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。
中科院在石墨烯粉体制备及高性能超级电容器研究方面取得进展
2019-01-04 17:20:20
近日，中科院马衍伟等在石墨烯量化制备及高性能石墨烯基超级电容器方面取得进展，提出以二氧化碳为原料，采用自蔓延高温合成技术，成功实现了兼具高导电性和高比表面积石墨烯粉体的快速、绿色、低成本制备。
高品质石墨烯的工业化大规模制备一直是世界性难题。目前，石墨烯粉体规模化制备的技术路线主要基于膨胀石墨剥离法和氧化石墨还原法。但膨胀石墨剥离法通常得到的是低比表面积的多层石墨片，而氧化石墨还原法制备的石墨烯由于残留的氧官能基团和结构缺陷导致低导电性，严重制约了石墨烯的潜在应用。
针对上述问题，马衍伟等采用二氧化碳为原料，金属镁粉为还原剂，纳米氧化镁为模板剂，通过镁粉在二氧化碳气氛中自蔓延燃烧方式，成功制备出富含介孔结构的石墨烯，如图1所示。
图1 自蔓延高温合成制备石墨烯流程示意图 目前所制的石墨烯电导率高达13000S/m，比表面积为709m2/g，综合性能优异，并在离子液体电解液中表现出优越的电化学性能。基于电极材料的比电容高达244F/g，能量密度高达136Wh/kg，功率密度高达1000kW/kg，循环100万周后，容量保持率仍大于90%，如图2所示。
图2 石墨烯基超级电容器的能量/功率性能和循环寿命
该石墨烯制备方法反应过程耗时短、环境友好、成本低、易于工业化推广，将有力促进石墨烯在超级电容器等储能领域中的实际应用。
电容器的型号命名方法及分类
2019-03-13 10:03:59
电容是电子设备中很多运用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合， 旁路，滤波，调谐回路， 能量转化，控制电路等方面。用C表明电容，电容单位有法拉（F）、微法拉（uF)、皮法拉（pF), 一、电容器的类型命名办法;国产电容器的类型一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。顺次别离代表称号、材料、分类和序号。 榜首部分：称号，用字母表明，电容器用C。 第二部分：材料，用字母表明。 第三部分：分类，一般用数字表明，单个用字母表明。 第四部分：序号，用数字表明。用字母表明产品的材料：A-钽电解、B-聚乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 二、电容器的分类 1、依照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 2、按电 解质 分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介;质电容器等。 3、按用处分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型;电容器。 4、频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。 5、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。 6、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。 7、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚乙烯电容器。 8、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚乙烯电容器。 9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。 10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚乙烯电 容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚电容器、云母电容器。.
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。
使用铝电解电容器注意事项
2019-03-11 13:46:31
铝电解电容器如在非规则条件下运用的话，会导致爆破失火等严重毛病，请先承认下述留意事项后运用。
规划 运用温度与纹波电流 1．运用温度、纹波电流应在规则的范围内，电容器如经过太大电流则引起反常发热、短路、失火等丧命不良。 2．电容器本身为发热元件，会使机器内温度上升，这点请留意，承认机器正常状况下，电容器周围的温度。 3．答应经过的纹波电流应随环境温度（电容器周围的温度）上升而下降，答应经过纹波电流应考虑最高环境温度和运用频率。 施加电压 1．电容器有极性，施加反向电压或沟通电压后，会导致失火等丧命不良。 2．在极性转化回路中请运用双极性电容，但这种状况不运用于沟通电路。 3．直流电压上叠加沟通成分时，峰值不要超越额外电压，不然会引起短路失火等丧命严重不良。 4．多只电容器并联是，应考虑导线电阻等。 5．多只电容器串联是运用同一规格的电容，请并联均压电阻，规划时要考虑这时加在电容上的电压彻底相同。 6．不能用于重复急剧充放电回路，熔接机器等充放电是，电容器请特别规划。 7．即便非快速充放电，但电压改变大则会导致寿数特性恶化，要实践上机仔细承认或与海立联络。 运用环境 1．电容器遇到水、油及其他导电液体或结晶状况下运用的话，会引发毛病，别的，封口皮圈、防爆阀附着油的话，会下降气密性，电容器上应防止在附着液体状况下运用。 2．、亚硝酸、、等卤素化合物的气体，等有害气体场所不要放置及运用电容器，这些气体一旦侵入电容器内部，则会引起腐蚀。防止熏蒸处理，虫剂喷洒。 3．臭氧、紫外线、放射线照耀处，请勿放置及运用电容器。 4．振荡冲击大的场所请勿运用电容器。 装置 装置前的准备常识 1．不能反极，加了反向电压，即便外观无反常，这种电容器也不能运用，它已受了损害。 2．不能在封口部装置支架或施加外力，不然会引起封口不良，或许发生漏液，套管决裂。 3．电容器受落劣等冲击的话，其电气功能变差，会导致毛病，不能使电容器受冲击。 4．成套拼装通电后的电容器请勿再运用，除定时点检时为了测验电功能而取下的电容器外，不行再运用。 装置办法 1．螺栓型防爆阀（盖板上）请不要朝下，由于忧虑电解液，固定剂从防爆阀处流出。 2．防爆阀邻近不能有电线电路，因防爆阀作业时电解液喷出，或许会引起失火等事端。 3．电容器的周围及线路板不和（电容器下面）不要装置散热部品。 4．不要影响防爆阀作业，防爆阀上部应留有必定空间。电容器直径距离φ363mm以上φ40以上5mm以上 螺栓型电容器 1．端子螺丝的端子答应电流如下，别的振荡大机器用，请另行评论。 端子扭距（答应值N.M）端子答应电流(A) M52.2(1.5)~3060 M63.0(3.0)~3.5100 M87.5(7.0)~8.0120 2．定购的螺丝，运用于配线厚2mm以下，超越2mm相应的螺丝加长。 3．M5垫圈孔径引荐用φ6，孔径过大的话，端子面与垫圈触摸不良，则或许会引起部分发热不良。 保管 1．电容器于室内保管，应防止阳光直射，室内温度为5~35，湿度75%（25℃）期限3年以内，3年以上的电容器漏电流增大，请进行电压处理。 2．湿度以外与上述运用环境在同一环境下保管。 3．尽或许包装状况下保管。 4．依据电容器康复现象，会发生电荷，手不能直触摸摸电容器端子会触电，运用前用电阻（10~100Ω）或放电板放电。 试运行 1．因有或许触电，不能直触摸摸电容器端子。 2．电容器端子间不能用导电体将其短路。 3．酸碱等导电性溶液不能附着在电容器上。 4．运用环境请承认规划上的运用环境栏。 点检 1．工业用设备上的电容器请定时点检。点检项目： （1）外观：压力阀状况、漏夜等显着反常。 （2）电功能：容量、损耗、漏电流及归入规格书所规则的项目。电功能测验以20℃为基准，20℃放置，电容器内部到达必定温度后测验。是否可运用请评论。 定时点检，堵截开关，彻底放电后测验。 2．已超越运用年限的电容器请替换，替换时请全数替换，旧电容器与新电容器一起运用的话，纹波电流或许不平衡。 如果状况 1．成套运用中，经承认有气体发生时，堵截主电源，将电源插头从插座中拔下。 2．电容器的防爆阀作业时，温度超越100气领会喷出，不要把脸靠上去，不要接近气体直升处。 3．喷出的气体侵入眼中，请立即用清水洗净。 4．电解液附着皮肤上用番笕清洗，肯定不能吸到口中。 抛弃场合 1．金属屑进行分类，比起深埋的东西（电解液）适用于办理构成工业抛弃物，请托付专门的工业抛弃物处理商，应考虑抛弃后的产品不能再流入商场。 2．由于是铝，大部分不能悉数焚烧，焚烧时留意以下几点：密封焚烧的话会引起爆破，开口或开口部弄坏。外包装材料（塑料袋）低温焚烧会发生有毒气体，请高温焚烧。 3．成心解剖电容器会形成外伤触电等。
铝电解电容器常见缺陷的规避方法
2019-01-11 10:51:55
因其低成本的特点，铝电解电容器一直都是电源的常用选择。但是，它们寿命有限，且易受高温和低温极端条件的影响。铝电解电容器在浸透电解液的纸片两面放置金属薄片。这种电解液会在电容器寿命期间蒸发，从而改变其电气属性。如果电容器失效，其会出现剧烈的反应：电容器中形成压力，迫使它释放出易燃、腐蚀性气体。 电解质蒸发的速度与电容器温度密切相关。工作温度每下降10摄氏度，电容器寿命延长一倍。电容器额定寿命通常为在其较大额定温度下得出的结果。典型的额定寿命为105摄氏度下1000小时。选择这些电容器用于图1所示LED灯泡等长寿命应用时（LED的寿命为25000小时），电容器的寿命便成了问题。要想达到25000小时寿命，这种电容器要求工作温度不超过65摄氏度。这种工作温度特别具有挑战性，因为在这种应用中，环境温度会超出125摄氏度。市场上有一些高额定温度的电容器，但是在大多数情况下，铝电解电容器都将成为LED灯泡寿命的瓶颈组件。 这种寿命温度依赖度实际影响了您降低电容器额定电压的方法。您首先想到的可能是增加电容器额定电压来较小化电介质失效的机率。但是，这样做会使电容器的等效串联电阻（ESR）更高。由于电容器一般会具有高纹波电流应力，因此这种高电阻会带来额外的内部功耗，并且增加电容器温度。故障率随温度升高而增加。实际上，铝电解电容器通常只使用其额定电压的80%左右。 电容器温度较低时，ESR急剧增加，如图2所示。在这种情况下，-40oC下，电阻呈数量级增加。这在许多方面都会影响到电源性能。如果电容器用于开关式电源的输出端，则输出纹波电压呈数量级增加。另外，在ESR和输出电容形成的零以上频率，它让环路增益增加一个数量级，从而影响控制环路。这会产生一个有振荡的不稳定电源。为了适应这种强震动，控制环路通常会在空间方面做出巨大妥协，并在更高温度下工作。 总之，铝电解电容器通常是较低成本的选择。但是，您需要确定其缺点是否会对应用产生不利影响。您需要通过其工作温度，考虑其寿命长短。另外，您还要适当地降低其额定电压，这样您才能实现较低温度运行，从而获得较长的使用寿命。较后，您需要理解必须使用的ESR范围，这样您才能正确地设计出控制环路，从而满足设计的纹波规范要求。
光伏逆变器对铝电解电容器的要求
2018-12-20 09:35:44
逆变器的主要功能是将电源的可变直流电压输入转变为无干扰的交流正弦波输出，既可供设备使用，也可反馈给电网。 一、太阳能发电对光伏逆变器的要求 对于熟悉功率管理的工程师而言，设计太阳能发电系统的逆变器有什么要点需要额外注意。首先，就现有光伏系统逆变器的使用情况来看，它们一般只能使用5到10年，而光伏电池板的使用寿命长达25年，逆变器成为光伏系统中可靠性最低的组件。IR的Alberto Guerra提出，设计师必须考虑光伏系统逆变器的使用寿命。太阳能逆变技术业界对于产品寿命有很高的期望，一般都能保证20至25年的使用期，因此特别着重每种元件的可靠性。 二、提高光伏逆变器寿命的关键 决定光伏逆变器的寿命为其各元件的可靠性，尽管半导体元件通常都达到这种可靠性水平，但对于无源元件来说却有可能是一个挑战，特别是电解电容器。电解电容器的可靠性提高成为了提高光伏逆变器可靠性的关键之一。 三、电解电容器在光伏逆变器中的作用 光伏逆变器可看成是用直流电源供电的特殊用途的变频器，输出频率为50Hz或与电网同步的50Hz。也就没有整流器产生的整流电路的电流脉冲，这样直流母线上的电容器的功能为直流母线电容器或者成为“DC-Link”电容器，其作用为吸收由逆变器产生的开关频率极高次谐波电流和输出频率的三倍频电流和高次谐波电流。 四、光伏逆变器对电解电容器的要求 1.高电压 一般大功率的光伏逆变器，将转化后的交流电直接并入高压电网中，但从安规角度考虑，光伏电池组的输出电压一般不高于900V，可以选择两只450V电解电容器串联，但为了提高安全性，可以选择2只500V电解电容器串联。所以需要高电压等级的电容器来减少电容器的串接而提高可靠性。 2.高耐纹波能力 一般光伏逆变器流过电容器的电流为逆变器输出电流有效值的0.44倍。如光伏逆变器的输出电压为线电压250V，每输出1kW功率对应的输出电流约2.54A，流过直流母线电容器的电流为1.12A。100kW光伏逆变器的直流母线电容器需要流过112A有效值电流，所选择的电容器的额定电流不应低于这个数值。如果一只电解电容器的额定电流不能满足要求，要选择多只电解电容器并联方式获得所需要的电流值。所以要求单只高耐纹波能力的电解电容器来减少电解电容器的并联数量，提高整体可靠性。 3.长寿命 在太阳能发电系统中光伏电池板的使用寿命长达25年，而逆变器成为光伏系统一般只能使用5到10年，所以太阳能发电系统对光伏逆变系统的寿命要求为25年的水平。对于无源元件电解电容器，它的负极为电解液，会随着使用时间的增长慢慢干涸而失效。这势必需要电解电容器行业制造出更长寿命的电解电容器来符合光伏逆变器的要求。
铝聚合物电解电容器的特性及应用
2019-01-02 09:41:33
铝聚合物电解电容器
铝电解电容器种类很多，有的可以将ESR明显减小，但是还是没有质的变化。ESR主要是由电解电容器的阴极电阻造成的，提高电解电容器的阴极材料电导率可以改善电解电容器的性能，而铝聚合物电解电容器的有机聚合物阴极可以使电导率达到300ms/cm，甚至3000ms/cm，这种阴极材料可以使电解电容器的ESR非常低。
铝聚合物电解电容器的结构与普通铝电解电容器相同，所不同的是引线式铝聚合物电解电容器的阴极材料用有机半导体浸膏替代电解液。固态铝聚合物贴片电容是结合了铝电解电容和钽电容的一种独特结构。同传统的铝电解电容一样，固态铝聚合物贴片电容的阳极铝电极板、氧化铝层通过阳极氧化过程制作在上面。固态铝聚合物贴片电容中，高导电率的聚合物电极薄膜沉积在氧化铝上，作为阴极，炭和银为阴极的引出电极，这一点与固态钽电解电容器相似。
铝聚合物电解电容器电气性能
ESR和额定纹波电流
铝聚合物电解电容器最大的特点是ESR很小，固态铝聚合物贴片电容的ESR低于固态钽，甚至低于钽-聚合物组合电容，原因就是采用了固态导体聚合物，这就意味着承受纹波电流能力强。电解电容的ESR主要取决于电极的电阻，固态铝聚合物电容的电极阻值比其它电极的阻值小得多，几乎为0。
阻抗频率特性
在低频段（低于10kHz）和高频段（高于20MHz），铝聚合物电解电容器与低ESR铝电解电容器、钽电解电容器的性能相差不多。而在对开关电源输出整流滤波和数字电路的电源旁路最有效的中频段，却有着明显的差别，特别是在1MHz左右，相差非常明显。铝聚合物电解电容器的阻抗最低，钽电解电容器次之， ESR铝电解电容器相对阻抗最高相差接近一个半数量级。表明铝聚合物电解电容器在上述应用中更加有效。
ESR与电容量的温度特性
铝聚合物电解电容器及用途相近的其它电容器的ESR温度特性如图1（a）所示。铝聚合物电解电容器的ESR特性从-55℃到+105℃几乎没有变化，变化由大到小依次为铝电解电容器、X5U陶瓷电容器、钽电解电容器、X5P陶瓷电容器、铝聚合物电解电容器，其中铝电解电容器变化达数十倍。铝聚合物电解电容器及用途相近的其它电容器的电容温度特性如图1（b）所示。铝聚合物电解电容器的电容量在全温度范围内变化不到15%，略高于钽电解电容器，低于其它电容器。
电压对电容量的影响
铝聚合物电解电容器的电容量与施加电压基本无关，而陶瓷电容器的电容量则随外加电压的增加而明显下降（大约下降20%）。
铝聚合物电解电容器的应用
上电冲击电流的抑制
由于铝聚合物电解电容器的ESR极小，上电过程中电容器上没有初始电压，因此，将产生幅值很高的上电冲击电流。一般情况下，应将冲击电流幅值限制在10A以下或低于允许纹波电流的10倍以下。通常的DC/DC变换器的输入仅用一个低ESR电容器滤波，这时，如选用铝聚合物电解电容器作为输入滤波电容器（假设ESR和电源内阻分别为90mW和50mW，输入电压为24V），其上电电流峰值可能达到： 远远高于铝聚合物电解电容器的纹波电流承受能力。必须考虑上电过程的冲击电流限制。可以采用AC/DC变换器上电电流限制方法，如串联限流电阻，见图2（a），则： 这种电路的最大特点是电路极其简单，所付出的代价则是降低了变换器的效率，在输入电压较低的DC/DC变换器应用中不宜采用。要解决这个问题，可以采用AC/DC变换器的方案，通过继电器的触点，上电后经过一个延迟时间将限流电阻短路，如图2（b）所示。这种电路的问题是继电器的体积与DC/DC变换器体积矛盾，以及控制继电器所需的功率将影响变换器的效率。还可以在电源与DC/DC变换器的输入端串接负温度系数热敏电阻，如图2（c）所示，这个方案看起来似乎特别合理，但是对于低电压输入的DC/DC变换器，其热态的电阻会影响变换器的效率，这种电路的缺点是在高温环境下热敏电阻将不能有效地起到限流作用。还可以采用热插拔电路，如图2（d）所示，能很好地解决这个问题。当然也可以在变换器输入部分串接一个带有磁芯的电感， 允许的峰值电流为：
得到其电感量的关系为： 当输入电压为24V，输入滤波电容器为22mF，限制电流在10A以下时的电感量为：
为防止限流电感释放储能时产生浪涌过压，可以在限流电感上反并联二极管。12后一页
铝电解电容器特点及面临的机遇和挑战
2018-12-27 09:30:12
它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。 铝电解电容器——Aluminium Electrolytic Capacitor
铝电解电容器的结构特点
铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重迭卷绕而成；芯子含浸电解液后，用铝壳和胶盖密闭起来构成一个电解电容器。同其它类型的电容器相比，铝电解电容器在结构上表现出如下明显的特点：
（1）铝电解电容器的工作介质为通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝（Al2O3），此氧化物介质层和电容器的阳极结合成一个完整的体系，两者相互依存，不能彼此独立；我们通常所说的电容器，其电极和电介质是彼此独立的。
（2）铝电解电容器的阳极是表面生成Al2O3介质层的铝箔，阴极并非我们习惯上认为的负箔，而是电容器的电解液。
（3）负箔在电解电容器中起电气引出的作用，因为作为电解电容器阴极的电解液无法直接和外电路连接，必须通过另一金属电极和电路的其它部分构成电气通路。
（4）铝电解电容器的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔，实际的表面积远远大于其表观表面积，这也是铝质电解电容器通常具有大的电容量的一个原因。由于采用具有众多微细蚀孔的铝箔，通常需用液态电解质才能更有效地利用其实际电极面积。
（5）由于铝电解电容器的介质氧化膜是采用阳极氧化的方式得到的，且其厚度正比于阳极氧化所施加的电压，所以，从原理上来说，铝质电解电容器的介质层厚度可以人为地精确控制。
铝电解电容器的性能特点
同其它类别的电容器相比，铝电解电容器的优越性表现在以下几个方面：
（1）单位体积所具有的电容量特别大。工作电压越低，这方面的特点愈加突出，因此，特别适应电容器的小型化和大容量化。例如，CD26型低压大容量铝电解电容器的比容量约为300μF/cm3，而其它在小型化方面也颇具特色的金属化纸介电容器的低压片式陶瓷电容器的比容量一般不会超过2μF/cm3。
（2）铝电解电容器在工作过程中具有“自愈”特性。所谓“自愈”特性是指介质氧化膜的疵点或缺陷在电容器工作过程中随时可以得到修复，恢复其应具有的绝缘能力，避免招致电介质的雪崩式击穿。
（3）铝电解电容器的介质氧化膜能够承受非常高的电场强度。在铝电解电容器的工作过程中，介质氧化膜承受的电场强度约为600kV/mm，这一数值是纸介电容器的30多倍。
（4）可以获得很高的额定静电容量。低压铝电解电容器能够非常方便地获得数千乃至数万微法的静电容量。一般来说，电源滤波、交流旁路等用途所需的电容器只能选用电解电容器。
当然，铝电解电容器也有以下显著缺点：
（1）绝缘性能较差。可以这样说，铝电解电容器是所有类别的电容器中绝缘性能最差的。对铝电解电容器而言，通常采用漏电流来表征其绝缘性能，高压大容量铝质电解电容器的漏电流可达1mA以下。
（2）损耗因子较大，低压铝电解电容器的DF通常在10％以上。
（3）铝电解电容器的温度特性及频率特性均较差。
（4）铝电解电容器具有极性。使用在电子线路中时，铝电解电容器的阳极要接电路中的电位高的点，阴极接电位低的点，才可能正常发挥电气功能。如果接反了，电容器的漏电流急剧增大，芯子严重发热，导致电容器失效，并有可能燃烧爆炸，损害线路板上的其它器件。
（5）工作电压有一定的上限。根据铝电解电容器介质氧化膜的特殊生成手段，其最高工作电压一般为500V，且发展潜力十分有限；而对其它非化学电容器而言，只要适当加厚其电介质的厚度，理论上的工作电压可以达到任意上限值。
（6）铝电解电容器的性能容易劣化。使用经过长期存放的铝电解电容器，不宜突然施加额定工作电压，而应逐渐升压至额定电压。
（7）传统铝电解电容器由于采用电解液作为阴极，在片式化方面存在较大的障碍，故其片式化进程落后于陶瓷电容器及金属化薄膜电容器。
铝电解电容器的电性能参数
铝电解电容器的额定容量接E6系列的优选数确定，即： (N=0,1,2…5)；共有6个数值：1?0，1?5，2?2，3?3，4?7，6?8。与E6系列相对应的允许偏差为±20％，但对通用的电解电容器而言，其正偏差常放宽至＋50％。
铝电解电容器的损耗因子的定义为：在规定频率的正弦电压下，电容器所消耗的有功功率和无功功率的比值，即：
其中，f为正弦电压的频率，C为在该频率下电解电容器串联模型的容量，r为电解电容器的等效串联电阻（ESR）。
铝电解电容器的漏电流通常定义为施加额定工作电压若干分钟以后流过电容器的电流。通常，铝电解电容器容许的最大漏电流可以用下式界定：
Il=KCU(μA)
其中，C为电容器的容量（μF），U为所施加的直流电压值（V），K是与电容器类型有关的常数，通常的取值范围为0.01～0.1，低漏电流的系列品也有取值小于0.002的情况。
额定工作电压是指在规定的环境温度范围内所能施加到电解电容器上的最大直流电压值。按GB2472?81的规定，适用于电解电容器的额定电压序列为：4.0,6.3,10,16,25,35,50,63,100,125,160,250,300,450,500,630。根据实际的需要，有时也用到200V及350V的产品。
铝电解电容器面临的挑战与机遇
20世纪80年代，当LSI、VLSI蓬勃发展的时候，有人曾经对电容器的前景极为悲观，随后的事实证明，这些看法有一些杞人忧天的味道：自上个世纪80年代中期起，电容器产业的年平均增长率均在20％以上，1993年全球电容器的销售产值已达130亿美元。铝质电解电容器的销售产值占整个电容器产业的1/3多。但是，随着电子技术及材料制造工艺的进步，传统型铝电解电容器不仅受到电子技术发展的压力，也面临其它类别电容器挑战其龙头老大地位的压力。
电子技术对电容器小型化、片式化的需求，使得传统铝电解电容器产业倍感压力。传统铝电解电容器采用电解液作为阴极，这使得其片式化进程受到极大的阻碍。片式化通常采用迭层结构、树脂包封的形式，而如何将电解液完好地密封起来一直是铝电解电容器研发人员倍感头痛的事。钽电解电容器采用固态半导体材料MnO2作为阴极材料，其片式化的进展颇为迅速，已经对铝电解电容器构成一定的市场威胁。
超大比表面积（2000m2/g～3000m2/g）炭纤维布工业化制造技术的成熟，使得近年来双层电容器的研发与制造迅速成长，并成为极低压和低压铝电解电容器的一个有力的竞争对手。EDLC可以轻而易举地获得法拉级的容量，其储能密度高于铝电解电容器，因而在储能用的领域正在逐步打破铝电解电容器的垄断地位，并有可能后来居上。
金属化纸介、金属化薄膜电容器的出现，使得纸介、塑料薄膜电容器在减小体积、增大比容量方面迈出历史性的一步。目前，金属化纸介、金属化薄膜电容器小型化、片式化的发展较为活跃，并向低压小容量的铝电解电容器发出挑战。同样，片式陶瓷电容器由于中低温烧结技术的开发，垂直迭层工艺的发展，能够获得的电容量范围也在逐步扩大，也在逐步蚕食低压小容量铝电解电容器所占的市场份额。
虽然铝电解电容器面临着前所未有的压力和挑战，但是也不必过于悲观地认定铝电解电容器已经穷途末路，必定要退出历史舞台。然而新技术、新材料的发展，在给其它类别电容器带来发展机遇的同时，也必定会为铝电解电容器的创新突破打开方便之门。有机半导体材料、导电聚合物材料的出现及其合成技术的成熟，已经为铝电解电容器的更新换代奠定了物质基础。将有机半导体材料、导电高分子材料用作铝电解电容器阴极的尝试，得到的频率特性、温度特性可以和片式陶瓷电容器媲美，甚至高出固态铝电解电容器。另外，对于传统型铝电解电容器而言，在一段时间内不可相比的容量价格比仍足以使其维持主流产品的地位。删除
电源设计之铝电解电容器常见缺陷的规避方法
2018-12-29 11:29:07
因其低成本的特点，铝电解电容器一直都是电源的常用选择。但是，它们寿命有限，且易受高温和低温极端条件的影响。铝电解电容器在浸透电解液的纸片两面放置金属薄片。这种电解液会在电容器寿命期间蒸发，从而改变其电气属性。如果电容器失效，其会出现剧烈的反应：电容器中形成压力，迫使它释放出易燃、腐蚀性气体。 电解质蒸发的速度与电容器温度密切相关。工作温度每下降10摄氏度，电容器寿命延长一倍。电容器额定寿命通常为在其最大额定温度下得出的结果。典型的额定寿命为105摄氏度下1000小时。选择这些电容器用于图1所示LED灯泡等长寿命应用时(LED的寿命为25000小时)，电容器的寿命便成了问题。要想达到25000小时寿命，这种电容器要求工作温度不超过65摄氏度。这种工作温度特别具有挑战性，因为在这种应用中，环境温度会超出125摄氏度。市场上有一些高额定温度的电容器，但是在大多数情况下，铝电解电容器都将成为LED灯泡寿命的瓶颈组件。 这种寿命温度依赖度实际影响了您降低电容器额定电压的方法。您首先想到的可能是增加电容器额定电压来最小化电介质失效的机率。但是，这样做会使电容器的等效串联电阻(ESR)更高。由于电容器一般会具有高纹波电流应力，因此这种高电阻会带来额外的内部功耗，并且增加电容器温度。故障率随温度升高而增加。实际上，铝电解电容器通常只使用其额定电压的80%左右。 电容器温度较低时，ESR急剧增加。在这种情况下，-40oC下，电阻呈数量级增加。这在许多方面都会影响到电源性能。如果电容器用于开关式电源的输出端，则输出纹波电压呈数量级增加。另外，在ESR和输出电容形成的零以上频率，它让环路增益增加一个数量级，从而影响控制环路。这会产生一个有振荡的不稳定电源。为了适应这种强震动，控制环路通常会在空间方面做出巨大妥协，并在更高温度下工作。 总之，铝电解电容器通常是最低成本的选择。但是，您需要确定其缺点是否会对应用产生不利影响。您需要通过其工作温度，考虑其寿命长短。另外，您还要适当地降低其额定电压，这样您才能实现最低温度运行，从而获得最长的使用寿命。最后，您需要理解必须使用的ESR范围，这样您才能正确地设计出控制环路，从而满足设计的纹波规范要求。
超导体石墨烯
