帶你認(rèn)識(shí)一下鋁電解電容

鋁電解電容初探

電解電容是一種由兩塊平行金屬板以及兩金屬板之間放置電解液所構(gòu)成的電容。電容器依照所使用的電極材料、電解液之種類(lèi)而付予電容器的名稱(chēng)。介質(zhì)有電解液涂層有極性，分正負(fù)不可接錯(cuò)。

電解電容包含兩個(gè)導(dǎo)電電極，中間有絕緣層隔開(kāi)。一個(gè)電極（陽(yáng)極）由擴(kuò)大 了表面積的鋁箔形成。鋁氧化層（AL2O3）在其表面形成絕緣層。與其它電容相比， 鋁電解電容的負(fù)極（陰極）是導(dǎo)電液體，稱(chēng)作電解液。另外一個(gè)鋁箔，是所謂的陰極箔，其有更大的表面積，以傳遞電流到電解液。電容的陽(yáng)極是極純的鋁箔， 其有效表面被極大地增大（比例可以到 200 倍），增大方式是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過(guò)程， 這樣可以使電容到最大容量?；瘜W(xué)腐蝕的方式以及程度過(guò)程不同，決定于其不同 要求。

鋁電解電容器的主要生產(chǎn)原材料為：陽(yáng)極箔、陰極箔、電解紙、電解液、導(dǎo)箔、膠帶、蓋板、鋁殼、套管、墊片等。

其生產(chǎn)工序主要有：切割、卷繞、含浸、裝配、老化、封口、印刷、套管、測(cè)量、包裝、檢驗(yàn)等。

鋁電解電容器的主要電學(xué)性能參數(shù)

額定電壓 VR：是設(shè)計(jì)電容時(shí)設(shè)計(jì)的而且表示在電容上的直流電壓。對(duì)于鋁 電解電容，額定電壓≤100 V 通常叫做低壓電容，而額定電壓>100 V 稱(chēng)作（中）高 壓電容，常用的額定電壓有 6.3V，10V，16V，25V，50V，63V，100V，250V， 400V，450V，500V，630V 等。

工作電壓VOP：電容可以在額定電壓（包含一些疊加成份）下額定工作范 圍內(nèi)連續(xù)工作。允許的連續(xù)工作電壓范圍為0V到額定電壓之間。在很短時(shí)間內(nèi)， 因陰極鋁箔上有一層空氣氧化層，電容可以承受不超過(guò)1.5 V 的反向電壓。

浪涌電壓VS：是短時(shí)間內(nèi)可以加在電容上的最大電壓，比如一小時(shí)內(nèi)5次， 每次一分鐘。IEC 60384-4定義浪涌電壓如下：如果 VR ≤ 315 V，VS = 1.15VR， 如果VR > 315 V，VS = 1.10VR。

額定容量CR：是電容設(shè)計(jì)和標(biāo)示的交流電容值。CR是由(IEC 60384-1 and IEC 60384-4)規(guī)定的特殊標(biāo)準(zhǔn)來(lái)測(cè)得的，對(duì)于電解電容一般測(cè)試條件為2倍工頻 （100HZ 或 120HZ），室溫。另外，容量誤差是電容實(shí)際容量離開(kāi)額定容量分布范圍，一般會(huì)標(biāo)在本體上，對(duì)于 AL 電解基本上標(biāo)記為 M（±20%）。

使用溫度范圍：即電容器能夠穩(wěn)定工作的溫度范圍，目前常見(jiàn)的低溫極限值大致有-55℃，-40℃，-25℃幾種，高溫極限值大致有 85℃, 105℃ ,125℃，130℃ 等幾種。

耗散因數(shù) tanδ：是等效串聯(lián)電阻與等效串聯(lián)線路里(如下圖)容性電抗成分的比值，或者是在正弦電壓下有功功率（耗散功率）與無(wú)功功率的比值。

等效串聯(lián)電感 ESL：自身電感或者稱(chēng)等效串聯(lián)電感來(lái)源于接線端子及電容 內(nèi)部設(shè)計(jì)，如上圖。

等效串聯(lián)電阻 ESR：是指等效串聯(lián)線路的阻性成分。ESR 值與頻率，溫度 有關(guān)，而且與耗散因數(shù)有關(guān)，公式如右圖

阻抗 Z：是指等效串聯(lián)線路的總的電抗值，它只要包括容量 CS的容性電抗 部分；電解液及接線端子的介電損失及歐姆阻抗 ESR 部分；由電容繞制及接線端子產(chǎn)生的感性電抗 ESL 部分。ESL 只取決于頻率，而容性電抗和阻性電抗則取決于頻率及溫度。

漏電流 Ileak：由于鋁電解電容的特殊特性，其鋁氧化層也充當(dāng)絕緣層，在 直流電壓施加很長(zhǎng)時(shí)間后，還有一個(gè)小電流會(huì)繼續(xù)流過(guò)電容。這個(gè)電流叫做漏電流。漏電流小意味著電容的絕緣層設(shè)計(jì)的很好。

紋波電流：用rms值來(lái)標(biāo)示流過(guò)設(shè)備的交流電流，其原因是跳動(dòng)及浪涌電 壓。最大允許紋波電流決定于環(huán)境溫度，電容表面積（散熱區(qū)域），耗散因數(shù)以及交流頻率等。由于熱應(yīng)力對(duì)電容壽命有決定性作用，由紋波電流產(chǎn)生的熱量就是影響使用壽命的重要因數(shù)。

使用壽命：使用壽命（也定義為服務(wù)壽命及操作壽命）定義為電容不超過(guò)指定失效率的可以達(dá)到的壽命。使用壽命是應(yīng)用使用經(jīng)驗(yàn)以及加速老化試驗(yàn)來(lái)得到的。如果負(fù)載低于額定值，使用壽命可以得到延長(zhǎng)（比如低的工作電壓，電流及環(huán)境溫度），適當(dāng)?shù)纳岽胧┮部梢匝娱L(zhǎng)使用壽命。

除了上述的電學(xué)參數(shù)外，電解電容還有存儲(chǔ)溫度，氣候條件，溫濕循環(huán)， 引線強(qiáng)度，可焊性等可靠性項(xiàng)目。