电解电容器材料个人收集资料

铝电解电容器材料介绍.doc东莞市创慧电子厂0正极箔：由纯铝经腐蚀、化成两道工艺而成，它是电容器的正极。

铝纯度通常≥99.9%。

当≥99.90%时铝纯度为3N，当≥99.99%时铝纯度为4N。

1、正极箔的TV值：TV值即其在85℃下测得的氧化膜耐压值，应≥箱标的VF值。

TV值决定了电容器的耐压值及其工作电压的高低。

一般情况下，普通85℃产品的正箔耐压、充电电压、工作电压之间的关系为TV=1.15AV=1.3WV。

2、正极箔的TR值正极箔的TR值即其在规定的电流密度及温度下电压升至0.9VF所需的时间。

升压时间TR与耐压TV关系如下图。

TR值与老化冷充时间密切相关。

3、正极箔的比容及其离散率铝箔的比容即其单位面积（通常取1cm2 ）的容量，比容的单位为μF/cm2。

比容离散率即其最大值与最小值之差与其平均值的比值，它直接影响到电容器容量的一致性。

铝箔比容的高低在一般情况下，与其厚度成正比，与电压成反比，它对电容器的损耗值影响很大。

所以在选用高比容的正箔做缩体品时，唯有在耐压上做出牺牲。

4、正极箔的耐水合性正极箔的耐水合性即其在90℃的条件下恒温水煮60分钟后重新测得的TV、TR以及比容的变化情况。

正极箔的耐水合性的好坏直接影响到电容器储存后的容量衰减及其他电性能的变化，换句话说也就是耐水合性的好坏直接影响到电容器的储存性能。

5、正极箔的机械强度正极箔的机械强度包括抗弯强度及抗拉强度，抗弯强度的单位是次，抗弯强度的单位是N/cm 。

一般正极箔的机械强度与其厚度、电压有密切的关系。

二、负极箔：负极箔是电容器的引出负极，由纯铝经过腐蚀而成，通常铝纯度为＞98%。

一般根据电容器正箔比容选取负箔比容，根据工作电压选取负箔厚度。

1、化成负箔的TV及TR当电容器使用在高纹波电路时，可根据实际情况考虑是否选用化成负箔。

化成负箔的TV值要求≥箱标的VF值，升压时间TR要求≤5S。

2、负极箔的比容及离散率负极箔的比容及离散率表示方法同正极箔，它也直接影响电容器容量的一致性。

电解电容的材料电解电容是一种常见的电容器，它的核心部分是电解液。

电解电容的材料对于其性能和稳定性起着至关重要的作用。

下面将介绍一些常用的电解电容材料。

1. 铝电解电容器的材料铝电解电容器是一种常见的电容器类型，它的正极由铝箔制成，负极由碳涂层制成。

电解液通常是硫酸铝溶液。

铝电解电容器具有容量大、工作电压高、体积小等优点。

此外，铝电解电容器的材料成本相对较低，制造工艺较为成熟。

2. 铌电解电容器的材料铌电解电容器是一种高频电容器，其正极由铌箔制成，负极由碳涂层制成。

电解液通常是硫酸铌溶液。

铌电解电容器具有容量大、损耗小、频率特性好等优点。

铌电解电容器广泛应用于电视机、电脑等高频设备中。

3. 钽电解电容器的材料钽电解电容器是一种高性能电容器，其正极由钽箔制成，负极由碳涂层制成。

电解液通常是氟化钾溶液。

钽电解电容器具有容量大、工作电压高、温度稳定性好等优点。

钽电解电容器被广泛应用于航空航天、通信设备等高要求领域。

4. 银电解电容器的材料银电解电容器是一种低频电容器，其正极和负极都由银箔制成。

电解液通常是硝酸银溶液。

银电解电容器具有容量大、损耗小等优点。

银电解电容器广泛应用于音响设备、电子琴等低频领域。

5. 铜电解电容器的材料铜电解电容器是一种较为常见的电容器，其正极和负极都由铜箔制成。

电解液通常是硫酸铜溶液。

铜电解电容器具有容量大、工作电压高等优点。

铜电解电容器广泛应用于电源电路、电动机等领域。

除了上述几种常见的电解电容材料外，还有一些其他材料，如钨、锡等。

不同的电解电容材料具有不同的特点和适用范围，根据具体的应用需求选择合适的材料非常重要。

电解电容的材料对电容器的性能和稳定性起着至关重要的作用。

选择合适的电解电容材料，可以提高电容器的性能，并满足不同领域的需求。

随着科技的不断发展，电解电容材料也在不断创新和改进，为电容器的发展提供了更多可能性。

目录1. 电解电容概况： (2)2. （电解）电容的作用： (3)3. 电解电容的结构原理： (3)4. 电解电容特点： (3)5. 电解电容分类： (3)5.1 铝电解电容器 (3)5.2 钽电解电容器 (4)5.3 其它电解电容器 (5)6. 电解电容性能参数： (5)6.1 标称电容量 (5)6.2 额定工作电压 (5)6.3 正切损耗角 (6)6.4 漏电流 (6)6.5 纹波电流和纹波电压 (6)6.6 阻抗和ESR (7)6.7 温度特性 (7)6.8 使用寿命 (7)7. 影响铝电解电容性能的因素： (8)7.1 温度对参数性能的影响 (8)7.2 使用时间对参数性能的影响 (8)7.3 储存时间对参数的影响 (9)8. 电解电容实验注意事项： (9)1. 电解电容概况：首先，在深入学习了解电解电容之前，我们必须给电容下个定义，这里我援引一位IT界资深硬件专业人士万鹏先生的一个定义：电容就是两块导体之间夹杂着一块绝缘体而构成的一种电子元器件。

从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，并且不考虑介质漏电和自放电效应，电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。

电容的产量占到全球电子元器件产量的40%以上。

基本上所有的电子产品，里面都有电容的存在。

电容是两块导体（阴极和阳极）夹杂着一块绝缘体（介质）构成的电子元器件。

因此，电容首先按照介质来分类。

根据介质的不同，可将电容分为三大类：无机介质电容、有机介质电容和电解电容。

这里，我们着重研究电解电容。

如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话，那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山。

我国电解电容年产量 300亿只，且年平均增长率高达 30%，占全球电解电容产量的 1/3以上。

大家别小看电解电容，它其实是一个国家的工业能力和技术水平的反映。

电解电容器的技术资料电解电容器的知识电解电容器的生产过程1,电解电容器的构造腐蚀Etching 阳极和阴极金属箔是由高纯度的,很薄的只有0.02—0.1mm铝箔做成的,为了增加盘面积和电容量,与电解液接触的表面积的增加是通过蚀刻金属箔去溶解铝,使整个铝箔的表面形成一个高密度的网状的有几十亿个精细微管道的结构. 化成Forming 阳极箔上有电容器的电介质.电介质是一层很薄的铝氧化物,AL2O3,那是一个在阳极箔上的化学生长过程,这个过程叫“化成”. 这个电压是最后电容器额定电压的135%-200%. 阴极箔不用化成,它保持着很高的表面积和高密度的蚀刻模式. 氧化膜的耐电压不足和电解液自身的闪火放电都会造成短路. 卷绕Winding 电容元件的卷绕是一层隔离纸,一层阳极箔,另一层隔离纸和阴极箔.这些隔离纸防止箔之间接触形成短路,这些隔离物后来保留住电解液. 在卷绕铝箔芯子或卷绕过程中为后来连接电容器端子附上箔.最好的方法是通过冷焊,把箔焊上带子,冷焊可以减少短路失效,有更好的高纹波电流性能和放电性能. 内引出端面切口、与引出端铆接的箔条和电极箔剖面的切口都会有毛刺,从而造成相对电极间短路. 电容器发热芯包膨胀和安全阀打开时的压力冲击,芯包发生变形,导致电极间短路. 封口Sealing 电容元件被密封在一个罐子里. 为了释放氢,密封圈不是密闭的,它经常是压力封闭的即将罐子的边沿滚进一个橡胶垫圈,一个橡胶末端插销或滚进压成石碳酸薄板的橡胶. 太则紧密封会导致压力增加,太松则密封会因为电解液的可允许的流失而导致缩短寿命. . 2, 电容量电容量公差Capacitance Tolerance 电容量的公差是指可允许的电容量的最大值和最小值,用相对于额定电容量的百分数的增加和减少来表示,即ΔC/C. 电容量的温度特性Capacitance Temperature characteristics 电容量随温度的变化而变化.这个变化的本身很小程度上是依赖于额定电压和电容的尺寸的. 从25℃到限制的最高温度电容量的增加量小于5%. 大部份电容在-20℃至-40℃時,容值下降很快, 对於標稱-40℃的產品,在-40℃時低压的电容,电容值一般下降20%,高压电容下降40% . 对于额定温度为-55℃的电容,在-40℃时电容值的下降量一般小于10%,在-55℃时电容值的下降量一般小于20% . 电容量的频率特性Capacitance frequency characteristics 等效电容值随频率的增加而降低.根据电容量自谐振频率一般低于100kHz. 電容量和電壓關係Capacitance vs Voltage 例如: 如果我们有一个20V 1.2F 尺寸为3×8.63的电容器,我想用400V 同样尺寸的电容器去代替,那我们选用的容量是多少? 1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V 即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5 3,电压额定DC电压Rated DC voltage 额定直流电压时标示在电容上的电压,它是包括纹波电压的最大峰值电压,这个电压可能在额定温度范围内在端子之间持续的被供给.较高额定电压的电容可能代替较低额定电压的电容所只要外形尺寸,DF和ESR的额定值是兼容的. 工作电压(working voltage)简称WV 应为标称安全值,也就是说应用电路中,不得超过此标称电压. 电解电容工作在远低于额定工作电压时,由于不能得到有效的足以维持电极跟电解液之间的退极化作用,会导致电解电容的极化而降低涟波电流,增大ESR,从而提早老化.但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”,综合一些长期的实践经验来看,选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压,是比较合理的. 额定浪涌电压Rated surge voltage 额定浪涌电压是最大的直流过电压,即25℃时时间不超过30秒偶然的间隔不少于5分钟电容可能承受的的电压. 浪涌电压的测量Surge voltage measurement 在正常的室温下给电容通过一个1000Ω±10%的电阻加上额定浪涌电压(如果电容量是2500uF或更高,则使用2500,000/CΩ±10%的电阻,C是电容单位是uF).循环加电压1/2分钟开接着41/2分钟关,当处于关状态时,每个电容通过充电电阻或等效电阻放电.重复循环120小时.公布测试的必要条件是为了DCL,ESR,DF满足最初的条件,且没有机械损坏或电解液的泄漏的迹象.没有小滴或可视的流动的电解液残留物是允许的. 瞬态过压Transient over-voltage 铝电解电容一般能承受限制能量的非常高的瞬态过压. 超过电容浪涌电压额定值50V以上的应用将造成高的漏电流和固定电压工作模式就像齐纳二极管的反向击穿. 如果电解液不能承受电压的压力,电容可能损坏短路,但是即使电解液能承受电压的压力,这种操作模式也不能维持很长时间,因为由电容所产生的氢气和压力的积累将造成损坏. 冗余电压铝电解电容器先充电,再放电,而后将引线短接,再将其放置一段时间后,两端子间存在电压上升的现象;由这种现象所引起的电压称之为再生电压. 当电压施加在介质之上时,在介质内部引起电子的转移,从而在介质内部产生感应电场,其方向与电压的方向相反,这种现象称之为极化反应. 在施加电压引起介质极化后,如果两端子进行放电一直到端子间的电压为零,尔后将其开路放置一段时间后,一种潜在的电势将出现在两端子上,这样就引起了再生电压.再生电压在电容器开路放置10天~20天时达到峰值,然后逐渐降低,再生电压有随着元件变大而增大的趋势. 如果电容器在产生再生电压后,两端子短路,瞬间高压放电可能引起组装线上的操作员工的恐惧感,并且,有可能导致一些低压驱动元件被击穿的危险,预防出现这种情况的措施是在使用前加100ohm~1Kohm的电阻进行放电,或者在产品包装中用铝箔覆盖引起两端子间短路放电. 极性-反向电压Polar-Reversed Voltage 在电路设计和安装时要检查每一个电容的极性.在电容上会标示极性.尽管电容能持续承受1.5V的反向电压,超过这个值就会因为过热,压力过大或介质损坏而损坏电容.这会造成相关联的开路或短路故障和电容压力释放口的破裂. 充电-放电Charge-Discharge 铝电解电容没有被设计成可以频繁快速的充电和放电,频繁快速的充电和放电会使电容因为过热,压力过大或崩溃而损坏,随后的故障是开路或短路. 对于充电-放电的应用使用电容设计成这种应用,不要超过制造商所建议的放电速率. 电压分配Voltage Sharing 在充电期间,每个串联电容的电压与实际的电容量的倒数成正比.但是达到最终电压时,每个电容上的电压与电容的漏电流的倒数成正比.当然串联回路上所有的漏电流是相同的,趋向于更高漏电流的电容将获得比较小的电压.因为漏电流随所提供的电压的增加而增加,较低的电压会造成较高的漏电阻抗,使电压趋向相同.测试高压母线上的串联电容,供给电容多出额定电压两倍的10%的电压,在整个温度范围内显示出良好的电压分配, 没有电容电压曾经超过其额定值. 电压的降额Voltage Derating 电压的降额用百分比来表示,即给定电压小于额定电压的百分比,如一个450V的电容工作在400V将有11%的电压降额. 如用至少高于额定电压135%的化成电压和85℃的额定或更高温度鋁箔所制作的铝电解电容器,不需要过多的电压降额,降额可持续增加工作寿命. 在应用中,在温度小于45℃时工作不需要降额. 高于75℃,10%的降额是足够的. 对于更高的温度和高的纹波电流,15% 或20%的降额是合适的. 军事和空间的应用使用50%的电压降额. 在正常室温下,照相闪光(photoflash)电容可以在满额定电压下被使用,因为它们是为这样的职责而设计的. 至少10%的电压降额对于频闪(strobe)电容有好处,因为它们连续工作会使它们变热. . 例如: 如果我们有一个20V 1.2F 尺寸为3×8.63的电容器,我想用400V 同样尺寸的电容器去代替,那我们选用的容量是多少? 1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F@400V 即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5 V1^1.5之间的符号意为 1.2×(400/20)1.5=13000uF --- 0.013F 400V 即:C1*V1^1.5＝C2*V2^1.5 1.5全部是指数. .4,温度工作温度范围Operating Temperature Range 它是环境温度范围,在这个温度下电容被设计能持续工作. 很大程度上化成电压决定了高温限制值. 低温限制值很大程度上由电解液的低温电阻系数所决定. 105 ℃等级的化成电压要高于85 ℃.所以105 ℃等级的电容比85 ℃的电容具有更长的寿命或更高的承受纹波电流的能力. . 5, 纹波电流纹波电流Ripple Current 纹波电流是流进电容的交流电流.之所以称为纹波电流是因为其所关联的依附在电容的直流偏置电压上的交流电压的行进就像水上的纹波一样. 纹波电流使电容发热,太高的温升将使电容超过它的最大可允许管芯的温度而很快损坏,但是工作于接近最大允许管芯温度将大大缩短预期的寿命. 最大可允许的纹波电流决定于多大可被允许且仍能满足电容的负载寿命指标.对于铝电解电容工作于最大允许管芯温度其负载寿命指标典型值是1000到10,000小时.即六个星期到一年零七个星期,对于大多数的应用这个时间都太短了. 纹波电流的技术规格Ripple current specification 纹波电流是由在额定温度下获得希望的温升所决定的. 通常额定温度为85℃的电容允许的温升是10℃,最大允许管芯温度是95℃. 通常额定温度为105℃的电容允许的温升是5℃,最大允许管芯温度是110℃. 纹波电流额定值通常假定电容是对流冷却,整个罐子与空气接触.0.006W/℃/in2的对流系数是假设温升是从空气到外壳,管芯温度假设与外壳温度相同. 功率损耗等于纹波电流的平方乘以ESR , ( P=I (square)*R) .通常使用25℃,120Hz的最大的ESR,但是既然ESR随温度的增加而减少,所以可使用低于最大ESR的值去计算功率损耗. 这有一个例子,对于4700uF,450V,直径为 3 inch(76mm),长为55/8 inchs(143mm) 的罐型电容,其25℃,120Hz最大的ESR是30mΩ,假设你想要这种电容纹波电流额定值.罐型的面积-不包括端子末端-是60.1in2 (388mm2).热导系数是(0.006)(60.1)=0.36W/℃.对于10℃的温升,外壳可能损耗3.6W.所以对于最大的ESR是30mΩ可允许的纹波电流是11A.(3．6＝I square x 0．03) 像这个例子里的大的罐型电容忽略了从外壳到管芯的温升就会严重的夸大了纹波电流的容量. 纹波电流的温度特性Ripple current temperature characteristics 对于工作温度小于额定温度额定纹波电流会增加.在技术指标中会显示增加量.一般增加量决定于最大管芯温度(Tc),额定温度(Tr)和环境温度(Ta)即: 纹波温度增量=[(Tc- Ta)/ (Tc- Tr)]1/2 高的纹波电流会使工作寿命小于预期寿命,因为电容时间越长其ESR越大对于相同的纹波电流发热量会增加.这加速了磨损. 纹波电流的频率特性Ripple current frequency characteristics 工作频率不是120Hz时,要校正额定纹波电流.在技术指标中会显示增加量.通常增加量决定于预期随频率的变化的ESR,但是就像上面所讨论的,ESR是温度,电容量,额定电压和频率复杂的函数.所以很难产生一个精确模拟其对频率依赖的纹波-频率的增量表.对于高纹波电流的应用要确认在你感兴趣的频率下的ESR,并计算总的功率损耗. 电解电容器的寿命还与电容器长时间工作的交流电流与额定脉冲电流(一般是指在85℃的环境温度下测试值,但是有一些耐高温的电解电容器是在125℃时测试的数据)的比值有关.一般说来,这个比值越大,电解电容器的寿命越短,当流过电解电容器的电流为额定电流的3.8倍时,电解电容器一般都已经损坏.所以,电解电容器有它的安全工作区,对于一般应用,当交流电流与额定脉冲电流的比值在3.0倍以下时,对于寿命的要求已经满足 . 实际上d的变化范围在5%—20%之间,它造成纹波电流大小约是电容直流输出电流,的2-4倍.D的选择对电容器的影响很大,一个比较小的d值和高峰值的冲点线路能够产生一个比较大的纹波电流值.纹波电流和d的关系可在中看到,根据ESR和频率的关系,变换d将会导致电容的能耗,这个能耗正比于纹波电流,或正比于纹波电流的平方,或者是着两个值中的某一点. 涟波电流对于石机的滤波电路来说,是一个很重要的参数.涟波电流Irac 是愈高愈好.他的高低与工作频率相关,频率越高Irac越大,频率越低Irac越小.传统的认为我们需要在低频时能够有很高的涟波电流,以求得到良好的大电流放电特性,使的低频更加结实饱满富有弹性,以及良好的控制驱动特性;实际上在高频时高的涟波电流对音色的正面帮助也很大,可以使高频有更好的延伸和减小粗糙感. 在我们现有的摩滤波电容的文章中,推荐的大部分电容都是日本货,比如说elna,红宝石,nichicon(篮精灵),当然还有日本化工等品种,由于我们一入道就接触这些电容,因此先入为主的我们就认为这些电容就是最好的电容.当然,玩胆机的朋友,眼界更为开阔,他们决不轻易使用这些日本货,而是想方设法地去寻找欧美货.根据本人这些年的实践来看,在上面的那些日本货中,除了ENLA的极少数品种和欧美品种和能有一拼外,其他的品种根本不是欧美货的对手. 在胆机用滤波电容中,美国的cornell dubilier的效果不错,它的直径是35mm,高度要比日本货高一倍,但是相同耐压的RIFA电容的直径是75mm,无法安装.cornell dubilier电容的脚是2个较粗的接线柱,通过螺丝固定,而很多日本产品是四个脚,直接焊接,因此在替换的时候仍然比较麻烦 . 6,等效串联電阻ESR 等效串联电阻Equivalent Series Resistance 等效串联电阻(ESR)是一个单一的电阻值,它代表了所有的电容的欧姆损耗与电容相串联. 用于DC/DC开关稳压电源输入滤波电容器,因开关变换器是以脉冲形式向电源汲取电能,故滤波电容器中流过较大的高频电流,当电解电容器等效串联电阻(ESR)较大时,将产生较大损耗,导致电解电容器发热.而低ESR电解电容器则可明显减小纹波(特别是高频纹波)电流产生的发热. 电解电容器ESR较低,能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压. ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度…都有关,ESR要求越低越好.当额定电压固定时,容量愈大ESR愈低. 当容量固定时,选用高额定电压的品种可以降低ESR. 低频时ESR高, 高频时ESR低, 高温也会使ESR上升. ESR的测量ESR measurement 对于铝电解电容,是在25℃时测试在一个测量桥式电路中等效串联电路中的电阻值作为ESR的值,测量桥式电路用120Hz没有谐波含量最大AC信号电压为1Vrms没有正向偏置电压的电源来供电. ESR的温度特性ESR Temperature characteristics ESR随温度的的增加而降低. 从25℃到限制的最高温度ESR大约降低35%到50%. 但是在限制的最低温度时ESR的增加超过10倍. 对于额定温度为-20℃或-40℃的电容,在-40℃时ESR的增加超过100倍. ESR的频率特性ESR Frequency characteristics 像DF一样,ESR随频率而变化.重写一次上面DF的公式,ESR可由下面的公式来模拟: ESR=10,000(DFif) /2лfC +ESRhf 用ESR来表示,在低频时ESR随着频率的增加稳定的下降, 关电源的体积不断缩小,能量转换效率不断提高,使得开关电源的工作频率不断提高(从20kHz到500kHz,甚至达到1MHz以上),导致其输出部分的高频噪声加大,为了有效滤波,必须使用超低高频阻抗或低等效串联电阻(ESR)的电容器. D.3 损耗因数- Dissipation Factor(DF) Tan& (损耗角正切) 在等效电路中,等效串联电阻ESR同容抗1/wC 之比称为Tan& ,其测量条件与电容量相同. Tan&=R(ESR)/(1/ wC)= wC R(ESR) 其中:R(ESR)= ESR(120HZ) w =2 X 3.14 f F= 120Hz Tan& 随着测量频率的增加而变大,随着测量温度的下降而增大. 损耗因数是测量损耗角的正切值并用百分数来表示.损耗因数也是ESR同容性电抗的比值,因此与ESR有关,用公式表示: DF=2лfC(ESR)/10,000 DF是用百分数表示的没有单位的数值,测试频率f的单位是Hz,电容量C的单位是Uf,ESR的单位是Ω. DF的测试DFmeasurement DF的测试是在25℃用120Hz没有谐波含量最大AC信号电压为1Vrms没有偏置电压的电源来供电下完成的.DF的值与温度和频率有关. DF的温度特性DF Temperature characteristics 损耗因数随温度的升高而降低.从25℃到最高温度限制值时DF大约降低50%,但是在最低温度限制值时,DF增加超过10倍.额定温度为-55℃的更好的器件的DF值在-40℃时增加量不到5倍. DF的频率特性DF Frequency characteristics、损耗因数在高频时随频率的变化而变化.DF用以下的公式来模拟: DF=DFif+2лfC(ESRhf)/10,000 DF是用百分数来表示的总的损耗因数,DFif是用百分数来表示的低频的损耗因数,ESRhf是高频时的ESR单位Ω,f是测试频率单位Hz,C是测试频率下的电容量单位uF.DFif是由功率损失所造成的,功率损失是由在铝氧化介质的分子排列方向的电场所产生的.ESRhf是由在薄膜,连接器和电解液/隔离物垫上的阻性损耗所造成的.电解液/隔离物垫上的电阻值经常起主导作用,它的电阻值随频率变化很小.DFif的范围大约是从1.5%到3%.ESRhf的范围是从0.002到10Ω,随温度而降低. 上面DF的公式表明DF在低频时是个常数,在交越频率处跨越到降低的DF和固定的ESR,交越频率与电容量成反比.因此高电容量的电容其交越频率就低.随着频率的增加高电容量的电容比低电容量的电容DF降低的更多. DF 值是高还是低,与温度、容量、电压、频率……都有关系; 当容量相同时,耐压愈高,DF值就愈低. 频率愈高,DF 值愈高, 温度愈高, DF值也愈高. DF 值一般不标注在电容器上或规格介绍上面.在DIY选取电容时,可优先考虑选取更高耐压的,比如工作电压为45V时,选用50V的就不很合理.尽管使用50V的从承受电压正常工作方面并无不妥,但从DF值方面考虑就欠缺一些.使用63V或71V耐压的会有更好的表现的.当然再高了性价比上就不合算了. 含浸Impregnation 电容器元件注入电解液,浸透纸隔离物并且渗透到蚀刻管道里.注入的方法可能会涉及到器件的浸入和真空压力周期的应用不管使用或不使用加热,或者在小单元情况下仅仅是简单的吸收.电解液是根据电压和工作温度范围用不同的公式表示的成分的复杂混合物.其基本的成分是具有可溶性和可导电性的盐-一种溶解物-以产生电的传导.普通的溶剂是乙烯乙二醇(EG), 二甲基的甲酰胺(DFM)和微克丁内酯(GBL).普通的溶解物是铵硼酸盐和其它的铵盐.EG典型应用于额定值为-20℃或-40℃的电容.DFM和GBL经常应用于额定值为-55℃的电容. 在电解液里水起很大的作用.水增加了导电性因此减少了电容的阻抗.但是它降低了沸点因而妨碍了高温性能,减少了贮藏寿命.占几个百分点的水是必要的,因为电解液要维持铝氧化物电介质的完整性.当漏电流流动时, 水被分解为氢和氧,氧被附着在阳极金属薄片上通过增加更多的氧来复原漏电流地点.氢通过电容的密封橡胶溢出. . 7,漏电流DCL漏电流DC Leakage Current(DCL) DC漏电流是指在给定的额定电压下流过电容的直流电流值.漏电流的值依赖于给定的电压,充电周期和电容的温度. 电容器的介质对直流电具有很大的阻碍作用. 由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加电压时,重新形成以及修复氧化膜的时候会产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,随着时间的延长,漏电流会逐渐减小并最终保持稳定. 测试温度和电压对漏电留具有很大的影响. 漏电流会随着温度和电压的升高而增大DCL的测试方法DCL Method of measurement 漏电流的测量是在25℃的温度下,提供额定电压并通过1000Ω的保护电阻同测量电路中的电容相串联.加电压5分钟以后,漏电流没有超过规格所给定的最大值. 铝电解电容都存在漏电的情况,这是物理结构所决定的. 漏电流当然是越小越好. 电容器容量愈高,漏电流就愈大. 降低工作电压可降低漏电流. 选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流. 相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法;降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命.真是好处多多,唯价格上会高一些. 而漏电流值大小的控制是电容器三个参数中的重点,漏电流值大小是判断电容器质量的一个重要标志. 影响铝电解电容漏电流值的主要因素有: (1)所用原材料的纯度情况, 包括正极箔的含杂质情况, 负极箔纯度、去离子水的纯度, 电解纸的杂质含量以及其它结构材料、密封材料等等 . (2)工作电解液的成分、粘度、P H 值、比电阻 . (3)工作和贮存环境的影响 . (4)电容器生产的环境和制造工艺的控制, 特别是老炼工艺, 电容器内部氧化膜的修补过程等 . 把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电,放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度.下降电压越少的漏电流就越小.DCL的温度特性DCL Temperature characteristics 随温度的增加而增加DCL的测试方法DCL Method of measurement 漏电流的测量是在25℃的温度下,提供额定电压并通过1000Ω的保护电阻同测量电路中的电容相串联.加电压5分钟以后,漏电流没有超过规格所给定的最大值.把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电,放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度.下降电压越少的漏电流就越小. DCL的电压特性DCL Voltage characteristics 漏电流的值随着提供的电压的降低会迅速的减少. . 8,外部气压External Pressure 对于固体电解液的电容没有关联.铝电解电容能在80000英尺(20320m)和3kPa低的气压下工作.最大的空气压力依赖于尺寸和电容的类型.超过最大值会通过压坏外壳,打开压力释放口或产生一个短路电路使电容损坏. . 9,电感Inductance 电感是等效串联电感,对于温度和频率相对独立.对于SMT典型值的范围是从2到8nH,对于径向引线的类型其典型值的范围是从10到30nH,对于螺丝端子的类型其典型值的范围是从20 nH到50nH,对于轴向引线的类型其典型值高达200nH.这些低的值是通过制表区域和介质接触几何学的固有的低的电感量所获得的.电容元件具有小于2nH的典型的电感量. CDE 电感的简单计算公式: ( 直径/2) +5 < 电感(nH)< 直径-8 . 10,绝缘和接地Insulation and Grounding 非固态电解液铝电解电容的铝外壳通过与电解液接触与负极相连.所产生的绝缘电阻从几个欧姆到几千个欧姆.对于轴向端子的电容和扁平组件封装外壳与负极端子连接.如果同外壳接触的器件有一定电平而不是负极端子,使用带绝缘套的电容. 塑料绝缘(UL224VW-1 )能承受3000Vdc或2500Vac,60Hz1分钟,电压加在外壳和一个1/4英寸宽围绕绝缘套的金属薄膜之间.给电容安装上满意的尼龙螺母和间隔孔. 在薄膜和电容外壳之间加电100V 2分钟以后,绝缘电阻不小于100MΩ. . 11,平衡电阻Balancing Resistors 在额定温度时,串联的两个电容漏电流的差异能被估计为0.0015CVr单位是uA,C是额定电容量单位是uF,Vb是通过两个电容的电压单位是Vdc.使用这种估计数值,使用下面的公式来为每个电容选取平衡电阻的值. R=(2Vr-Vb)/(0.0015CVr) R使平衡电阻单位是MΩ,Vr是你想要加在每一个电容上的最大电压,Vb是通过两个电容的最大母线电压. 对于三个或更多的电容串联可使用下面的公式,n是串联电容的个数: R=(Vr-Vb/n)/(0.00075CVr) 当两个电容串联时,电压的分配很少使用平衡电阻.在使用平衡电阻作为电压放电以前,应考虑到不使用平衡电阻通常会增加系统的可靠性因为不使用平衡电阻可降低电容周围的温度,除去比电容可靠性低的元器件就意味着保护.作为替代,使用相同生产的一批电容以确保相同的漏电流或使用更高的额定电压以允许不同生产商的电容电压的不均衡.确保串联的电容有相同的热的环境. 12,放置寿命Self Life 存储5到10年以上的铝电解电容可能会增加DC漏电流.在使用之前检查DCL是否满足应用的需要.经过1,000Ω的电阻加上额定电压30分钟来重新限定高DCL个体的条件. 存储寿命是测量电容如何维持长时间的存储尤其在高温下.为了测试存储寿命,将电容放在一个炉中,设置存储寿命测试温度为-0+3℃作为存储寿命测试周期.完成实验在25℃下稳定电容24h或更长时间.提供额定电压30分钟,确认测试后的限制值.如果没有另外的指标,则电容量,DCL和ESR将满足开始的要求. (1) 在温度为5~30℃,湿度为75%以下的室内储存(2) 不要保存在组装使用中禁用的环境及同等条件下. 13,母线结构Bus Structure 当电容并联时,在头脑中要用这些特性来设计连接母线.最小串联电感量需要一个薄片状的母线或带状的结构.例如,用电路板的一块地方来连接所有电容的正极,用另一块地方来连接电容的所有的负极.对于每一个电容的线路阻抗将是相等的以确保相同的电流分流.尽管对于低频纹波,纹波电流在电容之间的分配与电容量的值成正比,但是高频纹波电流的分配与ESR的值和线路阻抗成正比. . 14,振动Vibration 铝电解电容一般能承受10g的振动力.在技术指标中会给出限制值.调整过程使振动力小于单个类型的技术指标所要求的值. 为了测试振动阻抗,将电容固定在振动平台上,是电容承受一个简单的谐波运动即最大的峰峰幅值是0.06英寸最大的加速度根据给定是10g或15g.在10到55 Hz之间线性的改变振动频率.在1分钟内通过整个的频率范围. 除非另外指定,在与电容轴向平行的运动方向上振动电容1.5个小时,然后放置电容使其运动方向与轴向相垂直,再接着振动1.5个小时.在最后的1.5个小时测试时,将电容同整流桥相连观察3分钟的周期. 在接下的实验中当用手晃动时,在容器内电容元件将没有明显的松动.当然在3分钟的观察周期内,电容也没有断断续续连接或短路的迹象. . 15,自谐振频率Self-resonant Frequency 自谐振频率是当容性阻抗(1/2лfC)等于感性阻抗(2лfL)时的频率.因为在这个频率上,容性阻抗与感性阻抗相位相差180度,两个电抗相减,剩下的阻抗就是纯阻性的,且等于ESR. 高于自谐振频率器件是感性的.铝电解电容的自谐振频率典型发生在小于100kHz.自谐振频率等于1/[2л(LC)^1/2].基于120Hz的电容自谐振频率要高于预期的频率,因为电容量是随频率的增加而减少的,而温度的增加会阻止电容量的降低所以它会随温度的增加减少. . 16,压力释放口Pressure-Relief vent 在非固态电解液的铝电解电容工作时,气体的压力一般会增加.这种气体。

铝电解电容器(ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITOR)之定议:以高纯度之铝金属为阳极, 于其表面使用阳极氧化所形成的氧化薄膜(oxide film) 作为电介质(dielectric medium), 使液体之电解质密接于氧化薄膜, 另与阴极铝箔所构成之有极性电容器. 但也可将两个阳极组合起来, 而构成无极性电解电容器或交流用之电解电容器.铝电解电容器之优点与用途因铝电解电容器具备了体积小, 容量大且价格低廉等优点,故被广泛的使用于电子机器的旁路(by-pass), 耦合回路(coupling), 喇叭系统的纲路(net-work), 闪光灯, 马达起动, 连续交流等回路. 尤其近来主要材料的质量提升, 制造技朮的进步及完美的质量管理. 铝电解电容器更广泛的使用于民生电器用品及各种产业用电器. 以目前铝电解电容器使用最多的产品分别为主机板, 监视器, 电源供应器, CD, VCD, DVD音响, 电视机, 无线通讯, 录像机, 电话机, 数据机等产业.铝电解电容器之前途及发展趋势由于铝箔电蚀与化成技朮的突飞猛进, 加以铝电解电容器具有体积小, 容量大及价格低的优点, 近十年来铝电解电容器的需求量成长快速惊人, 往后的成长也必定不差.铝电解电容器的未来发展将走向小型化大容量, 长使用寿命及高苹低阻抗耐高纹波(ripple current)化.铝电解电容器的基本构造铝电解电容器的基本构造如下图:铝电解电容器所构成的组件如下:电容器素子(capacitor element)将已铆钉导线端子的阳极铝箔(正箔)与阴极铝箔(负箔) 中间夹入两张宽度比铝箔稍宽之隔离纸, 且卷绕在一起, 并于末端以浆糊或粘着胶带粘住之制品. 最初先在滚动条上卷绕数层隔离纸, 然后再分别夹入正箔与负箔并一起卷绕至需要长度为止. 素子的最外层是隔离纸,再而是负箔, 隔离纸,正箔.素子的构成组件1.阳极铝箔(Anode Foil)又称正箔, 铝纯度在99.9%以上, 厚度大约为40~105um, 皆需于电蚀后以化成处理使表面生成一层氧化膜.2.阴极铝箔(Cathode Foil)又称负箔, 铝纯度在99.4%以上, 厚度大约为15~60um 除特殊用途外一般都不施行化成处理, 但却施行安定化处理, 以表面也有一层薄膜存在.3.电解纸或称隔离纸(Separator Paper)介于电解电容器阳极与阴极之间, 保持电解液充分之量, 防止两极发生短路等为其目的所用之纸张.就电解电容器构成原理而言, 只要有阳极,阴极及其中间之电解液即可. 但是在实际生产制造场合务需使阳极与阴极尽量靠近配置才行, 其主要理由仍为两电极间的距离如果太远, 则其间的电阻将使电容器成品之损失显著增大, 同时两极间如果仅注满电解液, 则外壳就必须为完全水密性, 而完全的水密性是极端困难的构造. 所以就有开发了在两极夹入含浸过电解液之多孔质电解纸的电容器2此种方法, 不仅能使两极在不发生短路情况下尽量接近, 而且电解纸可以充分吸收稍有粘度的电解液, 电容器外壳的水密性就不必过分严苛电解纸之制造用材料主要为植物纤维, 植物纤维中以牛皮纸(Kraft )和马尼拉麻(Manika Hemp)之使用量最大. 牛皮纸非常强韧而便宜, 然因其纤维比较扁平, 以致电解液含浸后之电流通路较长, 电阻大仍为其缺点. 马尼拉麻之纤维形状比牛皮纸稍接近园形, 以致电流通路较短, 电阻较小, 但价格较高, 另外牛皮纸与马尼拉麻之混抄之电解纸也广泛被采用. 一般电解电容器均依其规格规定中之电容量, 电压与电阻之要求来选用上述电解纸.4.导线端子或称导针(Lead Wire)橡胶封口构造之电解电容器均使用导线端子为做外部端子-----将铝线与CP 线以高周波焊接后再将铝线的一端压扁后完成.(1)CP线结构系钢心, 铜皮镀锡后完成.(2)铝线系采用高纯度的铝线制作, 纯度越高的铝线所制成的导线端子, 由于其延展性佳, 与铝箔嵌钉后其开出来的花瓣完整, 阻抗效果佳.铝线的纯度分类如下:G1:纯度90%以上G2:纯度99%以上G3:纯度99.9%以上G4:纯度99.99%以上一般导线端子所使用的铝线应是G3级●电解液(Electrolyte)电解电容器系由阳极, 阴极及介于两者中间的电解液所构成. 电解液从基本动作原理而言, 系指由溶剂与溶于该溶剂之后能供给离子之电解质所构成.基本上电解液由如下数项特性之成分所组成.1.化成性优良之弱酸;2.能够与酸中和至适当PH值(一般PH值于6-7之间微酸性), 且能降低电阻系数之碱;3.能够溶解酸与碱获致适当粘度, 以提高其安定度,并改善其温度效果之溶剂;4.能够与上述溶剂互溶, 使电解质产生大量离子之少量水分;5.某种特性改善用添加物.以上第3. 4两项称为溶剂, 目前最广泛被使用的溶剂是乙二醇(Ethylene Glycol 简称EG).使用乙二醇为溶剂之电解液称为乙二醇(或EG)系列电解液. 以上其余1.2.5项称为溶质.一般电解液的规范中均有述明酸碱值(PH Value), 火花电压(SparkTehsion),导电度(Conductivity)之电化等特性及适用工作电压范围与适用使用温度等数据供选择使用.●封口橡胶(Rubber Bung)使用封口橡胶之目的:1.保持端子相互间及端子与外壳间之绝缘;2.可藉机械方式将端子确实压紧;3.电容器素子与外界隔离及防止电解液漏出与蒸发.为了能够达到上述要求以配合电容器之极限使用温度起见, 封口橡胶必须具备之性质如下:(1)不受电解液腐蚀, 且不会与电解液作用或析出氯化物等杂质.(2)长时间使用于电容器之极限使用最高温度与最低温度状态下都不变质;(3)电气绝缘性及气密性良好;(4)具有适当弹性与硬度. 封口后在相当压力下电解液不会漏出, 蒸汽也不会逸出, 且与外壳能够密切结合不会发生松动.同时, 除了需能完全满足上述要求之外, 尚需价格适当而低廉才行.●铝壳(Aluminum Sase)普通电解电容用外壳皆以AL99%纯度之铝板冲压而成, 主要特点是价格柢,加工性良好, 不受电解液腐蚀, 不污染电解液, 能承受颇高的内压力且厚度重量皆小以及热传导性良好, 便于散热. 为安全起见, 电容器直径在8Ø(含8Ø) 以上者, 其铝壳一律加设铝壳防爆孔.●外壳套管(Sleeve)基于规格识别及外壳绝缘的理由, 一般用途之电容器几乎都包有胶膜套管, 普通电容器用氯乙稀胶膜套管(Polyving chloride Tube , PVC Tube)都能随温度之升降而收缩.PVC材料之套管耐热性较差, 很容易劣化, 所以不可视为完全绝缘体, 因而如果厂商有特别强调绝缘特性时, 应与厂商协调使用更可靠的材料.铝质电解电容器之生产制造流程:铝质电解电容器系利用铝箔, 经与导针钉接后再与电解纸卷绕成为素子,再经过电解液的含浸后与封口橡胶, 铝壳组立并外加胶管后完成电容器的本体, 再经老化充电选别后完成成品.制造流程图如下:51. 电极铝箔及电解纸之裁切电极铝箔及电解纸通常首先依设计决定之尺寸整卷裁切成需要宽度并重新卷绕在一起以备钉卷后工程之用. 电极铝箔整箱的宽度是500mm, 但由于两边箔边无法使用, 故各切除10mm, 故实际可用宽度是480mm再依照所需宽度安排裁切刀后进行裁切.使用设备: 分切机(Slitter)2. 电极铝箔与导线端子之钉接裁切完成之电极铝箔通常都先以设计决定之电极长度分别在正负极铝箔钉接机上依次加以钉接导线端子后重新卷绕在一起, 再将钉接的导线端子之卷筒铝箔放入卷绕机中制造素子.电极铝箔与导线端子的钉接在电容器的制造上是一项非常重要的工序, 其钉接连接部分简单构成原理如下:[铝片与铝片之电气上确实连接务需在两金属片之接触而相互之间形成金相结合]电极铝箔与导线端子之铝扁部(一般称为导线端子之A部) 之连接一般皆施以嵌钉法. 系将拟连接之两金属片重搭之后, 以浮花钢冲穿孔, 再将生成之孔边毛头弯曲挤压成花瓣的方式形成确实的连接部. 此种方式只冲的形状适当就可形成小型的冷焊部达到上述金相结合的目的.此种连接部分部形成的优良与否可以量测电极铝箔与导线端子的接触电阻的大小来判定.一般电极铝箔与导线端子的嵌钉处有2~5处, 通常视铝箔的宽度来决定.使用设备: 正负极铝箔钉接机(Stitching Machine)3. 素子之卷绕将已铆钉导线端子的阳极铝箔(正箔)与阴极铝箔(负箔)中间夹入两张宽度比铝箔稍宽之电解纸且卷绕在一起, 并于末端以浆糊或粘着胶带粘住. 最初先在滚动条上卷绕数层电解纸然后再分别夹入正箔与负箔并一起卷绕至需要长度为止. 素子的最外层是电解纸, 再而是负箔,电解纸, 正箔.素子的卷绕首先需注意正箔与负箔必需正确对准, 整齐卷绕. 如果正负极铝箔卷绕不齐则两极铝箔的合成容量会降低, 损失会增大. 再者电解纸必需完全将正, 负极铝箔隔离以避免短路.使用设备: 素子卷绕机(Winding Machine)4.素子含浸为了避免造成电解纸中之水分增加而导致不良结果, 在素子含浸前需将素子以高温烘干.含浸是将烘干后的素子浸渍于电解液中, 利用真空及加空气压力使电解液有完全浸湿渗透到素6子内部, 让电解纸吸收使电解液能均匀附着于铝箔表面, 因而含浸须达到下列两项条件:(1)电解液将铝箔之细小孔穴及电解纸完全浸入并浸湿. 如果含浸不完全,则制成之电容器会因此而使容量降低, 损失增大,且会因为含浸不良以致使用中容易造成特性变化.(2)素子含有电解液量不可过多, 因电解液量愈多, 漏液之可能性愈大,故一般素子含浸后须经脱水过程, 以防素子含有之电解液量过多的现象.目前最常使用的含浸方法有下列两种:(1)真空含浸法: 系将素子放入含浸的容器内然后抽真空再注入电解液将素子盖满, 然后恢后容器内之大气压力, 则因大气压力的关系, 可使电解液由上下迅速浸入素子内., 以达到含浸的效果. 然因电解液之蒸汽压过高, 使蒸汽进入素子内, 导致中央部份无法含浸到电解液的情形, 此为真空含浸的缺点. 故针对大型电容器和中高压电容器均以下列之真空加压含浸予以克服.(2)真空加压含浸法: 系于大气压强制含浸后. (即真空含浸的过程)将容器密闭再以空气压缩提高容器内的压力, 当容器内之压力达到数大气压后, 素子将会继续显示出强制含浸的效果, 而使得中央因蒸汽之进入而未含浸部分缩小或消除, 以达到完全含浸的目的,因而真空加压含浸法较适合大型电容器及中高压电容器的含浸作业方式.使用设备:素子干燥机真空含浸机真空加压含浸机5.组立,封口组立是将已含浸完成的素子, 从导线端子引线部套入封口橡胶再放入铝壳的作业过程. 如下图:素子经含浸后到组立完成之间时距愈短愈好, 因为已含浸的素子, 如暴露在空气中时间太长时, 会吸收空气中的水分, 因而对电容器在使用上的特性会有不良的影响. 且在组立的作业7过程中, 应注意防止素子受外界的污染, 如灰尘, 手汗等, 尤其手汗带有氯元素, 对铝箔有腐蚀作用, 有加速电容器漏电流增加的倾向, 故在作业过程中应戴胶套以防止之.所谓封口系将已组立完成品铝壳开口部加以密封. 封口的目的是要将铝壳内部与外部完全隔绝.如果封口的紧密性不好时, 则铝壳内部的已含浸素子, 会受外界性况的影响, 尤其作高温负荷特性试验时, 因外界温度高, 因而内部已含浸素子之电解液很容易挥发掉, 则造成电容器的电容量减少, 损失变大等不良影响.另外在封口作业过程中, 如因作业疏忽或错误而造成封口紧密性不良时, 已封口完成之内部已含浸素子之电解液会往外流, 而造成漏液现象, 亦是影响电容器质量的严重缺点.使用设备:自动组立机6.清洗组立封口后的电容器应经清洗过程, 其目的是将电容器本体在组立作业时所沾染的油渍及端子引线因在含浸和组立作业时所沾染的电解液清洗干净, 尤其是端子引线镀锡部份易受电解液之侵蚀而脱落, 因而造成焊锡性不良的现象.清洗后的电容器经高温脱水干燥后完成.使用设备: 清洗机高温脱水干燥机7.套胶管套装是将已封口完成的电容器套入胶管再予加热使胶管收缩之作业过程.套装时对于印刷胶管之取用, 应依生产卡上之标明指示取用, 严防错误, 因电容器的商标(Brand), 系列(Series), 规格, 极性等全部印刷在胶管上, 故作业时严防逆指示(即极性相反)的错误与收缩不良, 偏差等现象发生.使用设备;自动套胶管机8.老化选别电容器制造时, 需先将铝箔裁切成适当的尺寸, 阳箔经裁切后, 其氧化膜因而破损, 造成极大之泄漏电流, 此时之电解液亦可当作化成液, 经加高温电压液, 可将破损的氧化膜弥补起来, 此作用即吾人所称之老化(Aging) 又称二次化成.其所加之电压称老化电压(Aging Voltage)(1)泄漏电流检测泄漏电流检测是为测出所老化完成之电容器经施加直流额定电压时,所通过的直流电8流值. 其值是愈小愈好. 在检查前应先依照额定电压作预备充电三分钟再进行测试.泄漏电流的规格值因电容器之系列, 电容量与额定电压的不同, 其允许的最高泄漏电流亦不同,一般以下列公式规定之:I< = 0.01CV or 3UA 取大值I: 泄漏电流(单位:UA)C: 额定电容量(单位:UF)V: 额定工作电压(单位:VOIT)(2)电容量与散逸因素检查电容量检查的目的是在测定其值是否在容量差范围内. 如超出范围即为不合格品, 散逸因素检查则是在测定其值是否在规格值以下,如超出此规格值即为不合格品.使用设备:自动老化选别机9.后加工依据客户的需要将制作完成这合格品进行切脚, 成型或编带.使用设备:自动切脚机自动编带机影响铝质电解电容器寿命的探讨一. 铝质电解电容器之寿命绝大部份取决于环境和电气因素, 所谓环境因素包括温度,湿度, 大气压力和掁动电气. 因素包括操作电压, 纹波电流和充放电.温度因素(环境温度和因纹波电流所产生的内温) 系影响铝质电解电容器寿命的最主要因素.二. 基于以上的解释,铝质电解电容器., 一般只依据下列公式由环境温度,施加电压与纹波电流来计算其使用寿命.Lx = Lo K Temp K voltage K Ripple在此Lx:电容器的预估使用寿命Lo: 电容器的基本寿命9K Temp:周围温度加速条件K voltage:电压加速条件K Ripple:纹波电流加速条件K TemP (周围温度对寿命的影响)铝质电解电容器实质上是一种电气化学组件, 温度的上升使电容器内部的化学反应产生气体, 持续地促使电容量渐渐降低和DF, ESR渐渐升高.下面的公式已经被广泛的使用来解释温度加速系数与电容器劣化的关系.Lx = Lo K Temp=Lo B(To-Tx) /10K Temp = B (To-Tx) /10在此Lx: 电容器的预估使用寿命(小时)Lo: 电容器的基本寿命(小时)To: 在型录上所示电容器的最高额定工作温度Tx: 电容器周围的实际环境温度B: 温度加速系数(约等于2)此公式和说明温度与化学反应率的阿瑞尼阿斯公式很类似, 所以此公式就被广泛使用在说明与计算铝电解电容器之温度与使用寿命的关系. 我们被称为铝电解电容器的阿瑞尼阿斯法则.从环境温度(Tx)在40℃至电容器的最高额定使用温度之温度加速系数大约是2. 它表示环境温度每上升10℃, 则电容器的寿命就以近似减半的法则缩短. 而环境温度(Tx)由20℃至40℃对电容器的使用寿命影响很小, 故如果环境温度低于40℃时, 一般仍以40℃当作Tx来计算电容器的使用寿命.K voltage (施加电压对寿命的影响)由于铝电解电容器均在额定工作电压内使用,故如果符合此种情况时10K voltage=1被视为合理的认定.K Ripple (纹波电流对寿命的影响)由于铝电解电容器的散逸因素(DF)比其它类型电容器来得高, 因此纹波电流会造成铝电解电容高的内部温度, 所以在使用铝电解电容器时有必要去确认型录上所示最高容许纹波电流(Maximum Permissible Ripple Current)以确保其使用寿命.K Ripple = 2 (⊿To-⊿T)/5在此⊿To: 由于施加最高容许纹波电流所产生的内部热能导致的电容器内部温升, 以日本NIPPON CHEMI-CON之低阻抗产品之标准⊿To=5.⊿T: 由于施加实际工作纹波电流所产生的内部热能导致的电容器内部温升.由于要实际测得电容器内部的温度较为困难, 故可于由下列两种方式计算大约的⊿T.(1)⊿T=Kc (Ts-Tx)在此Kc:下列之系数;Ts: 电容器铝壳的表面温度;Tx: 环境温度(2)⊿T=⊿To (Ix / Io)2在此⊿To= 5 (对最高使用温度105℃之产品)Ix = 实际施加之纹波电流Io = 额定最高容许纹波电流.11铝电解电器简介一.前言.1.铝电解电容器之定议.2.铝电解电容器之优点与用途.3.铝电解电容器之前途及发展趋势.二.铝电解电容器之基本构造.三.铝电解电容器之生产制造流程.四.影响铝电解电容器寿命的探讨。

g.鋁殼,迫緊,膠管:鋁質電解電容相關基礎知識a.正箔是組成電解電容器的核心材料(其由純度99.98%以上鋁經過腐蝕化成而得)﹐其品質的优劣影響電解電容器特性,Life;因為電解電容器一般分為低壓(6.3WV~100WV)和中高壓(200WV~450WV),故正箔亦有高低壓之別 ,陽极腐蝕箔置于硼酸或硝酸化成液中利用電气化成原理使其表面化成誘電体:三氧化二鋁皮膜,一般而言,氧化皮膜越厚耐壓越高,單位容量越低﹐反之亦然 ,控制化成條件可得到所需不同厚度的氧化皮膜. 1.鋁質電解電容器組成之8大材料介紹:正箔,負箔,電解紙,電解液,導針,鋁殼,迫緊,膠管.a.正箔:鋁質電解電容相關基礎知識﹕b.負箔:c.電解紙:鋁殼為電解電容器的心臟-素子形成一個容器;迫緊一般叫封口迫緊,顧名思意就是封口的,為容器封口,防止電解液揮發.膠管是為美觀,標識,絕緣.e.導針:鑲釘于正負箔﹐形成一對正負极引出.与正箔形成一個對等的极板 ,而借助電解液之傳導形成電荷流動而產生電子回路.d.電解液:修复因為釘接,裁切造成的氧化皮膜的損坏;形成正負箔電荷流動之傳導媒介.儲存電解液,隔离正負箔.2.鋁質電解電容器生產流程及各制程品質异常點:a.裁切制程品質不良:鋁箔裁切毛刺,卷齊度不良.這兩种不良不會影響到客戶的使用,問題會出現在生產厂商.b.釘卷品質問題較多:影響客戶使用的問題有:作業員用手接素子使箔被Cl-污染;卷齊度不良;釘接厚度釘接阻抗不良;α值不良(釘接位置不當)等.c.烘烤不落實會造成Life達不到要求,含浸不足,含浸使用的電解液污染造成Life,特性不良,組立位置不當,造成漏液,Life不良.清洗是除去組立好之裸品表面油污,以利于套管,套管易發生极反,破孔印刷不良等外觀不良.d.充電修复氧化皮膜,充電不足造成LC偏大,充電檢驗是為檢驗電容器特性不良(CAP DF LC ESR),加工是編帶,切腳,腳型加工的過程,加工后的產品腳距不合格會造成客戶端插件不良.3.電解電容器四大特性受測試環境影響狀況:a.電解電容器四大特性:CAP DF LC ESR.a-1.CAP一般而言越大越好﹐容量大儲存的電荷就多﹐電容就是一個儲能元件.電容器作用濾波﹐隔直通交.a-2.DF損失角﹐DF=無效成份/(無效成份+有效成份)﹐電解電容器充電時﹐其負電荷經由陰极及電解液傳到化成膜表面﹐因電解液的電阻系數比金屬高﹐故電容器的DF可由電解液的電阻系數電容器的等效電路﹕RpDF=無效成份/(無效成份+有效成份)=IRs/IZ=Rs/Z if δ0,則Z 所以DF=ωCRs=tanδb.電容器受溫度影響: Temperature CAP DF ESR 反之亦然.c.電容器受測試頻率影響: Frequency CAP DF ESR 反之亦然.tanδ=IRs/IXc=IRs /I*(1/ωC)=ωCRs ω=2πf ﹔f=頻率﹔c=容量﹔1/ωC a-3.電解電容器的陽极化成膜如不遭到破坏則無電流流過﹐然而事實上的化成并非十分完美﹐經常遭到污染﹐磨損致使兩极間有少許電流流過﹐此電流叫漏電流.Rs 稱為串聯等效電阻﹐一般而言﹐電容器的電感設為零.2006-4-24作成﹕黃超。

电解电容的材料1. 电解电容器简介电解电容器，一种储存电荷并能快速放电的电子组件，由电解质和正负电极组成。

其核心部分是电解质溶液和电极材料，本文主要探讨电解电容器的材料。

2. 电解质材料电解质是电解电容器中的重要组成部分，它负责媒介电流的传递，并具有较高的电导率。

以下是常见的电解质材料：2.1 液态电解质液态电解质是电解电容器中常见的一种形式。

它通常是一种可导电的溶液，常用的液态电解质包括：•酸性电解质：硫酸、盐酸、硝酸等酸性物质可作为电解质溶液使用。

酸性电解质可以提供较高的电导率，并且在电容器中起到稳定电压的作用。

•碱性电解质：如氢氧化钾和氢氧化钠等。

碱性电解质的电导率较高，而且具有较高的电化学稳定性。

2.2 固态电解质与液态电解质相比，固态电解质在电容器中具有更好的稳定性和安全性。

以下是一些常见的固态电解质材料：•氧化铝（Al2O3）：氧化铝是一种常用的固态电解质材料，具有高熔点和优异的绝缘性能。

它可以作为电解电容器中的屏蔽层，用于隔离电极材料和电解质。

•钛酸锂（LiTiO3）：钛酸锂是一种具有较高离子迁移率和优异电导率的固态电解质材料。

它被广泛应用于固态锂离子电池和超级电容器等电子器件中。

3. 电极材料电解电容器的电极材料必须具有较高的电导率和稳定性，以确保电容器的正常工作。

以下是一些常见的电极材料：3.1 金属电极金属电极是电解电容器中常用的一种电极材料。

具有良好导电性的金属可以提供较低的内阻，以提高电容器的充放电速度和效率。

常见的金属电极材料包括：•铝（Al）：铝是一种常用的电解电容器正极材料。

它具有良好的电导率和化学稳定性，并且相对廉价。

•铜（Cu）：铜是一种常用的电解电容器负极材料。

它具有较低的电导率和较高的化学稳定性。

3.2 导电聚合物导电聚合物是一种具有较高电导率的聚合物材料，可用作电解电容器的电极材料。

导电聚合物可以通过掺杂以提高其导电性能。

常见的导电聚合物材料包括：•聚苯胺（PANI）：聚苯胺是一种具有良好导电性能的聚合物材料。

全电容是一种电化学电容，它是利用双电层电容和赝电容效应储存电荷的一种电容器。

全电容的正极材料通常是活性炭或者氧化物材料。

1. 活性炭：活性炭是一种常用的全电容正极材料，它具有高比表面积和丰富的微孔
结构，能够提供更多的双电层电容效应和赝电容效应的储存空间，从而提高全电容的储能密度和性能。

2. 氧化物材料：除了活性炭，一些氧化物材料，如二氧化锰、氧化铅等，也被用作
全电容的正极材料。

这些氧化物材料具有高比表面积和良好的电化学性能，能够提供更多的储能空间，从而改善全电容的性能。

选择合适的正极材料对于全电容的性能具有重要影响，正极材料的选择需要考虑到比表面积、导电性能、化学稳定性等因素，以实现更高的能量密度和循环寿命。

一.电解电容器是怎样的部品呢？电容器是反复充电，放电的部品，在电视、广播、立体声音响等的电气回路中必须使用的部品，在交流（AC）中不可使用，若在交流中使用，电容器会发生爆炸，现在生产的电容器在直流回路中是为了消除纹波电流而被使用.二.电解电容器的种类电容器的种类可以分成下列三种：（1）在极性的电解电容器：有极性，种类如下列所记：标准品、低漏电品、低损耗品、低阻抗品、高频低阻抗品、印刷基板自立品、频闪观测品.（2）无极性电解电容器：无极性，种类如下所记：标准品（在极性不明的回路中使用）喇叭线路.（3）交流用电解电容器：交流用电容没有极性，种类如下列所记：电机起动品、连续用品.三.电容器的标准现生产的电解电容器，按照日本工业规格进行检查和试验的，规格种类如下列所记：有极性：JIS-C-5141无极性：EIAJRC-3803A试验：JIS-C-5102使用的注意事项：EIAJRCR-2367电极箔：EIAJRC-2364四.电容器的单位关于电容器的种类和单位，如同下列所记：电解电容器：μF电机起动用电容器：μF陶瓷电容器：ｐF~μF聚指胶片电容器：μF镀金聚脂胶片电容器：μF钽电容器：μF五.电解电容器电容器的基本构造是在相对的两片金属物夹着绝缘物的物品，换言之是由正箔和负箔两张金属电极板间夹着电解纸（绝缘物）的物品.此为电解电容器的基本构造，对电容印加直流电压，可在电极的两边各蓄存等量的正负电荷.用短文来说明电解电容器就是《和正箔和负箔的长度正比例，和绝缘物的厚度成反比例》.对上述短文进行说明是在使用同一种化成箔时，○+○-箔越长容量也就越大.因为○+○-箔直接卷在一起会发生短路，所以电解纸作为绝缘物，夹入正负电极之间，这层电解纸厚度越厚容量就会小，这是由于正负电极间的距离被拉远的缘故.在特性方面损失角的正切值tanσ变大.这样简单的电容器却在电器回路中发挥着不可缺少的重要作用.构成电容器的电极在电解电容器以外的场合，只要是导体什幺都行.无论是作为正极还是作为负极都可以.但电解电容器却不是这样，电解电容器所使用的金属物为铝箔，这箔是在电解液中被电气化学原理（可称正极气化或化成）得到气化皮膜作为绝缘物而发挥作用，被化成了的箔，作为正极而进行工作.在电解电容这样的金属除了铝以外还有钽，也同样被使用.象这样被化成的铝箔作为正极使用是很重要的.六.电容器的作用在电容器的两端之间印加直流电压，电流便流通了，在一侧电极上有正负电荷，在另一侧电极上有负电荷的聚集，这正电荷和负电荷在两侧电极之间通过绝缘物相互吸引着，在承受着同样电压时，要将更多的电荷储存起来，只要把容量作大就可以了.在作大容量电容器上：(1)将正极和负极的相对面积增大，正电荷和负电荷相互吸引面积增大是必要的(2)两侧的电极间隔拉近，也就是将正极和负极间的绝缘物厚度变薄是必要的.正负极间隔越近，正电荷和负电荷的相互吸引力也就越强，电荷很容易被储存.如上所列在一般的电解电容器中，想必大家可以理解是有极性的，作为大家而被使用的铝箔，作为正极用的化成箔，作为负极用的负箔没有被化成，所以有制造电容器的工序中，极性很重要，搞错了会把电压印加反了，形成反向电压而造成电容器爆炸.七.电容器的特性1.电解电容器中有规格及标准（OOVOOμF Ripple mA）2.电解电容器中有冲击电压，短时间内能承受的电压.3.电解电容器中有三特性：容量、损耗（tanσ）、漏电流（LC），根据这三特性的标准判断产品是否合格.4.静电容量随着频率的增高而减小.5.损耗（tanσ）随着频率的的增高而会变大.6.在激烈充放电的回路中（如焊接机的回路上），一般电容器是不可以使用的.7.电解电容器被长期放置造成氧化被膜劣化会引起漏电流增大.8.关于电容器三特性的说明：（1）静电容量（CAP）电容器是用来储存电荷的零件，别名称作蓄电器，在蓄电器内储存电荷的量称为静电容量.一般单讲容量，单位为法拉，记号用F表示，实际上用其百分之一的量来作单位叫微法，用μF来表示.我信的工厂生产是从0.1μF到数千微法的电容器.在制造电解电容器时，成为电极的铝箔用盐酸将其腐蚀，造成箔表面凸凹不平，和原箔相比扩大其10倍到20倍的表面积，这种手法被称作腐蚀.作为电极使用的铝箔，全部将其表面作出凸凹面来，便出现了倍率这一名词，纯度根据各自用途不同，用2N、3N、4N将其分开.腐蚀的目的是为实际能储存电荷的有效电荷的有效面积增大分倍率越大，在其单位面积内的容量也就越大，但反过来说箔的引拉强度、扭曲强度都会减弱、易断、易擦伤、受挤压后易裂，造成材料特性，也是容量变小的原因.下面在卷绕工序，正负箔不能完全重合，对抗面积减小，此面积的容量会变小（卷绕不齐时）.可以说同样的铝壳尺寸，而容量最大的电容器，其耐压值就低.（2）损失角的正切（tanσ）理想的电容器是没的损耗的，而实际的电容器被印加电压进行使用后温度就会慢慢上升，这样就会消耗电力能源，也就出现了损耗.在铝箔氧化膜和导针上都有电阻（所谓电阻是指对电流流动的阻力作用），在电容器上印加电压，流动的电流便出现无用的发热而造成的损失，消耗电力，这个电力就转化成热，形成温度上升，在电容器上有规格根据各种电压的不同，损失角的正切值（tanσ）也有变化，损失角的正切也有称作是损失率.（3）漏电流（LC）通常说电容器是电极间夹着绝缘物（在电解电容器中是指氧化膜）的物品，此绝缘物并不是完全绝缘的，而漏出的电流就是漏电值.铝作为电极放置在电解质水溶液（碱和酸及盐类的水溶液也就是含在导电物质的水溶液）中加上电压时，此电流的电压比有铝箔上作成氧化被膜的电压要低的话，铝箔间电流基本不会流动，如果此电流会急速地增大.另外印加电压的方向反了，电压变大，急速增大的电流会出现流动.从中可以看出：○1印加电压在作成氧化被膜电压以下，氧化被膜作为绝缘物而起作用.印加电压若在作成氧化被膜的电压之上，氧化被膜将失去其绝缘性，漏电也会增大，因此在使用时，电压必须是在作成氧化被膜电压以下才行.○2曾提到电解电容器有极秘性，其极性就是在氧化被膜上面的决定极性的缘故.更加简单的地说，一只电容器的无效电流就用漏电流值来表示.其内容为氧化膜阻抗，电解液阻抗和卷绕阻抗等.八.电容器是怎样构造的电子部品呢？（1）一只电容器是如下列回路图来表现出的.实际的铝电解电容器的构造图可参考附页.（2）电解电容器有极性，为什幺会有极性？关于这点上面已有所述，在此省略.一般来说，电解电容器在直流电路中使用，在交流中不可以使用.正因为此在极性上有所区别是有必要的.若在部品是作区别可按下列所记进行区别：导针端子导针长的一侧为正极○+导针短的一侧为负极○-套管套管标示，有黑色粗线表示负极.对材料区别如下所记：铝箔：铝箔上有化成铝箔和非化成铝箔.化成箔：在正极上使用.所指为可印加电压的铝箔，按规格电压所使用的箔基本上是可区分开的.非化成箔：使用在负极上未化成箔也就是没有化成的铝箔，换言之是指不能被印加电压的铝箔.电解纸为何而被使用？电解纸○1夹在化成箔和未化箔之间，作为绝缘物而被使用，换言之也就是为防止正箔和负箔的短路而放入的.○2吸附保留电解液.其它的材料及零件是为什幺使用？电解液可以说是驱动用电解液，是数种药品混合而成，可根据使用的电压、温度特性、电容器的品种进行区别.橡胶卷绕后素子被含浸电解液浸透铝壳，若就这样放置在空气中，被浸透的药品会蒸发，正因为此将素子放入铝壳，用橡胶盖住，将铝壳束紧，为了完全密封而使用橡胶和铝壳.九.作为电容器的生产者，应知道的事项：1.一般电容器都有极性，若印加反向电压或交流电压，电容量会被破坏.2.电容器有寿命.3.所使用温度范围以及纹波电流都是被决定了的，请在规定范围内使用.4.随着温度的变化，特性变化很大.5.在保证条件以外的情况下，防爆线发生动作，易发生电解液漏出现象，另外电解液具有可燃性.6.过大电流(超过允许的纹波电流)请不要流过电容器，有过大电流渡过电容器，会产生电容内压过升，容量减小，损耗增大、电容被破坏的原因.7.在激烈的充放电回路中，不能使用，用在充放电回路中的电容器的基本设计和一般品不同.8.使用在电容器外部的套管，没有绝缘的目的，仅是作为表示而使用.9.在铝壳和负极端子之间，铝壳内侧自然形成的氧化被膜和电解液呈不安定阻抗的接触.10.氧化被膜(诱电体)具有自我修复必性.11.静电容量是随频率增高而增大.损耗是随频率的增高而增大.12.在老化工序以及老化电压，当大电压被印加后内部会产生气体，电容器也因此而破坏.13.起驱动用的电解液，在一般回路中使用的电解液无害的，在特殊品中使用电解液，若附着皮肤时，请用肥皂清洗.14.电容器安装环境：(1)端子的间距和印刷线路板孔相吻合是基本条件.(2)在电容器的防爆线上不要配线，回路模板是基本条件.(3)使电容器变形是产生安装不良的原因.(4)电自动插线机将产品插入基板，卷线钳固定的强度，请不要过大.(5)将电容器本体放入溶化的焊锡槽内进行焊接要避免.(6)进行焊接的条件(预热、焊锡温度、导针浸入时间)，在购入是都应在双方商定的范围内.(7)在导针以外的地方不允许附着助焊剂.(8)在焊锡作业时，其它部品不要倒下和电容器相融化而发生接触.(9)电容器被焊锡焊好后，不得将电容器本体倾斜、倒下、扭动.(10)当电容器被焊接在线路基板上后，电容器不得和其它物品发生碰撞.(11)电容器浸入焊接的次数，基本上保持为一次，有必要作二次焊接时，必须作出商量.十.電容器制造使用材料示圖電容構造圖和使用材料明細：構造圖。

铝电解电容知识大全电容器是一种能储存电荷的容器．它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的．按绝缘材料不同，可制成各种各样的电容器.如：云母．瓷介．纸介，电解电容器等．在构造上，又分为固定电容器和可变电容器．电容器对直流电阻力无穷大，即电容器具有隔直流作用.电容器对交流电的阻力受交流电频率影响，即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗.为开么会出现这些现象呢///‘这是因为电容器是依靠它的充放电功能来工作的，如图1，电源开关s未合上时．电容器的两片金属板和其它普通金属板€€样是不带电的。

当开关S合上时，如图2所示，电容器正极板上的自由电子便被电源所吸引，并推送到负极板上面。

由于电容器两极板之间隔有绝缘材料，所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来．正极板便因电子减少而带上正电，负极板便因电子逐渐增加而带上负电。

电容器两个极板之间便有了电位差，当这个电位差与电源电压相等时，电容器的充电就停上了．此时若将电源切断，电容器仍能保持充电电压。

对已充电的电容器，如果我们用导线将两个极板连接起来，由于两极板间存在的电位差，电子便会通过导线，回到正极板上，直至两极板间的电位差为零．电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了．电容器的放电过程如图3所示．加在电容器两个极板上的交流电频率高，电容器的充放电次数增多；充放电电流也就增强；也就是说．电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大．对于同一频率的交流电电．电容器的容量越大，容抗就越小，容量越小,容抗就越大.第2讲:电容器的参数与分类在电子产品中，电容器是必不可少的电子器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。

由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点，以及机械或环境的限制条件等。

铝电解电容的组成铝电解电容是一种电子元件，它由一个铝箔正极、一个氧化铝膜和一个涂有电解质的铝箔负极组成。

这些部件通过紧密的物理和化学联系在一起，形成了一种高效的电容器。

在本文中，我们将详细介绍铝电解电容的组成和工作原理。

一、铝箔正极铝箔正极是铝电解电容的主要构成部分。

它通常由高纯度的铝金属制成，具有良好的导电性和机械强度。

铝箔正极的厚度通常在几微米到几百微米之间，取决于电容器的容量和工作电压。

在制造过程中，铝箔正极经过多次电化学抛光和清洗，以确保其表面光滑、无氧化物和杂质。

二、氧化铝膜氧化铝膜是铝电解电容的关键组成部分。

它是通过将铝箔正极置于电解液中，施加电压和电流，使其表面氧化而形成的。

氧化铝膜具有很高的介电常数和极低的电导率，可以存储大量的电荷，并阻止电流通过电容器。

氧化铝膜的厚度通常在几纳米到几十纳米之间，取决于电容器的容量和工作电压。

三、电解质电解质是铝电解电容的另一个重要组成部分。

它是一种涂覆在铝箔负极表面的导电液体或固态材料。

电解质具有良好的离子传导性和化学稳定性，可以在电容器中形成一个稳定的电场。

电解质的种类和性质对电容器的容量、工作电压和温度系数等方面有很大影响。

四、封装和引线封装和引线是铝电解电容器的最后两个组成部分。

它们的作用是保护电容器内部的元件，连接电容器与外部电路，并提供机械支撑和固定。

铝电解电容器的封装和引线通常采用金属外壳和铜引线，以确保其良好的电磁兼容性和可靠性。

总之，铝电解电容是一种高效、稳定和可靠的电子元件，由铝箔正极、氧化铝膜、电解质、封装和引线等多个组成部分组成。

在实际应用中，铝电解电容器广泛用于各种电子设备中，如电源、滤波、耦合、定时和调谐电路等。