铝电解电容器原理及应用

铝电解电容器----原理及应用电容器的定义1F=106uF=1012pF介质的介电常数空气：1一般物质：2~5铝氧化膜：7~10S(cm2)DielectricAnodeCathodededSCe810855.8Al-foilAl-foil腐蚀的目的:增加铝箔的表面积。腐蚀的方法:用电化学方法使铝箔表面形成坑洞。0.5μmFoilFactory铝箔的生产一、腐蚀Al-foilAl2O3Al-foil目的:使铝箔表面形成电介质，产生电容量。方法:主要使用硼酸进行电化学处理。电介质:三氧化二铝（Al2O3)铝箔的生产二、化成铝电解电容器的形状分类片式(SMD)引线式(Radialtype)焊针式(Snap-in)螺栓式(Screwtype)铝电解电容器的结构特点工作介质是金属氧化膜（Al2O3）正极是金属基体真正的负极是电解液(或电解质),实际负极是引出负极铝电解电容器的工艺流程和内部结构工艺流程分切---铆接---卷绕---浸渍---装配---老化---测试---包装1、分切裁切刀片铝电解电容器的生产流程•导针•阳极箔•电解纸•阴极箔铝电解电容器的生产流程2、卷绕目的:将导针分别铆接在阳、阴极铝箔上，再用电解纸分隔开，并卷绕成圆形或椭圆形。目的:使卷绕素子能充分吸收电解液。PanReelofelements铝电解电容器的生产流程3、含浸•铝壳•素子•橡胶塞•导针铝电解电容器的生产流程4、装配铝电解电容器的生产流程5、清洗及上套铝电解电容器的生产流程6、老化目的:修补被损坏的氧化膜。目的:挑选符合品质要求的产品进行包装。容量tanδLC铝电解电容器的生产流程7、分选及包装铝电解电容器的性能特点比容量高具有自愈特性具有单向导电性工作电压有上限(450V)损耗角较大,温度频率特性差绝缘性能差铝电解属有限的寿命元件铝电解电容器主要电性能参数容量(uF)损耗角正切(%)漏电流(uA,mA)ESR—等效串联电阻(mΩ)阻抗(mΩ)纹波电流(mA,A)容量E6(E12)系列优选数1.0、2.2、3.3、4.7、6.8容量偏差M:±20%K:±10%Q:-10%---+20%T:-10%---+50%单位:uF(mF,F)影响容量的因素铝箔的单位比容电解液温度频率损耗角正切有功功率与无功功率的比值(%)tgδ=WCR=2πfCR影响损耗的因素容量频率ESR值温度漏电流漏导电流(泄漏电流)由铝氧化膜表面的缺陷引起I=KCU影响漏电流的因素电压大小容量温度时间原材料的纯度等效串联电阻---ESR单位:mΩESR=tgδ/wc影响ESR的因素铝箔的比容电解纸的密度电解液的电导率电容器的制造工艺电容器的结构等效串联电感---ESL单位:H,nH电感的影响*限制使用频率上限*ESL值大则ESR值也大*ESL值大的电容允许通过的IR小电感与其他参数的关系ESL大,则IR小,高频抗干扰能力小,tgδ大减小ESL的措施增加箔的面积即选用低比容箔采用多对引线条引出采用轴向引出方式增加箔的宽度不使用长而细的引出线采用负极引出或叠箔式结构纹波电流---IR单位:mA,A由脉动电压引起公式:影响耐纹波电流能力的因素频率电容量散热面积允许温升散热系数损耗值(或ESR)耐纹波电流的确定和测量确定：芯包中心允许温升5℃左右与频率(频率系数)和温度(温度系数)有关测量:1.表面测量法(小型产品)2.中心测量法(大型产品)不同工艺结构区别对待电容器的寿命1.影响电容器的寿命的因素电容器本身的特性设计工艺制造过程环境（工作）温度施加的纹波电流施加的工作电压电容器的寿命2.电容器的寿命推算：其中：L：实际使用寿命L0：电容器额定寿命T0：额定温度T：环境温度ΔT：芯包允许温升I0：额定纹波电流I：实际施加的纹波电流铝电解电容器的应用场合整流滤波,输出滤波能量贮存,充放电旁路,耦合特殊用途时间常数音频电路电机启动校正电路铝电解电容器试验方法序号试验项目主要内容1浪涌电压冲电30s,放电5min30s,循环1000次2高低温特性20℃-下限温度-20℃-上限温度-20℃3防爆试验0.7UR交流或反向电压4高温负荷上限温度下,施加额定IR,额定的工作时间5高温贮存上限温度下,无负荷1000h6耐焊接热350℃,3.5s7耐湿性40℃,90-95%RH8耐溶剂性异丙醇,20-25℃,30s9耐振性10-55-10HZ/分,振幅1.5mm,x-y-z方向各2小时铝电解电容器使用注意事项普通铝电解有正负极电容器两端电压要小于额定电压(0.6-0.8UR)普通电容不适用于频繁充放电电路铝电解使用时,纹波电流不能超过其承受能力铝电解工作时环境温度不得高于额定上限温度铝电解长期存放后要重新老化铝电解应储存于温度较低和干燥的环境中铝电解电容器安装注意事项铝电解的铝外壳与负极间不绝缘安装时应尽量避免机械应力铝电解焊接时应尽量避免长时间高温(＜270℃,4s)印制电路板孔距应与铝电解脚距相匹配带防爆阀的铝电解安装应留有足够空间(≤8:2mm;10-16:3mm;≥18:5mm)电容器的洗净要按产品规格书要求执行铝电解电容器使用时要远离发热元件铝电解电容器的发展趋势小型化、扁平化低阻抗、耐大纹波电流、长寿命化上限温度寿命提高(125℃-150℃)固体电解质电容器的商品化V-chip的技术已日渐成熟谢谢!2008-2