明書中有規(guī)定，流過電容器的紋波電流若超過允許值，電容器會發(fā)熱，內(nèi)部氣體增加，導(dǎo)致電容器壽命縮短，若超過允許值，需選用耐大紋波電流的電容器。

4、工作溫度：電容器有規(guī)定其使用溫度范圍，電容器的特性隨工作溫度而變化，一般來說，當(dāng)工作溫度上升10℃時，其壽命就縮短一半。

5、工作頻率：一般電容器是100Hz或120Hz條件下測試的，電容量隨頻率升高而下降，DF隨頻率升高而升高，并使周圍溫度升高。

6、儲存：電容器應(yīng)該儲存于正常溫度（5～35℃）、濕度（75%以下）環(huán)境中，如果經(jīng)過長時間放置后，通常其漏電流有增大之傾向，如果直接施加額定電壓，漏電流大會破壞電路，在使用之前，需先施加額定電壓，使其電氣特性回復(fù)正常，如儲存時間6個月以上時，請串上1KΩ之保護電阻后，使其持續(xù)負(fù)載額定電壓30分鐘。

鋁電解電容基礎(chǔ)知識十、鋁電解電容器使用注意事項1、極性：一般電容器是有極性之分（正、負(fù)極），在電容器本體上會標(biāo)示極性（負(fù)極標(biāo)志帶）或引腳上標(biāo)志（正極比負(fù)極引腳長）。1、極性反接會造成電容器短路損壞或漏液和安全閥打開等。2、當(dāng)極性不固定（極性變換）或無法確定時，建議使用無極性電容器，然而無極性電容器不能使用于交流狀態(tài)。2、額定工作電壓：不應(yīng)使用過載電壓（超過電容器額定工作電壓），當(dāng)工作電壓大于額定工作電壓時，電容器之漏電流會增大，可損壞電容器或縮短電容器壽命。1、直流電壓和交流電壓（紋波電壓）峰值之和不應(yīng)超過額定工作電壓。2、若二個以上電容器串聯(lián)，應(yīng)確保施加之電壓低于額定值，而且要并聯(lián)一個平衡電阻，以使每個電容器所加電壓相等。鋁電解電容基礎(chǔ)知識7、充放電：電容器在經(jīng)受快速的充放電時，它的壽命因容量下降，溫升等原因而縮短，有時還會造成產(chǎn)品之損壞，在快速充放電路中一定要使用專門設(shè)計的電容器。

8、外加應(yīng)力：避免對電容器引出線或端子施加超過限度的外力，如：拉、推、彎曲等，這樣可能會引起漏液、漏電流增大、引出線斷裂或端子分裂，轉(zhuǎn)而會引起內(nèi)部連接的破壞，甚至?xí)痖_路或斷路，使用中應(yīng)避免以下幾種現(xiàn)象：1、焊接后，傾斜或彎曲電容器；2、電容器引出端間距與PC板上孔距不符；3、板動已焊接于PC板上之電容器；

4、以焊接好的電容為施加點提起或移動整塊PC板。

鋁電解電容基礎(chǔ)知識9、預(yù)熱及焊接溫度：預(yù)熱或焊接溫度過高及焊接時間太長時，會影響電容器的性能，且引起PVC膠管開裂或收縮，當(dāng)使用薄PC板或雙面板時，在確定使用之前，必須反復(fù)確認(rèn)電容器無任何損壞，且PC板上電容器正下方不能有印刷銅線，否則，通過預(yù)熱、焊接，印刷銅線溫度升高，膠管將會收縮開裂，焊料可能通過PC板所打的孔及后加工零件的引線孔濺落到膠管上，造成損傷。

10、絕緣：電容器的鋁外殼與負(fù)極不絕緣，它們之間電解液的電阻不確定，如果電容器必須與線路絕緣，則電容器的安裝位置處，一定要采取絕緣措施（如預(yù)留一定的絕緣區(qū)域）。

11、安全防爆閥：有防爆閥設(shè)計之電容器，在安裝時，安全閥上方應(yīng)留有一定的工作空間，一般情況