電解電容特性結構分析
信息來源于:互聯網 發布于:2022-07-29
電容器是生活中最基本的電子元器件之一,關于其中的電解電容你知道多少呢?你知道電解電容是怎么分類的嗎?本文將為你揭曉關于電解電容的分類方法及其結構特性。
電容器由兩塊導體夾著一塊絕緣體構成的電子元件。電容器作為三大基本元器件之一,主要作用就是儲能和濾波,另外還有隔直、旁路、耦合、整流、調諧、能量轉換等功能;根據統計整機故障原因中,由電容器選擇和應用方面的原因造成的故障約占電容器總失效率的55~85%;電容器自身質量造成的失效約占15~45%。因此,在電子產品中做好電容器的選擇和應用,是保證產品質量和可靠性的基礎。
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?、贅朔Q電容量
標志在電容器上的電容量。但電容器實際電容量與標稱電容量是有偏差的,精度等級與允許誤差有對應關系。一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級,根據用途選取。電解電容器的容值,取決于在交流電壓下工作時所呈現的阻抗,隨著工作頻率、溫度、電壓以及測量方法的變化,容值將有變化。
?、陬~定電壓
在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓的有效值,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器將被擊穿,造成損壞。在實際中,隨著溫度的升高,耐壓值將變低。
?、劢^緣電阻
直流電壓加在電容上,產生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當電容較小時,主要取決于電容的表面狀態;容量>0.1μF時,主要取決于介質。絕緣電阻越大越好。
?、軗p耗
電容在電場作用下,在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。損耗與頻率范圍、介質、電導、電容金屬部分的電阻等有關。
?、蓊l率特性
隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現下降的規律。當電容工作在諧振頻率以下時,表現為容性,當超過其諧振頻率,表現為感性,此時就不是一個電容而是一個電感了。所以一定要避免電容工作于諧振頻率以上。
?、齐娙萜鬟x擇常用的幾個參數
?、贉囟认禂?,也就是電容值隨溫度變化的范圍。
?、趽p耗因數,因為電容器的泄漏電阻、等效串聯電阻和等效串聯電感,這三項指標幾乎總是很難分開,所以許多電容器制造廠家將它們合并成一項指標,稱作損耗因數,主要用來描述電容器的無效程度。損耗因數定義為電容器每周期損耗能量與儲存能量之比。又稱為損耗角正切。
?、跶值,又稱為品質因數,是損耗因數的倒數。一般電容的手冊中會標注Q或損耗因數。④介電常數K,電容的不同主要是填充介質的不同,介電常數的大小關系電容的體積和介質吸收不同,介電常數大,在較小的體積上就可以集成很大的容量,但介質吸收就很嚴重。
電解電容器通常是由金屬箔(鋁/鉭)作為正電極,金屬箔的絕緣氧化層(氧化鋁/鉭五氧化物)作為電介質,電解電容器以其正電極的不同分為鋁電解電容器和鉭電解電容器。鋁電解電容器的負電極由浸過電解質液(液態電解質)的薄紙/薄膜或電解質聚合物構成;鉭電解電容器的負電極通常采用二氧化錳。由于均以電解質作為負電極(注意和電介質區分),電解電容器因而得名。
根據分析統計,電解電容封裝類型主要分為以下10類:
1.按照結構分三大類:固定電容器、可變電容器和微調電容器。
2.按電解質分類:有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器、電熱電容器和空氣介質電容器等。
3、按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。
4.按制造材料的不同可以分為:瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容,還有先進的聚丙烯電容等等
5.高頻旁路:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。
6.低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。
7、濾波:鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。
8.調諧:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。
9.低耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。
10.小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。
電解電容是電容的一種,可分為無極性和有極性兩種類型,金屬箔為正極(鋁或鉭),與正極緊貼金屬的氧化膜(氧化鋁或五氧化二鉭)是電介質,陰極由導電材料、電解質(電解質可以是液體或固體)和其他材料共同組成,因電解質是陰極的主要部分,電解電容因此而得名。同時電解電容正負不可接錯。
一、電解電容結構:
鋁電解電容器是有極性的電容器,它的正極板用鋁箔,將其浸在電解液中進行陽極氧化處理,鋁箔表面上便生成一層三氧化二鋁薄膜,其厚度一般為0.02-0.03μm。這層氧化膜便是正、負極板間的絕緣介質。電容器的負極是由電解質構成的,電解液一般由硼酸、氨水、乙二醇等組成。為了便于電容器的制造,通常是把電解質溶液浸漬在特殊的紙上,再用一條原態鋁宿與浸過電解質溶液的紙貼合在一起,這樣可以比較方便地在原態鋁箔帶上引出負極。
如圖所示。將上述的正、負極按其中心軸卷繞,便構成了鋁電解電容器的芯子,然后將芯子放入鋁外殼封裝,便構成了鋁電解電容器。為了保持電解質榕液不泄漏、不干涸,在電解電容封裝鋁外殼的口部用橡膠塞進行密封。為了獲得較大的電容量且體積又要小,在正極鋁箔的一面用化學腐蝕方法形成凸凹不平的表面,使電極的表面積增大,從而使電容量增加。鋁電解電容器之所以有極性,是因為正極板上的氧化鋁膜具有單向導電性,只有在電容器的正極接電源的正極,負極接電源的負極時,氧化鋁膜才能起到絕緣介質的作用。如果將鋁電解電容器的極性接反,氧化鋁膜就變成了導體,電解電容器不但不能發揮作用,還會因有較大的電流通過,造成過熱而損壞電容器。為了防止鋁電解電容器在使用時發生意外爆炸事故,一般在鋁外殼封裝的端面壓制有向槽式的機械薄弱環節,一旦電解電容器內部壓力過高,薄弱環節的溝槽便會開裂,進行泄壓防爆。
鋁電解電容器雖然有極性,但如果在結構和工藝上采用新方法,也可以制成無極性的電解電容器。
二、電解電容特點:
電解電容器特點一:單位體積的電容量非常大,比其它種類的電容大幾十到數百倍。
電解電容器特點二:額定的容量可以做到非常大,可以輕易做到幾萬μf甚至幾f(但不能和雙電層電容比)。
電解電容器特點三:價格比其它種類具有壓倒性優勢,因為電解電容的組成材料都是普通的工業材料,比如鋁等等。制造電解電容的設備也都是普通的工業設備,可以大規模生產,成本相對比較低。常見的日系電解電容以NipponChemi-con(黑金剛)、Rubycon(紅寶石)為代表,臺系電解電容則以LELON(立?。?、CAPXON(豐賓)為代表,港系電解電容則以SAMXON(萬裕)、KFSON(康富松)為代表,國內以TH(華裕)、、Chang(華威)、Xunda(訊達)等為代表,歐美以ELEBASIC、KENDEIL、EVERALPHA為代表。