铝电解电容
2018-12-29 11:29:07
经常在电源厂商的宣传中看到“采用高品质大电容”等类似广告语,于是笔者关于大电容在电源中的应用产生了兴趣。在翻阅资料的过程中,发现电源中采用的大电容几乎都是铝电解质电容。随着学习的深入,发现采用铝电解电容是非常有必要的。
选择铝电解电容会更好
电容的种类是非常多的,例如我们常常听到的固态电容、钽电解电容、铝电解电容等。其实固态电容的全称为固态铝电解电容,而我们常说的铝电解电容通常指的是液态铝电解电容,下文同指。铝电解质电容最明显的优点就是组成材料非常容易找到,都是普通的工业材料,制造设备也非常普通,因此其成本非常低。但成本低并不是电源生产商采用铝电解电容的唯一原因。下面笔者根据所学和大家分享一下,欢迎资深人士多多批评。
电容的基本构造
电容是一种最基本的电子元件,基本上所有的电子设备上都有它的存在,隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面都会用到它。两块导体间加入一块绝缘体就构成了基本的电容。在中学时,我们曾经学习过电容的表示符号,一般来说非常简单。
电荷会在电场中受力而产生移动,当电荷遇到绝缘体时,电荷的移动受到了阻碍,于是电荷就逐渐累积在了两块导体上,储存的电荷量称为电容或者说是电容量。
由于两块导体之间存在着一块绝缘体,因此,一般情况下,电容是不会通过电流的,除非电容击穿。电容的计算公式为C=Q/V,C为电容,Q为电容两端电荷量,V为电容两端电压。C为固定值,当两块导体之间的电压增大时,电荷量也会随之增大,因此电容有着储能的作用,这个作用对于现代开关电源来说是非常重要的。
常见的电容介绍
电容的分类是非常复杂的,一般来说按照电介质,用途,结构,功能等分类,但是这种分类也会存在着交叉重叠,可以说是十分混乱的。因此笔者选择了几款我们常常听说的电容来介绍,分别是固态电容,铝电解电容,钽电解电容。
铝电解电容的优点是额定耐压值高,抗浪涌能力强,单位体积内的容量非常大,成本非常低,价格更加便宜。但是它也有着自己的缺点,存储寿命短,受温度影响较大,容易爆浆。温度每身高10度,寿命减半,这也是我们所熟知的。
钽电容的优点是ESR值很低,寿命较长而且耐高温。它的精度也非常高,机械强度也要比铝电解电容高,体积小也是它的一大优点。但是缺点是容量较小,额定耐压值比较低,价格也要比铝电解电容贵。
低阻抗、高低温稳定是固态电容的优点,特别是其超长的寿命更是铝电解电容所不能比的。但是其高昂的价格往往令众多厂商望而却步,然而这并不是最主要的,关键问题是固态电容的容量不大还有耐压性不强,这也是众多电源厂商不采用固态电容的原因所在。
铝电解电容的选择
铝电解电容在电源电路中起到什么样的作用呢?电源中整流电路将交流变成方波直流,然后在整流电路之后接入一个大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的方波直流电压变成相对比较稳定的脉动直流电压,这种作用在电源中是非常关键的。12后一页
铝电解电容与钽电解电容比较
2018-12-11 14:35:52
铝电解电容的容体比较大,串联电阻较大,感抗较大,对温度敏感。它适用于温度变化不大、工作频率不高(不高于25kHz)的场合,可用于低频滤波(在高频率得时候电解电容的并联滤波效果较低频差),铝电解电容具有极性,安装时必须保证正确的极性,否则有爆炸的危险。 与铝电解电容相比,钽电解电容在串联电阻、感抗、对温度的稳定性等方面都有明显的优势。但是它的工作电压较低。
铝电解电容器的额定电压的1.3倍作为电容器的浪涌电压,工作电压高于160V时,是额定工作电压+50V作为浪涌电压,这是生产厂家保证的电压,可以允许在短时间内承受此电压。电容器处于浪涌电压时,电流会很大,通常是正常情况的10~15倍,如果时间太长,会爆开。所以一般选用铝电容器应该把电压选得稍高些,实际工作电压为标称电压的70~80%为宜。
钽电解电容和铝电解电容优缺点对比
2018-12-27 09:30:12
钽电解电容: 优点---ESR值很低、滤高频改波性能极好,寿命长、耐高温、精度高、机械强度高、体积小;
缺点---容量较小(适合SMT类PCB板使用)、额定耐压值低(标准品的最高额定耐压值为63V)、抗浪涌能力差(实际使用中,电压要降额50%)、价格比铝电解贵、近期供货不稳定。
铝电解电容: 优点---价格便宜、额定耐压值高(单只最高可做到450V)、抗浪涌能力强(可承受1.3倍额定电压60S,很适合做滤波);
缺点---存储寿命短(电解液挥发后漏电流增大、ESR值增高,寿命多为2-3年)、使用寿命不同,价格也不同(标准品为2000小时,寿命越长,价格越高)、受温度影响很大(工作中,温度每身高10度,寿命减半)。
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电解电容铝壳
2017-06-06 17:49:50
电解电容铝壳在我国,铝电解电器行业发展则十分迅速,年均增长速度在3-5%。电解电容器铝壳带料连续拉深模:一种电解电容器铝壳带料连续拉深模,从上到下依次是凸模的垫板、固定板、脱料器、凹模的固定板、垫板和顶料器,上下模座各有一片切刀,凸模按直径由大到小或按长度由小到大排成一行直线紧固的凸模固定板上,脱料板、凹模固定板上有与凸模位置、直径、长度一一对应的圆孔,凹模紧固在凹模固定板圆孔内,用本模冲制铝壳,拉深、整形、冲槽、切口工序在一个模子中完成,工效高,带料剪损小,模子制作方便,成本低。电解电容器铝壳的产品也十分丰富。各种不同器具的配件铝壳现在的销售量也日益增大。也即将成为各个工厂的主要目标。
铝电解电容使用注意事项
2019-03-08 12:00:43
为保证产品的最高安稳度和功用,在运用铝电解电容时,须留意以下留意事项。当您的运用规划环境或作业环境超出产品规范的约束时,请与咱们联络。假如运用条件超出产品规范的约束,或许会引起短路,开路,漏电流,乃至爆破,焚烧。
运用留意事项
1. 留意直流电解电容的正负极。
假如正负极接反,将发生反常电流,导致电路短路,乃至损坏器材自身。假如不确定正负极性,就要运用直流双极电解电容。直流电容不能运用在交流电路中。
2. 在额外电压规模内运用
假如电容两头电压超越其额外电压,急剧添加的漏电流将导致电容特性的恶化或器材的损毁。
3. 在需求快速充放电的电路中不要运用电解电容
假如在需求快速充放电的场合运用电解电容,则电容发热将导致电容特性恶化乃至损坏。
4. 在额外纹波电流下运用
假如纹波电流超越其额外纹波电流,电容寿数将缩短,在极点状况下,其内部发热会将其焚毁。 在这种电路中,要运用高纹波类型的电解电容。
5. 电容特性跟着操作温度的改动。
电解电容的特性将会跟着温度的改动而改动。 这种改动是暂时的,并且在初始温度下,依然坚持其初始特性(假如在长期的高温下,其特性还没有恶化的话)。假如运用温度超出其规则的温度规模,添加的漏电流将损坏电容器材。规划中,要留意许多要素对电容温度的影响,比如说周边温度的影响,设备的内部温度的影响,电路单元中其他发热器材的热辐射影响,还有电容自身由于纹波电流而引起的发热发生的影响。
一般状况下,标示的静电电容是在20℃,120Hz下的值。 这个值会跟着温度的升高而添加,跟着温度的下降而下降。
一般,标示的正切损耗角(tan δ)也是在20℃,120Hz下的值。这个值跟着周边温度的升高而下降,跟着周边温度的下降而升高。
漏电流跟着温度的升高而添加,跟着温度的下降而削减。
6. 电容特性跟着频率的改动
当作业频率改动是,电解电容的特性会随之改动。
一般,电解电容的值是20℃,120Hz下的值。该值跟着频率的添加而添加。
相同,正切损耗角(tan δ)也是20℃,120Hz下的值,跟着频率的添加而添加。
特性阻抗一般是20℃,100Hz下的值。它将跟着频率的下降而添加。
7. 铝电解电容的寿数
当铝电解电容的特性恶化到致其失效时,它的寿数也就停止了。温度和纹波电压是影响其寿数的两个重要要素。拜见东佳索引。
8. 存储过程中铝电解电容特性的改动。
在经过长期的存储之后,不管是否安装在设备中,铝电解电容的的漏电流都会添加。当周围温度较高时,这种趋势更为明显。假如电容在常温下存储时刻超越两年(高温下时刻更短),漏电流有所添加,引荐加电压存储。考虑到初始增流的影响,引荐在设备中选用额外的维护电路。
9. 电容器和阴极引出端间的绝缘
电容器和阴极引出端是经过电解液衔接在一起的,电解液的阻值又是不确定的。所以,假如需求彻底绝缘,需求在安装时加上一个绝缘器。
10. PCB板立式电容的非接线端(附加的引出端)
由于NC端没有绝缘,它应被安装在与电路其他器材电气阻隔的当地。
11. 外部套筒
假如在有机溶液中浸过后又曝露在高温之中,掩盖在电容器表面的套筒或许会决裂。铝电解电容的外部材料一般选用聚氯乙烯材料,可是,这层套筒仅仅只是用于标示指示意图而非用于绝缘。假如您需求绝缘电容,请与咱们联络。
12. 特殊的作业环境
假如在含有高密度卤素化合物气体以及在PCB板的清洁中运用,铝电解电容将逐步显示出腐蚀性。在PCB清洁这种状况中,请事前与咱们联络。在特性环境中运用时,也请与咱们联络。
13. 依据电容pin间隔调整PCB板的孔间隔
依据电容pin间隔调整PCB板的孔间隔(目录中的“F”间隔)。要留意短路,断路以及漏电流的添加。由于孔间隔和pin间隔的距离,或许会给引线端承当较多压力。
14. 带压力阀的电容器
(1) 当电容两头加上反向电压或正向电压过大时,电容内部压力会增大。为了避免电容爆破,电容器的一部分被做得很薄以具有压力阀的功用。一旦电容被当作压力阀作业而损毁,就需求替换电容。由于这个压力阀损毁是不能康复的。
(2) 当你运用一个具有压力阀功用的电容时,要保证压力阀的上方有满足的空间以避免搅扰。空间要求如下所示:
电容直径(mm): 18 20-35 40 50
所需空间(mm): 2.0 3.0 4.0 5.0
15. 两层板
当在两层板上运用电解电容时,留意安装电容的当地,其下方不能有走线。不然,或许导致短路毛病。
16. 电容器的衔接
当有一个或多个电容并行衔接时,要考虑其电流均衡。
当有2个或多个电容串联时,要考虑其电压的均衡,并加上一个并联电阻。
安装留意事项
1. 安装留意事项
1) 安装前,查看额外参数(静电电容和额外电压)
2) 查看电容极性和底盘的极性标示
3) 不要使电容下跌在地上,下跌后的电容不要再运用
4) 安装过程中不要使电容变形
2. 不要给电容器的引脚施加过多的压力
1) 保证电容的引线间隔契合PCB板的孔间隔
2) 自立型电容应紧贴PCB板
3) 不要将主动安装机器设置得过于拉紧电容引脚。
4) 留意主动安装机器中的焊料槽和产品检测机器对电容的影响。
3. 焊接
1) 不要将电容浸在熔融焊猜中
2) 留意产品目录和规范中的焊接条件(预热时刻、焊接温度、接线端浸入时刻)。
3) 除了接线焊盘之外,其他当地不要弄上焊料。
4) 假如电容的套筒和电路板上的走线或另一个元件的金属部分比如说引线直接触摸的话,或许导致电容缩短决裂。
5) 假如电容的套筒和PCB板直接触摸的话,过高的焊接温度或过长的焊接时刻都将引起电容套筒的缩短或决裂。
6) 假如要长期运用,就要了解和运用其焊接特性以避免电容和PCB板间的接触毛病而引起的反常电流。
4. 焊接后的处理
1) 焊接后,不要歪斜,推倒或歪曲电容
2) 焊接后,不要用手揪着电容器提PCB板
3) 焊接后,不要用任何物体碰击电容器。
假如PCB板被堆积起来,电容不该碰到别的一块电路板或元器材。
5. 焊接后的清洁
1) 不要含有卤素的溶剂清洗电容器。假如需求清洗,要选用可清洗的电容器。清洗要在产品目录和产品规范的要求内进行。
2) 清洁电容器的清洁剂应该是生物可降解的。
3) 清洁之后,不要将其置于含有分散溶剂分子的空气中,或置于密封的容器中。电容和PCB板应置于热空气中超越十分钟风干。在这种状况下,要坚持温度在电容的最大作业温度之下。
6. 黏合剂和涂层材料
1) 不要运用固定黏合剂和含有卤素溶液的涂层材料。
2) 在涂敷黏合剂和涂层材料前,要保证PCB板和电容的封装部分间没有剩下的焊料或污点。
3) 在涂敷黏合剂和涂层材料前,要保证清洁剂现已风干。
4) 不要将电容器封装部分的整个表面(接线端一侧)悉数涂上黏合剂和涂层材料。
5) 留意产品目录和产品规范中对黏合剂和涂层材料热硬化条件的描绘(假如没有这样的介绍,请与咱们联络。)。
其他留意事项
1. 不要裸手接触电容接线端
避免被电击或手被烧伤。假如有必要的话,运用前先用1kΩ电阻对其放电。
2. 不要用导线将电容两接线端短路
不要将导电性溶液包括酸性或碱性溶液溅在电容上。
3. 工业设备中,应周期性的查看设备中的电容。一般查看如下项目:
(1) 外观
查看是否有开路阀门或漏电流
(2) 电子功用
查看漏电流、静电电容、正切损耗角以及其他在目录或产品规范中描绘过的项目。
4. 在紧急状况中,选用以下应对办法。
1) 当设备在作业时,假如发现有气体从电容阀中冒出来,关掉电源开关或拔掉电源线。
2) 面部远离电容压力阀,由于当电容阀作业时,有超越100℃的气体从中冒出。假如该气体触及眼睛或口,应立即清洗。不要咽下电解液。假如电解液弄到皮肤上,请用番笕清洗。
5. 存储环境
1) 存储电容时,避免高温高湿。存储温度坚持在5℃-35℃之间,相对湿度不能超越75%。
2) 长期存储时,铝电解电容的漏电流有添加的趋势。当周围温度较高时,这种添加的趋势更为明显。当加上电压时,漏电流会有所削减。假如有必要的话,应在两头加上电压。这样,能够存储更长的时刻(出厂后可坚持2年以上的时刻)。
3) 不要将电容存储在有水、盐或油的当地。
4) 不要将电容存储在有很多有害气体的当地(氢化硫,、亚硝酸、,气等等)
5) 不要将电容寄存在有紫外线或放射线的当地。
6. 电容的搁置
1) 为避免电容爆破,在焚化前应先在电容上打孔或将其破坏。
2) 假如不焚化,应将其送往专业工业抛弃品处理公司处理。
7. 其他留意事项
关于没有描绘的其他留意事项,请参阅以下参阅文件。(日本电子工业协会技能陈述#ELAJRCR-2367“电子设备中非固态铝电解电容运用留意事项攻略”)
绿色电容(环境友好型)
考虑到全球环境,东佳正在致力于环境友好型电容的研发。
1. 无聚氯乙烯型电容器
2005年今后,PET套筒将替代铝电解电容PVC套筒
2. 无引线型电容器
一些铝电解电容在其接线端上镀有焊料(包括引线),对这种状况,咱们要做出以下批改:
(1) 选用全锡覆层
(2) 选用含铋覆层
3. 卷轴可再利用型
在表面安装元件卷轴的再利用上,咱们选用了活跃的办法。
铝电解电容器的基本概要
2019-03-11 09:56:47
1-1.电容器的根本原理 电容器的根本原理能够用图1-1来描绘
当在两个正对的金属电极上施加电压时,电荷将据电压的巨细被储存起来Q=CV 图. 1-1
Q:电量( C )
V:电压(V )
C:电容量(F
C:电容器的电容量,能够由电极面积S [m2],介质厚度t [m]以及相对介电常数ε来表明
C[F]= ε0·ε·S/t
ε0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M) 铝氧化膜的相对介电常数为7~8,要想取得更大的电容,能够经过添加表面积S或许削减其厚度t来取得。 表1-1列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数,在许多情况下,电容器的命名通常是依据介质所运用的材料来决议的,例如:铝电解电容器、钽电容器等。介质相对介电常数介质相对介电常数铝氧化膜7 ~ 8陶瓷10~120薄膜树脂3.2聚乙烯2.5云母6 ~ 8钽氧化膜10 ~20 尽管铝电解电容器十分小,但它具有相对较大的电容量,因为其经过电化学腐蚀后,电极箔的表面积被扩展了,而且它的介质氧化膜十分薄。图1-2形象地描绘了铝电解电容器的根本组成。
1-2电容器的等效电路
电容器的等效电路图可由下图2表明图2 R1:电极和引出端子的电阻
R2:阳极氧化膜和电解质的电阻
R3:损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻
D1:具有单向导电性的阳极氧化膜
C1:阳极箔的容量
C2:阴极箔的容量
L :电极及引线端子等所引起的等效电感量
1-3根本的电功能
1-3-1 电容量 电容器的由丈量沟通容量时所出现的阻抗决议。沟通电容量随频率、电压以及丈量方法的改变而改变。铝电解电容器的容量随频率的添加而减小。和频率相同,丈量时的温度对电容器的容量有必定的影响。跟着丈量温度的下降,电容量会变小。 另一方面,直流电容量,可经过施加直流电压而丈量其电荷得到,在常温下容量比沟通略微的大一点,而且具有更优越的安稳特性。 1-3-2 Tan δ(损耗角正切) 在等效电路中,串联等效电阻ESR同容抗1/ wC之比称之为Tan δ,其丈量条件与电容量相同。 tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR
其间:RESR=ESR(120 Hz)
w=2πf
f=120Hz
tan δ跟着丈量频率的添加而变大,随丈量温度的下降而增大。 阻抗(Z):
在特定的频率下,阻止沟通电经过的电阻就是所谓的阻抗(Z)。它与容量以及电感密切相关,而且与等效串联电阻ESR也有联系。详细表达式如下: 其间:Xc=1/ wC=1/ 2πfC
XL=wL=2πfL 漏电流:
电容器的介质对直流电具有很大的阻止效果。但是,因为铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,从头构成以及修正氧化膜的时分会发生一种很小的称之为漏电流的电流,刚施加电压时,漏电流较大,跟着时刻的延伸,漏电流会逐步减小并终究保持安稳。漏电流随时刻改变特征图 测验温度和电压对漏电流具有很大的影响。漏电流会跟着温度和电压的升高而增大。
电容器: 铝电解电容器数据手册
2019-01-09 09:34:20
TDK集团发布了新版爱普科斯(EPCOS)铝电解电容器规格书,内容包含螺钉型、焊片型、轴向型及引线型等多种类型电容器。除了久经验证的产品外,数据手册中还罗列了许多创新产品,包括结构极其紧凑的B43742*和B43762螺钉型系列电容器。而B43743*和B43763*系列产品经过优化设计,实现了较大的电流能力,广泛适用于电压范围为350-450VDC的应用中。在105℃的温度下,其使用寿命至少可达6000小时。
公司还推出诸多新的焊片型系列电容器,这些新产品结构更加紧凑,电流能力显著提升。新的汽车级电容器也是新发布产品中的一大亮点,这些产品能有轴向型式和星型两种类型可选,抗振动性较高能达60g。
此外,全新的数据手册中还详述了各产品的技术规格信息,为研发工程师提供了广泛且较新的参考案例,使得铝电解电容器选型更高效。
铝电解电容为什么不能承受反向电压
2019-03-04 10:21:10
下图显现了铝电解电容的根本结构,它由阳极(anode)、在绝缘介质上附着的氧化铝构成的铝层,接纳极的阴极铝层,和真实的由电解液构成的阴极。电解液渗透在两个铝层间的纸上。铝电解电容为什么不能接受反向电压
氧化铝层是经过电镀在铝层上,相关于加在其上的电压来说是十分薄的,很简单被击穿,导致电容失效。
氧化铝层能够接受正向的直流电压,假如其接受反向的直流电压,其很简单在数秒内失效。这个现象被称为‘ValveEffect’,这就是为什么铝电解电容具有极性的原因,假如电解电容的两个电极都有氧化层,则构成无极性电容。
许多文章报导了铝电解电容反向电压的阈值现象的机理,叫做氢离子理论(Hydrogeniontheory),当电解电容接受反向直流电压的时分,即电解液的阴极接受正向电压而氧化层接受负电压,集合在氧化层的氢离子就将穿过介质到达介质和金属层的鸿沟,转化成,的胀大力使得氧化层掉落,因此电流在击穿电解液后直接流转电容,电容失效,这个直流电压十分小,在1~2V的反向直流电压效果下,铝电解电容在几秒钟就会因为氢离子效应而当即失效。相反,当电解电容接受正向电压时分,负离子集结在氧化层之间,因为负离子的直径十分大,其并不能击穿氧化层,所以能接受较高电压。
名词解释:
1.阳极(anode):阳极铝层,即电解电容的正极。2.阴极(cathode):电解液层。
3.电介质(Dielectricdi):附着在铝层表面的氧化铝层。
4.阴极箔(CathodeFoil):衔接电解液和外部的层,这层在制作中并不需求氧化,可是在实践中因为在蚀刻过程中铝简单被氧化,所以其构成了一个天然被氧化的氧化层,这个氧化层能够接受1~2v的电压。
5.绝缘纸(spacerpaper):阻隔阴极和阳极,让他们不直接短接,并吸附必定量的电解液。
有极性电容反接后会怎样样?
假如电容容量很小,耐压很高,作业电压低的话,反接看不出来啥;假如容量稍大(100UF以上),耐压离作业电压近,电容不会超越10分钟就坏,坏的表现形式是:先鼓包,再吹气,然后爆浆。
有极性电容器反接会爆破,是不是说不能直接接在沟通电源上?
不能接到沟通电源上,因为这个有极性电容规划就是用在直流电源上,作滤波用,我本来也问过这种问题,想了良久,一直在问“电容不是隔直通交的吗,怎样有极性电容就不能用在沟通电源上呢?”,因为这个有极性电容内部有特殊的物质,这个物质不能接受反压,假如通到沟通电上就会反向击穿或爆破。
有极性电容不能反接,为何答应沟通负半周经过?
沟通信号在必定条件下能够把电容当作短路,此刻沟通信号的负半周怎样处理?莫非要上拉成直流?
沟通信号有必要承载在直流电流上,正是要上拉成直流!
有极性电容作业时正极电位必定要高于负极.不然电容漏电----轻则电路无法作业,重则电容爆破。
极性电容接反为什么会短路?
极性电容内部结构分为正极、介质层、负极,介质层具有单向导电的性质,当然接反后产品介质层就起不到绝缘的效果了,电容天然就短路了。
为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小?
涉及到电解电容器的原理:正接时电容器的正极会构成极薄的氧化膜(氧化铝)来作为电介质;反接时金属铝薄片(电容正极)是接电源负极的,会电解出H2来而不会构成氧化膜,另一电极因为材料不同也不会构成能够作为电介质的氧化膜。
铝电解电容器是由经过腐蚀和构成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、
中间隔着电解纸卷绕后,再浸渍作业电解液,然后密封在铝壳中而制成的。因为电解电容器存在极性,在运用时有必要留意正负极的正确接法,不然不只电容器发挥不了效果,并且漏电流很大,短时间内电容器内部就会发热,损坏氧化膜,随即损坏。
电解电容是电容的一种,介质有电解液涂层,有极性,分正负不行接错。电容(Electriccapacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。电解电容器特色一:单位体积的电容量十分大,比其它品种的电容大几十到数百倍。电解电容器特色二:额外的容量能够做到十分大,能够简单做到几万μf乃至几f(但不能和双电层电容比)。电解电容器特色三:报价比其它品种具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比方铝等等。制作电解电容的设备也都是普通的工业设备,能够大规模出产,本钱相对比较低。电解电容器一般是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极一般选用二氧化锰。因为均以电解质作为负电极(留意和电介质差异),电解电容器因此得名。有极性电解电容器一般在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等效果。一般不能用于沟通电源电路,在直流电源电路中作滤波电容运用时,其阳极(正极)应与电源电压的正极端相衔接,阴极(负极)与电源电压的负极端相衔接,不能接反,不然会损坏电容器。
无极性电解电容器一般用于音箱分频器电路、电视机S校对电路及单相电动机的起动电路。电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量规模较大,一般为1~1000μF,额外作业电压规模为6.3~450V。其缺陷是介质损耗、容量差错较大(较大答应误差为+100%、-20%),耐高温性较差,寄存时间长简单失效。
有极性电容和无极性电容在功用、原理结构上的差异.
有极性电容是指电解电容一类的电容,它是由阳极的铝箔和阴极的电解液别离构成两个电极,由阳极铝箔上发生的一层氧化铝膜做为电介质的电容.因为这种结构,使其具有极性,当电容正接的时分,氧化铝膜会因为电化反响而保持稳定,当反接的时分,氧化铝层会变薄,使电容简单被击穿损坏.所以电解电容在电路中有必要留意极性.普通的电容是无极性的,也能够把两个电解电容阳极或阴极相对串连构成无极性电解电容.
1、原理上相同。(1)都是存储电荷和开释电荷;(2)极板上的电压(这儿把电荷堆集的电动势叫电压)不能骤变。(3)差异在于介质的不同、功用不同、容量不同、结构不同致运用环境和用处也不同。反过来讲,人们依据出产实践需求,试验制作了各种功用的电容器来满意各种电器的正常作业和新设备的作业。跟着科学技术的开展和新材料的开掘,更优质、多样化的电容器会不断涌现。2、介质不同。介质是什么东西?说穿了就是电容器两极板之间的物质。有极性电容大多选用电解质做介质材料,一般同体积的电容有极性电容容量大。别的,不同的电解质材料和工艺制作出的有极性电容同体积的容量也会不同。再有就是耐压和运用介质材料也有密切联系。无极性电容介质材料也许多,大多选用金属氧化膜、涤纶等。因为介质的可逆或不行逆功用决议了有极、无极性电容的运用环境。
3、功用不同。功用就是运用的要求,需求较大化就是运用的要求。假如在电视机里电源部分用金属氧化膜电容器做滤波的话,并且要到达滤波要求的电容器容量和耐压。机壳内恐怕也就只能装个电源了。所以作为滤波只能运用有极性电容,有极性电容是不行逆的。就是说正极有必要接高电位端,负极有必要接低电位端。一般电解电容在1微法拉以上,做巧合、退巧合、电源滤波等。无极性电容大多在1微法拉以下,参加谐振、巧合、选频、限流、等。当然也有大容量高耐压的,多用在电力的无功补偿、电机的移相、变频电源移持平用处上。无极性电容品种许多,不逐个赘述。
4、容量不同。前面现已讲过同体积的电容器介质不同容量不等,不逐个赘述。5、结构不同。原则上讲不考虑尖端放电的情况下,运用环境需求什么形状的电容都能够。一般用的电解电容(有极性电容)是圆形,方型用的很少。无极性电容形状千奇百变。像管型、变形长方形、片型、方型、圆型、组合方型及圆型等等,看在什么地方用了。当然还有无形的,这儿无形指的就是分布电容。关于分布电容在高频和中频器材中决不行忽视。
功用上是相同的。首要差异是在容量上,受材料结构的影响,一般无极性电容的容量都比较小,一般在10uF以下,而极性电容的容量遍及较大。比方在进行电源滤波的时分,你不得不运用大容量的极性电容。
电路规划的一个根本原则就是要求规划者充沛了解和把握实践中的元器材,所用的元器材尽量是标准件,通用件,较好是市场上较普通的类型(元器材的通用性越好,收购越简单,供货商产值越大,收购本钱越低)。关于图纸中所用元器材,要是只需定做才干取得的材料,其本钱必定不低。假如是定做都不能取得,那这张规划图就等同于废纸。
PS:你说的仅仅电源退耦电容,大电容合适滤除低频信号,小电容滤除高频信号(原理见电路根底,容抗与频率的联系部分)。
不过退耦仅仅是电容的一个效果,电容还有其他效果,不同品种的电容特性,用法都有很大差异,原理图上的电容仅仅一个符号罢了,背面的技巧多着呢。这方面跟经历很有联系,不行能速成,只能经过实践渐渐堆集。
纯沟通电路中,只能运用无极性电容器。
在直流电压叠加沟通信号的电路中,且能确保叠加后的较低电压不会成为负值,就能够运用有极性的电容器。
在容量相同的情况下,有极性的电容器的体积和本钱都远小于无极性的电容器,所以需求较大的电容量情况下,电容器的体积是一个较大的对立,能用无极性的电容器的场合,都天然会用有极性的电容器代替,不只处理了体积问题,本钱也低许多,何其不乐。
大电容能够滤除较低频率以上的沟通信号,小电容则只能滤除较高频率以上的信号。需求多大的电容器,需求依据欲滤除信号的频率和需求滤除的分贝来断定。
总的来说,在两个导体之间只需有电场存在就会在这两个导体间发生电容,而这个电容的容量有多大,跟两导体之间的电场强度、间隔、电介质和电源的频率有关。在电子电路中,假如电压和频率、电容器的容量、电容器的“品质因数”以及装置条件现已设定不变的情况下,选用何种原料的电容器就成了决议性要素了。
电容器在电子电路中首要是作;信号的巧合、RC电路中伏安特性的微分如积分、振荡电路中的“槽路”、旁路和电源滤波等。
电容器的品种区别是按电容器里边的电介质来差异的,有;
1.空气电容器;用空气作电介质的电容器,如;收音机里边“调谐”用的可变电容器
2.纸质电容器;用一种专用的电容纸做电介质的电容器。3.电解电容器;用电解质作电介质的电容器。4.云母电容器;用天然的云母作电介质的电容。5.瓷片电容器;用单层陶瓷材料作电介质的电容器。
6.独石电容器;也是用陶瓷材料作电介质的电容器,为了处理单层瓷片电容器容量小的缺陷,实践就是用多个瓷片电容串联起来的电容器;7.涤纶功电容器;用尼龙材料作电介质的电容器。
8.铌电容器;它用金属铌[ní]做正极,用稀硫酸等配液做负极,用铌表面生成的氧化膜做介质制成的一种电容器
9.钽电容器;是一种用金属钽(Ta)作为阳极材料而制成的一种电容器。10.绕线式电容器;是一种用金属丝绕在电介质上作电极的电容器,可用改动金属丝的匝数的方法来调整电极面积巨细然后调整容量的巨细。
11.油浸纸质电容器;用一种中性砊物油来做电介质的电容器,多用在电力系统。......
电容器又分;固定电容、可变电容和可调电容三种。
大多是做成固定容量不变的。
可变电容;可在必定的容量规模内自在调理的电容器,如;收音机里能够手动调谐选台用的那就是可变电容
可调电容(也称半可变电容);在必定的规模内可调整的电容器,如;瓷介微雕电容和线绕电容。
不能说“容量大的电容就有极性”,这点说错了,比方,用在电力系统中做相位角调整和用在发动电络中做消弧用的电容,容量有时做得很大,可是不分极性的。
无极性电容和无极性电解电容器相同吗?不是一回事。
绝大多数品种的电容都是无极性的,唯一电解电容有极性,电解电容傍边,又有很特殊的无极性电解电容。与普通电容比较,电解电容的容量大、报价低、体积小是其他电容无法比拟的,可是电解电容一般都有极性,并且作业可靠性、耐压、耐温、介质损耗等目标都不如其他电容。所谓无极性电解电容,实践上就是将两个相同的电解电容背靠背封装在一起。这种电容损耗大、可靠性低、耐压低,只能用于少量要求不高的场合。
铝电解电容器负极用素铝箔的质量控制
2019-01-02 14:54:40
铝电解电容器负极用素铝箔(以下简称负极素铝箔)是电容器制造所需的关键原材料之一。负极素铝箔经专业工厂进行化学腐蚀或电化学腐蚀后制成不同尺寸规格的负极电极箔片,再与阳极电极箔片和浸有电解质的衬垫纸等其他材料共同卷绕封装成铝电解电容器。素铝箔质量的高低直接决定着电容器质量的可靠性与稳定性。就负极素铝箔而言,其化学成分及加工质量很大程度地影响着铝箔的质量水平。现就这两方面的工业化生产技术与质量控制予以简述。
1、负极素铝箔的化学成分及其技术特征 国内外报道的用于制造负极素铝箔的铝合金种类繁多,用于工业化生产的铝合金主要可归纳为四类:铝-铜系、铝—锰系、纯铝系及多元素混合系。不同类别的负极素铝箔具有不同的性能特点,所适应的腐蚀工艺也千差万别。负极素铝箔经腐蚀后制得的电极箔主要质量指标要求:较高的电容量、抗拉强度、折弯次数及低的表面氯离子含量等。目前国内应用最多的主要是铝—铜系和铝-锰系箔。三种典型的铝合金系的化学成分见表1。 表1国内外典型铝合金系负极素铝箔的合金化元素质量分数%生产厂家及铝箔合金SiFeCuMnMgZnTi其他单位Al国内某公司的铝-铜系0.20-0.300.20-0.30 余量国外某公司的铝-铜系0.10-0.30余量国内某公司的铝-锰系0.10-0.201.0-1.3余量国外某公司的铝-锰系0.05-0.201.0-1.5余量国内某公司的纯铝系0.05>99.70国外某公司的纯铝系>99.85
1.1 、铝—铜系箔 铝—铜系负极素铝箔制成的电极箔具有电容量高、表面光亮灰粉少、强度中等的特点,特别适用于要求高电容量的品种。通常用硬状态箔通过化学腐蚀方法制得电极箔。
铝—铜合金中的铜一部分固溶于铝基体中,一部分以金属间化合物CuAl2的形式析出。铜的电极电位高于铝的。固溶的铜及CuAl2成为腐蚀核心。铜具有一定的强化作用,但在铝-铜系负极素铝箔中的铜含量有限,所以对强度的贡献并不大。铜含量过低,增加铝箔静电容量的作用不大;铜含量过高,将产生粗大的腐蚀凹坑,形成过量腐蚀,反而降低静电容量。铜含量一般选择在0.1%~0.5%范围内。
1.2 、铝-锰系箔 铝—锰系负极素铝箔制成的电极箔具有电容量中等、表面偏暗易生粉、强度高的特点,特别适用于要求较高强度及规格较薄的品种。通常用硬状态箔通过化学腐蚀方法制得电极箔。
铝—锰合金属于不可热处理强化合金。锰具有一定的强化作用,随着锰含量的增加,合金强度提高。锰在铝中的溶解度较小,主要以MnAln的形式分布在铝基体中形成腐蚀核心。锰含量过低,析出的化合物MnAln少,不能得到足够的腐蚀蚀坑;锰含量过高,将析出粗大的MnAln相,造成不均匀腐蚀。锰含量一般控制在0.8%—1.3%之间。
1.3 、纯铝系箔 纯铝系负极素铝箔制成的电极箔具有电容量中等、表面均匀灰粉少、强度较低、柔性好、抗衰减稳定性好等特点,特别适用于要求稳定性较高的品种。通常采用软状态箔通过交流电化学腐蚀方法制得电极箔。
纯铝箔与铝-铜系箔、铝-锰系箔的腐蚀机理有所区别,由于纯铝箔中没有刻意加入的铜、锰等可形成金属间化合物的腐蚀核心,因此,仅靠由纯铝中不可避免的杂质铜、铁、硅等元素所形成的金属间化合物腐蚀核心数量较少,其主要腐蚀核心为冷加工过程中产生的晶间缺陷——位错在铝箔表面形成的位错露头。这类箔的铝纯度一般在99.7%—99.95%之间,随着铝纯度的提高,铝箔的耐蚀性亦相应提高。
1.4 、多元素组合系箔 除上述特点较鲜明的铝箔系列外,一些文献还报道了许多在此基础上改型的多元素组合系负极素铝箔。包括铝—铁系、铝-铜-锰系、铝—镍系、铝-硅系等等。这类铝箔更多的属于实验室研究与专利技术,工业生产上并不多见。
2 、负极素铝箔的加工质量控制 负极素铝箔由于其特殊的使用用途,因而对加工质量的要求相对较高。要求铝箔组织均匀、化学成分范围窄、平整无波浪、箔面色泽一致、无条纹、无孔洞针孔、端面整齐无毛刺、厚度偏差范围小、长度定尺等。要满足这些要求需要对整个生产过程进行严格的控制,重点应抓好熔铸和轧制环节的控制。
2.1 、熔铸过程的控制 熔铸过程包括配料、熔化、精炼、铸造、铣面、均匀化处理等环节。配料:配料是保证化学成分稳定的重要环节。投炉料应保证洁净,无泥沙、雨雪等夹杂物;每熔次新金属与回用料的比例应相对固定;投炉前应详细测算受控合金元素及杂质的含量范围,保证配料成分的准确性。
熔化与精炼:熔化与精炼对最终产品的化学成分、孔洞及针孔数量的影响最为直接。熔化时应避免熔体过热,以防对产品的耐蚀性产生不良影响;需成分调整的合金应在基础铝料熔化完毕初次取样后,再进行成分调整,并应进行充分搅拌,以保证合金成分均匀;严格控制和除去熔体中的气体和夹杂物,对减少铝箔成品的孔洞和针孑L缺陷至关重要,一般应保证熔体氢含量小于0.15mL/(100gAl),20μm级夹杂物的滤去率不低于60%。 铸造与铣面:铸造质量对产品组织均匀性、内在缺陷等有较大影响,铣面质量不好易造成压人缺陷。铸造时应确立合理的铸造工艺参数,包括铸造温度、铸造速度、冷却水温、水压等,避免铸锭表面出现冷隔、挂溜等宏观缺陷,避免铸锭内部产生疏松、夹杂及粗大的第二相化合物组织等缺陷;应实施在线晶粒细化措施,防止晶粒粗大;应严格管理现场工艺卫生,防止灰尘等落人熔体中。 均匀化处理:均匀化处理可有效消除枝晶偏析、溶解非平衡相,使金属组织趋于均匀化,这将对铝箔成品最终形成均匀的表面腐蚀,防止因组织不均造成的腐蚀条纹有重要意义。与一般普通铝箔相比,用于生产负极素铝箔的铝合金铸锭宜采取均匀化处理温度的上限,通常不低于550℃。
2.2 、 轧制过程的控制 轧制过程主要指热轧和箔冷轧加工环节。
热轧:热轧过程应重点做好轧辊、乳液及导辊的质量控制。轧制过程中应防止轧辊及导辊粘铝、硌伤,以免造成坯料压人和印痕缺陷,这些缺陷会在进一步的铝箔加工中产生针孔,严重时甚至会产生孔铜。热轧机最好应配置清辊装置或制定定期的轧辊清理工艺。保证乳液的润滑、冷却性能和洁净程度。乳液的润滑、冷却性能不好会加速轧辊的粘铝倾向,乳液洁净程度差会导致压人缺陷增多。乳液宜配置连续过滤系统,并根据所使用乳液的特征和生产特点制定其使用周期,并定期对乳液的主要质量指标,如浓度、酸碱度、灰分、电导率等进行监测控制。箔冷轧:箔冷轧对控制最终铝箔成品的平整度、厚度偏差、表面色泽均匀性等起着关键的作用。负极素铝箔要求厚度偏差小于5%、平整度不大于20I,箔面腐蚀前后色泽均匀无条纹,这些要求主要由冷加工过程来满足,因而对生产过程硬件的配置要求较高。一般来说,要求冷轧机需配置厚度和板形自动控制(AGC和AFC)系统。日常管理中,应强化对轧辊和轧制油的管理,保持轧辊辊面粗糙度均匀,保证轧制油质量指标稳定、油质洁净,这对减少箔面条纹、色差缺陷十分重要。
3 、 结束语 不论采用何种合金成分制作铝电解电容器负极用素铝箔,必须与其后续的腐蚀工艺相匹配。就铝箔加I过程而言,其基本原理是一致的,但生产过程中的工艺参数应根据合金自身的特点而定。
LED驱动电源非铝电解电容不可么
2019-01-14 13:50:22
LED驱动电源寿命偏低的一个重要原因是驱动电源所需的铝电解电容的寿命不足,主要原因是长时间工作时led灯具内部的环境温度很高,导致铝电解电容的电解液很快被耗干,寿命大为缩短,一般只能工作5千小时左右。而LED光源的寿命是5万小时,因此铝电解电容的工作寿命就成为了led驱动电源寿命的短肋。 现在有些供应商为了解决这个问题,发明了无铝电解电容的LED驱动电源方案。但并不是所有的LED驱动电源供应商都赞成这种做法。陈嵘指出:“目前量产的led照明驱动电源中没有一款是采用了无电解电容的驱动方案,因为没有它的话,很多试验标准通不过,如EMI测试和无闪烁测试。” 而采用铝电解电容的LED驱动电源方案很容易通常以上测试,如果换成薄膜电容和陶瓷电容或钽电容,情况如何呢?薄膜电容要达到相同的电容量(一般为100-220uF),体积就会很大,而且成本也太高,陶瓷电容一般容量太小,如用多个陶瓷电容实现这么大的容量,占板面积和成本都太大,钽电容要具有这么大容量,一是太贵,而是耐压太低达不到要求,因此换成其它任何种类的电容,基本上不是体积太大,就是太贵,如为了这些缺点换成容量较小的电容,消除纹波的效果就没有那么好,很多出口产品所需的严格认证测试指标就无法通过,因此目前高质量的LED驱动电源还是普遍采用铝电解电容。 很多供应商宣称的无电解电容LED驱动电源方案,很可能只是去掉了AC输入端的铝电解电容,恒流输出端的铝电解电容应该是很难去掉或替代的。 从LED驱动电源的架构上来说,陈嵘表示,日本和美国将以非隔离式方案为主流,因为他们的电网输入电压只有110V。而中国和欧洲将以隔离式方案为主流,因为它们的电网输入电压高达220V,隔离方案的安全性有保障,尽管成本可能会偏高一些。