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电解电容的结构原理与性能参数

电解电容的结构原理与性能参数
电解电容的结构原理与性能参数

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. 阻碍铝电解电容性能的因素: (8)

7.1 温度对参数性能的阻碍 (8)

7.2 使用时刻对参数性能的阻碍 (8)

7.3 储存时刻对参数的阻碍 (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,那个地点我援引一位IT界资深硬件专业人士万鹏先生的一个定义:电容确实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,你能够把电荷充存

到里面去,在没有放电回路的情况下,同时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。差不多上所有的电子产品,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。依照介质的不同,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。那个地点,我们着重研究电解电容。

假如讲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。大伙儿不小看电解电容,它事实上是一个国家的工业能力和技术水平的反映。世界上最先进的电解电容的设计和生产国是美国和日本,顶级的电解电容器的生产工艺要求特不高,不看我国电解电容产量这么高,但是各项核心技术都掌握在其它国家手里,我国也就能算来料加工的“世界工厂”而已,自主力量还专门薄弱,同时生产的产品也都以低档的为主。因此,关于电解电容的研究,具有十分重要的意义。

2. (电解)电容的作用:

电容的用途特不多,要紧有如下几种:

1 隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过;

2 退耦:为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路,将不需要的交流信号去掉;

3 耦合:作为两个电路之间的连接,同意交流信号通过并传输到下一级电路;

4 温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的阻碍进行补偿,改善电路的稳定性;

5 计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时刻常数;

6 调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机;

7 滤波:电源电路中将交流电压滤成平滑的直流电压减小负载电路的纹波干扰;

8 储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相

机闪光灯。

有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时刻常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路,在直流电源电路中作滤波电容使用时,其阳极(正极)应与电源电压的正极端相连接,阴极(负极)与电源电压的负极端相连接,不能接反,

否则会损坏电容器。

3. 电解电容的结构原理:

电解电容器通常是由金属箔(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通常采纳二氧化锰。由于均以电解质作为负电极(注意和电介质区分),电解电容器因而得名。

4. 电解电容特点:

电解电容器特点一:单位体积的电容量特不大,比其它种类的电容大几十到数百倍。

电解电容器特点二:额定的容量能够做到特不大,能够轻易做到几万μf 甚至几f(但不能和双电层电容比)。

电解电容器特点三:价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料差不多上一般的工业材料,比如铝等等。制造电解电容的设备也差不多上一般的工业设备,能够大规模生产,成本相对比较低。

我们公司常用的电解电容型号为:CD11K系列(广州市广宏佳电子有

限公司)、KM系列(深圳中怡达电子有限公司)、CDVS系列(常州华威电子有限公司)、CD268系列(海门市三鑫电子有限责任公司)

5. 电解电容分类:

5.1 铝电解电容器

铝电解电容器是将附有氧化膜的铝箔和浸有电解液的衬垫纸,与阴极箔叠片一起卷绕而成。铝电解电容器分为有极性和无极性两种结构,其外形封装有管式和立式等,电极引出方式有轴向型、同向型(单向)和螺栓式,外壳有纸壳、铝壳和塑料壳。铝壳电解电容器不处还套有蓝色或黑色、灰色的塑料套,上面标注有型号、电容量、耐压值及同意误差等。铝电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~1000μF,甚至更高,额定工作电压范围为 6.3~450V。其缺点是介质损耗、容量误差较大(最大同意偏差为+100%、-20%),耐高温性较差,存放时刻长容易失效。

5.2 钽电解电容器

钽电解电容器有无极性钽电解电容器和有极性钽电解电容器之分。有极性钽电解电容器的阳极(正极)材料采纳金属钽材料,与铝电解电容器相比,其介质损耗小,频率特性好,耐高温,漏电流小,但生产成本高,耐压值低,广泛应用于通信、航天、军工及家用电器上种中、低频电路和时刻常数设置电路中。依照钽电解电容器阳极结构的不同,又可分为箔式钽电解电容器和钽粉烧结式钽电解电容器两种。

5.2.1 箔式钽电解电容器箔式钽电解电容器也称液体钽电解电容器,内部采纳卷绕芯子,阴极(负极)为液体电解质,介质为氧化钽,较铝电解电容器的氧化膜介质稳定性高,寿命长。箔式钽电解电容器通常采纳银外壳,封装形式为管式轴向型或立式柱型。常用的国产箔式钽电解电容器有CA30、CA31、CA35、CAK35等系列。

5.2.2 钽粉烧结式钽电解电容器这种电容器的阳极(正极)是用颗粒专门细的钽粉压块后烧结而成的,其工作电解质分为固体电解质和非固体电解质。常用的国产钽粉烧结式钽电解电容器有CA40、CA41、CA42、CA42H、CA49、CA70(无极性)等系列。

5.3 其它电解电容器

5.3.1铌电解电容器铌电解电容器是用铌金属作为阳极(正极),介质为氧化铌。按其阳极结构可分为烧结式铌电解电容器和箔式铌电解电容器。工作电解质也有固体和非固体之分。铌电解电容器的性能仅次于钽电解电容器,但优于铝电解电容器。

5.3.2钛电解电容器和钽-铌合金电解电容器钛电解电容器是用钛金属作为阳极(正极),介质为氧化钛。钽-铌合金电解电容器的阳极(正极)是用钽-铌合金粉烧结而成,介质为其表面上的氧化膜。

6. 电解电容性能参数:

电路系统性能的稳定可靠,与选用的元器件参数、等级、质量等紧密相关。电路中使用的铝质电解电容一般用于电源平滑滤波,除容量、耐压、容量误差、工作温度、封装尺寸等熟知的参数外,还有儿个有关电容器品质的重要参数,包括损耗角正切、漏电流、等效串联电阻ESR、同意的纹波电流、使用寿命等。这些参数不标在成品封装外皮上,只在产品规格书中体现的,但这些参数有可能是关系电路性能的关键。

电解电容要紧参数包括如下几个部分:

6.1 标称电容量

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