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铝电解电容的应用知识收集,俺去啦俺去也_大香蕉伊人久久网_丁香.六月

发布时间:2019/04/17 点击量:
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电容器(Capacitor)根本模子

电容器包含二个电极,这二个电极贮存的电荷大相称,极性相同。电极自己是导体,二个电极之间的绝缘体称为介电质(Dielectric),铝电解电容的根本模子。电容量C和电极的面积S成正比,和二个电极之间的间隔d成反比,电容量C也和二个电极间的介电质的介电常数(或称为电容率)ε成正比,即

式1

S:电极板外面积,单元m^2;d:两极板间距,单元m;ε:介电质的介电常数,为介电质的绝对介电常数与真空介电常数的乘积,即ε=εr*ε0,此中真空介电常数

 

电容器根本模子

2. 铝电解电容器根本结构

铝电解电容器的素子结构如图,正负极是利用高纯度的铝箔构成,正负极之间因此浸渍电解液后的电解纸做为分离层,内部由橡胶塞和铝壳构成,用铝壳和橡胶密封的目标是为了掩护内部的素子和克制电解液挥发,包管成品寿命。铝电解电容上的压力阀是感化是当不正确利历时,如接入负电压或正电压过大,内部压力会增大,为了避免电容爆炸,电容器的一部门被做的很薄以具备压力阀的感化。压力阀位于电容器的顶部,以是当利用有压力阀的电容器时,其上方必需需有充足的空间。

电容器直径

电容器上方空间

8mm(6.3mm)~16mm

≥2mm

18mm~35mm

≥3mm

40mm

≥5mm

注:内部布线和电路不可延伸到电容器的压力阀部上方。

 

a. 素子根本结构

 

b. 电解电容器结构

3. 铝电解电容资料特征

3.1 铝箔

电容量与极板面积成正比,以是为了扩展外面积,将阳极铝箔、阴极铝箔资料置于氯化物水溶液中停止电化学蚀刻,如图3所示。而后将阳极铝箔在硼酸铵溶液中施加高于额外电压的电压后,在铝箔外面构成电介质氧化层(Al2O3),这个介电质层是很薄很致密的氧化膜,其耐电压常数约为1.1~1.5nm/V,绝缘电阻大约为10^8~10^9Ω/m,氧化层的厚度和耐压成正比(加大氧化层的厚度能够进步耐压值)。

阐明:阴极铝箔同阳极铝箔同样有蚀刻的法式,然则没有氧化的法式。因此阴极铝箔外面只要大批的天然氧化构成的Al2O3,能蒙受的电压只要0.5V阁下。

 

注:氧化铝箔V-I的特征和阴极铝箔的低耐压是电解电容具备极性的缘故原由。

电容器中罕用介质的绝对介电常数见下表所示。

绝对介电常数

铝氧化膜

7~8

陶瓷

10~120

薄膜树脂

3.2

聚苯乙烯

2.5

云母

6~8

钽氧化膜

10~20

3.2 电解液

电解液是由离子导电的液体,是真正意义上阴极,起着衔接阳极铝箔外面电介质电层的感化。而阴极铝箔相似集电极同样起着衔接真正阴极和内部电路的感化。电解液是决议电容器特征(温度特征,频率特征,利用寿命等)的症结资料。

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铝电解电容器的切面示意图和等效回路如图所示。

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图 铝电解电容器的切面示意图和等效回路

上图中各参数界说以下:

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DA,DC:阳极箔、阴极箔氧化膜的整流感化,DA可蒙受较大电压;DC可蒙受电压小,约0.5V~1V;

LA,LC:阳极箔、阴极箔的电感;

R:电解液、电解纸的电阻;

RA,RC:阳极箔、阴极箔氧化膜的电感阻;

由于CA,CC串连,故总容量C为:

式2

3. 铝电解电容制作工艺

① 蚀刻(扩展外面积):蚀刻的感化是扩展铝箔的外面积。蚀刻是在氯化物溶液中施加交换或直流电流的电化学进程。对付高压电容,外面积能够经由过程蚀刻增大100倍,对高压则一样平常为20~25倍,即高压电容比高压电容的蚀刻系数要小,这是由于高压的氧化膜较厚,部门掩盖了蚀刻后的宏观升沉,降低了有用外面积的缘故原由。

② 化成Forming(构成电介质层):化成是在阳极箔外面构成电介质层(Al2O3)的进程。一样平常将化成过的铝箔作为阳极利用。氧化铝的厚度与化成电压无关(1.1~1.5nm/V)。平日化成电压与事情电压有一个比例系数,铝电容的比例系数较小,为1.2~2(固体钽电容为3~5)。比方,假如有一个450V额外电压的铝电容,若比例系数为1.4,则化成电压为450V*1.4=600V,如许氧化膜的厚度也许为1.5nm*600=900nm,这个厚度不到人头发直径的百分之一。

③ 裁剪:依照分歧产物尺寸请求将铝箔(阴极箔和阳极箔)和电解纸剪切为需要的尺寸。

④ 卷绕:将阴极箔和阳极箔之间拔出电解纸,而后卷绕成圆柱形,在卷绕工艺上阴极箔和阳极箔上衔接端子。

⑤ 含浸:将素子浸入电解液中的进程。电解液由分歧化学身分混杂而成,依据分歧的电压和利用情况规模,其构成身分也分歧,水在电解液身分中盘踞一个重要脚色,它增加了电解液可导性从而减小了电容的ESR,但同时降低了沸点影响了在低温下的机能,降低了储藏光阴。当漏电流流过,水份子分化成氢气和氧气,氧气在漏电流处与阳极箔金属天生新的氧化膜,即自愈。氢气则能经由过程电容的橡胶塞逸出。因此为了保持氧化膜的自愈特征,需要有必定比例的水。

⑥ 密封:将素子装入铝壳中后用封口资料(橡胶,橡胶盖等)密封的进程。为了开释产生的氢气,并非绝对的密封,当表里压力差值跨越某一值时,氢气可单向透过橡胶逸出,打消爆破的风险。总的来说封得太密,会招致过强的压力,太松,则会使电解液挥发干枯生效。

⑦ 老化(再化成):对密封后的电容器在低温下施加一个大于额外电压但小于化成电压的直流电压的进程。这个进程能将裁剪和卷绕进程时电介质层的一些受损停止修复。老化是挑选晚期生效电容的一个很好手腕,低的初始漏电流是有用老化的一个标记。

⑧ 全检,包装:老化后,将对所有产物停止电气特征反省。并停止端子加工,编带等。末了停止包装。

⑨ 出货检查:依据产物查验尺度停止出货查验。

⑩ 出货

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