鋁電解電容基礎知識

1、鋁電解電容器基本知識鋁電解電容器基本知識 課課 程程 重重 點點 一、鋁電解電容器的一般概念 二、鋁電解電容器的構造 三、鋁電解電容器的電氣特性 四、鋁電解電容器的標識 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 一：鋁電解電容器的一般概念一：鋁電解電容器的一般概念 1、電容器的定義、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成振蕩回路等。它是由兩個導電極板

2、中 間隔以電介質(zhì)所組成的元件。 平板形電容器結構示意圖平板形電容器結構示意圖 （云母、空氣、電解質(zhì)） （金屬板） 2、電解電容器的定義、電解電容器的定義 兩個極板有正極和負極之分，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)，而負極 采用能生成和修復介質(zhì)的液狀或固狀的電解質(zhì)，這樣 一種特殊結構和特殊工藝制造的電容器。 3、電解電容器的種類、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

3、型電解電容器 二、鋁電解電容器的構造二、鋁電解電容器的構造 1基本結構 正極（陽極） 負極（陰極） 介質(zhì) 2實物結構 鋁箔 電解液 電解紙 導針（引條） 膠蓋（蓋板） 鋁殼 膠管 電解液 電解紙 氧化膜 正箔 正導針 負導針 負箔 （類似PN結的功能） 功能結構圖功能結構圖 正極電位高于負極電位-阻流狀態(tài) 正極電位低于負極電位-導通狀態(tài) 注：此時電流非常大，已失去電容 作用，嚴重時會發(fā)生爆炸現(xiàn)象。 三、鋁電解電容器的電氣特性三、鋁電解電容器的電氣特性 1、標稱電容量與電容量允許偏差：、標稱電容量與電容量允許偏差： （1）定義： 所謂標稱電容量是指在電容器上標明的電容量值，是設計容量的 名義值，

4、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。 （2）標稱電容量值： 1、1.5、2.2、3.3、4.7、5.6、6.810n (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： 測試儀器：LCR或容量測試儀 測試頻率：100/120Hz 測試電路：串聯(lián)等效 2、損失角正切（、損失角正切（tg） Dissation FactorD.F-散逸因素散逸因素 （1）定義：它是電容器電能損耗功率除以電容器的無功功率。 tg= = = C r Ur Uc Ir 1 C I （2）損失角正切的測試方法： 測試儀器：LCR或容量測試儀 測

5、試頻率：100/120Hz 測試電路：串聯(lián)等效 3、漏電流（、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 密切關系。 LCKCV + M (uA) C：標稱電容量（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 4、額定工作電壓：、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= ACV2 ） 低壓： 4、6.3、10、16、2

6、5、35、50、63、80、100、 中壓： 160、200、250 高壓： 350、400、450、500 四、鋁電解電容器的標識：四、鋁電解電容器的標識： 其外層膠管上主要標識內(nèi)容有： 商標 使用溫度上限值 額定工作電壓 標稱電容量 負極標志帶 Sancon +150 25V 1000uF 五、鋁電解電容器允許紋波電流五、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

7、 I= 2fS tC tgS H 散熱系數(shù) S= DH t溫升 C電容量 六、鋁電解電容器的制造流程六、鋁電解電容器的制造流程 （見附頁） 七、鋁電解電容器的試驗七、鋁電解電容器的試驗 一、防爆試驗：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60Hz c）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22以下：1A（恒流） 22或以上：10A（恒流） C）試驗電路： 3判定標準： 由于試驗電容器內(nèi)部壓力上升，使防爆閥動作，當內(nèi)部 氣

8、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)。 施加試驗電壓30分鐘，無異常的情況即為合格。 八、鋁電解電容器壽命及推算八、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( )22 V1 V T1-T 10 10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 九、鋁電解電容器失效分析九、鋁

9、電解電容器失效分析 1、主要失效模式：、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)圖二、失效分析系統(tǒng)圖 （見附頁二） 鋁 電 解 電 容 器 主 要 故 障 原 因 故障形式 產(chǎn)生故障的原理（內(nèi)部故障） 制造的原因 使用上的原因 內(nèi)壓增加 內(nèi)部溫度上升 施加了過電壓 過大的紋波電流 正箔容量衰減 負箔容量衰減 施加了反向電壓 施加了交流電壓 充放電太頻繁 正箔氧化膜劣化 電解液干涸 過溫使用 正箔氧化膜缺陷 電解液量不足 長時間使用 正箔氧化膜、電解紙的絕緣已破環(huán) 釘接處有毛刺 金屬微粒附著 對引腳加壓過大 引腳接觸

10、不好 機械強度不夠 釘接不牢固 腐蝕 CL-存在 1.防爆閥打開 2.靜電容量降低 3.損失角增大 4.漏電流增大 5.短 路 6.開 路 3、紋波電流紋波電流： 最大紋波電流在技術說明書中有規(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，當工作溫度上升10時，其壽命就縮短一半。 5、工作頻率工作頻率： 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

11、。 6、儲存儲存： 電容器應該儲存于正常溫度（535）、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，使其電氣特性回復正常，如儲存時間6個月以上時， 請串上1K之保護電阻后，使其持續(xù)負載額定電壓30分鐘。 十、鋁電解電容器使用注意事項十、鋁電解電容器使用注意事項 1、極性極性： 一般電容器是有極性之分（正、負極），在電容器本體上會標示 極性（負極標志帶）或引腳上標志（正極比負極引腳長）。 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、當極性不固定（極性變換）或無法確定時，建議

12、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、額定工作電壓額定工作電壓： 不應使用過載電壓（超過電容器額定工作電壓），當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）峰值之和不應超過額定工作電壓。 2、若二個以上電容器串聯(lián)，應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。 7、充放電充放電： 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 專門設計的電容器。 8、外加應力外加應力： 避免對電容器引出線或

13、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，甚至會引起開路或斷路，使用中應 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。 9、預熱及焊接溫度預熱及焊接溫度： 預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，當使用薄PC板或雙面板時，在確定使用 之前，必須反復確認電容器無任何損壞，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、絕緣絕緣： 電容器的鋁外殼與負極不絕緣，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（如預留一定的絕緣區(qū)域）。 11、安全防爆閥安全防爆閥： 有防爆閥設計之電容器，在安裝時，安全閥