电磁兼容培训课 第一节 [兼容模式]

铝电解电容器铝电解电容器铝电解电容器铝电解电容器技术讲座技术讲座技术讲座技术讲座艾华技术中心艾华技术中心Version:201012Version:201012AluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitors1.1.铝电解电容器的基本原理铝电解电容器的基本原理2.2.铝电解电容器的制造流程铝电解电容器的制造流程33铝电解电容器的特性与分类铝电解电容器的特性与分类3.3.铝电解电容器的特性与分类铝电解电容器的特性与分类4.4.铝电解电容器的寿命铝电解电容器的寿命目目铝电解电容器的寿命铝电解电容器的寿命5.5.铝电解电容器的选用原则铝电解电容器的选用原则录录77铝电解电容器的失效模式与案例分析铝电解电容器的失效模式与案例分析6.6.铝电解电容器的注意事项铝电解电容器的注意事项7.7.铝电解电容器的失效模式与案例分析铝电解电容器的失效模式与案例分析8.Aishi8.Aishi产品的认证与测试产品的认证与测试8.Aishi8.Aishi产品的认证与测试产品的认证与测试AluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitors(1)铝电解电容器的基本原理(1)铝电解电容器的基本原理电容器的定义电容器→由两个导电极板，中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。特征的物质所组成的分立元件。电容器基本功能→贮存电荷Q=CUQ通常的计算公式如下：通常的计算公式如下：εrS3.6πdε为相对的电容率(介电常数)，C=×10-6μFεr为相对的电容率(介电常数)，铝为10，d为电介质厚度即为极板间的距离，S为电极极板的有效面积c㎡的有效面积c㎡平行板电容器示意图平行板电容器示意图电容器的分类◎按介质分类◆电解电容—阀金属(钽,铝,铌,钛)◆陶瓷◆有机薄膜◆云母◆云母◆纸介◆涤纶电解电容器的定义电解电容器→两个极板有阳（正）极和阴（负）极之分，其中作为阳极的是采用特定的阀金属，极之分，其中作为阳极的是采用特定的阀金属，并在该金属表面上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而阴极通且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质，这样一种特殊结构和特殊工艺制造的的电解质，这样一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。铝电解电容器外形图ProductionsRange(主要产品)SMDCapacitorsSMDCapacitorsRadialTypeRadialTypePolymercapacitorsPolymercapacitors片式电容固体电容引线式电容LUGTypeLUGTypeScrewTypeScrewTypeSnap-InTypeSnap-InType插入式电容焊片式电容螺栓式电容铝电容器的结构通用型铝电解电容器的基本结构是箔式卷绕型的结构，阳极为铝金属箔，介质是用电化学方法在阳极金属箔表面上形成的阀为介质是用学表成金属氧化膜AL2O3，阴极则为多孔性电解纸所吸附的工作电解质。（内部结构如下图）铝电容器的结构电容器的等效电路R1R1：电极和引出端子的电阻：电极和引出端子的电阻R2R2：阳极氧化膜和电解质的电阻：阳极氧化膜和电解质的电阻R3R3：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻D1D1：具有单向导电性的阳极氧化膜：具有单向导电性的阳极氧化膜D1D1：具有单向导电性的阳极氧化膜：具有单向导电性的阳极氧化膜C1C1：阳极箔的容量：阳极箔的容量C2C2：阴极箔的容量：阴极箔的容量LL电极及引线端子等所引起的等效电感量电极及引线端子等所引起的等效电感量LL：电极及引线端子等所引起的等效电感量：电极及引线端子等所引起的等效电感量铝电容器的结构引出线引出线引线式引线式引出线引出线皮头皮头铝壳铝壳套套管管阳极箔阳极箔阴极箔阴极箔管管电解纸电解纸防爆阀铝电容器的结构盖板盖板防爆阀引出条引出条铝壳铝壳防爆阀螺栓式螺栓式铝壳铝壳阳极箔阳极箔套管套管阴极箔阴极箔套管套管胶带胶带电解纸电解纸固定剂固定剂电解纸电解纸固定剂固定剂铝电容器的铝箔结构负箔断面低压正箔断面高压正箔断面负箔-断面低压正箔-断面高压正箔-断面负箔表面低压正箔表面高压正箔-表面负箔-表面低压正箔-表面高压正箔-表面Aishi贴箔专利AiSHi其它厂家AiSHi结构可使电解在工作状态下电场强度较平均，预防负极闪火、提高电解耐纹波电流及抗毛剌电压能力，从而延长产品寿命。延长产品寿命。铝电解电容器的电解液构成组分构成组分构成组分构成组分组分作用举例溶剂溶解溶质，并决定电容器乙二醇、水、溶剂溶解溶质，并决定电容器的工作温度范围。乙醇、水、GBL溶质修复被破坏的绝溶质修复被破坏的AL2O3绝缘氧化膜。已二酸铵、甲酸铵、癸二酸铵添加剂改善电容器某些特性。对硝基苯酚铝电解电容器的电解液对电解液的要求对电解液的要求对电解液的要求对电解液的要求◆高氧化效率◆高氧化效率◆高电导率◆高闪火电压◆合适的值◆合适的PH值◆对材料无侵蚀◆对材料无侵蚀◆良好的化学稳定性铝电解电容器的电解液反应方程式反应方程式反应方程式反应方程式修复：ll修复：2Al+3H2OAl2O3+3H2破坏：Al2O3+3H2O2Al3++6OH-2Al3C2+2Al3+3C2Al+3Cu2+2Al3++3CuAishi电解液的特点◆耐高温◆耐高温耐130℃高温◆抗腐蚀加入特殊添加剂，提高抗腐蚀能力加入特殊添加剂，提高抗腐蚀能力◆化学性能稳定◆化学性能稳定选取具有良好的化学稳定性的溶质，试验后参数变化小试验后参数变化小铝电解液的用途铝电解液的主要功能◆滤波作用◆滤波作用◆旁路和去耦作用◆耦合作用◆移相作用◆移相作用◆分频作用◆功率补偿作用◆储能作用◆储能作用AluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitors(2)铝电解电容器的制造流程(2)铝电解电容器的制造流程(2)铝电解电容器的制造流程(2)铝电解电容器的制造流程电解电容器的制造流程负箔正箔负箔正箔卷取电解液胶管垫片清洗贴品切脚散华司.贴品切脚散裝.装盒裁切盖板铝壳橡胶盖含浸套管钉接电解紙引出箔老练充电入库包裝裁切组立封口出货制造流程介绍流程名称功能材料/半成品图裁切将铝箔/电解纸按设解纸按设计宽度裁切钉卷将铝箔、导针铆接并与纸，并与纸卷成素子制造流程介绍流程名称功能材料/半成品图含浸素子吸取电解液电解液组立装配与密封制造流程介绍流程名称功能材料/半成品图清洗去除表面电解液/油套管标识（规套管标识（规格、温度、型号、极性）制造流程介绍流程名称功能材料/半成品图老练修补氧化膜膜测试电性能测试电性能100%全测制造流程介绍流程名称功能材料/半成品图包装按数量分装装编带方便整机编带方便整机自动化安装装AluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitorsAluminumElectrolyticCapacitors(3)铝电解电容器的特性与分类(3)铝电解电容器的特性与分类(3)铝电解电容器的特性与分类(3)铝电解电容器的特性与分类电解电容器的电气特性常用特性：电容量(C)、损耗角正切(tanδ))、漏电流（LC）、额定工作电压（WV）、等效串联电阻（ESR）、纹波电流(Ir)。电容量（（μFF））→是指在电容器上标明的电容量值，电容量（（μFF））→是指在电容器上标明的电容量值，RatedCapacitanceRatedCapacitance指单位电压下所储存的电荷数是设计容量的名义值。指单位电压下所储存的电荷数是设计容量的名义值。单位换算单位换算:1F=10:1F=1033mF=mF=106μF=1012pF电解电容器的电气特性损耗角正切（tanδ）→是电容器电能量损耗的有损耗角正切（tanδ）→是电容器电能量损耗的有DissipationFactorDissipationFactor损耗角正切（δ）是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。损耗角正切（δ）是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。DFDFTWTW表示方式表示方式TTδJP表示方式TδTδUrUrIRIRDFDF——TWTW表示方式表示方式TanTanδ---JP表示方式TanδTanδ==UCUC==IIωCωC==ωCRωCRRRUUUUICrCrIδUrUωCωCUcUcUrUrUUδUcUU等效串联电路和电流电压矢量图等效串联电路和电流电压矢量图电解电容器的电气特性漏电流（A）用来表征电解电容器的绝缘质量用来表征电解电容器的绝缘质量漏电流（A）用来表征电解电容器的绝缘质量用来表征电解电容器的绝缘质量LeakageCurrentLeakageCurrent漏电流（μA）→用来表征电解电容器的绝缘质量用来表征电解电容器的绝缘质量漏电流（μA）→用来表征电解电容器的绝缘质量用来表征电解电容器的绝缘质量计算方式:I=kCV计算方式K:系数C:标称容量V:标称电压T1＞T2ILCILCU1＞U2T1T2U2U1LC与施加电压环境温度和测试时间的关系ttLC与施加电压、环境温度和测试时间的关系电解电容器的电气特性指电解电容的等效串联电指电解电容的等效串联电指电解电容的等效串联电指电解电容的等效串联电EquivalentSeriesResistanceESR(Ω)→指电解电容的等效串联电阻指电解电容的等效串联电阻ESR(Ω)→指电解电容的等效串联电阻指电解电容的等效串联电阻CCLLRRAABB由电解电容器串联等效电路得知：Tanδ=ωCR式中损耗电阻是由三部分组成（）氧化膜介质损耗的等效串联电阻介R是由三部分组成（1）氧化膜介质损耗的等效串联电阻R介;(2)代表电解液的等效串联电阻R液（3）代表金属电极，引出线(片)以及接触电阻等组成的R金。即：R=R介+R液+R金以及接触电阻等组成的R金。即：R=R介+R液+R金R为串联等效电阻即ESR故ESR=tanδtanδωCωC因此电容器的因此电容器的ESRESR将随着损耗角正切的增加而增大将随着损耗角正切的增加而增大因此电容器的因此电容器的ESRESR将随着损耗角正切的增加而增大将随着损耗角正切的增加而增大ωCωC电解电容器的电气特性RippleCurrent纹波电流（Arms）→所承受的滤波电压主要是纹波电流（Ar.m.s）→所承受的滤波电压主要是直流电压上叠加特定频率的交流电压成分，考查其承受纹波电流的能力，将有助于正确使用电解其承受纹波电流的能力，将有助于正确使用电解电容。纹波电流使电容温升纹波电流使电容温升(85℃(85℃→10℃105℃℃105℃→5℃)℃)纹波电流用耐久性试验验证纹波电流用耐久性试验验证((电气特性能否达到要求电气特性能否达到要求))纹波电流用耐久性试验验证纹波电流用耐久性试验验证((电气特性能否达到要求电气特性能否达到要求))纹波电流的频率因子纹波电流的频率因子纹波流的频率因子纹波流的频率因子纹波电流的温度因子纹波电流的温度因子电解电容器的频率特性CCZESRff电容量与频率曲线阻抗与频率曲线ff电容量与频率曲线阻抗与频率曲线电解电容器的频率特性DFDFDF与频率曲线ffDF与频率曲线电解电容器的温度特性C.tgδ—T的关系C.tgδ—T的关系CCtgδtgδZ—T的关系Z—T的关系电解电容器的分类按工作电压可分为:低压(4-120V)中压(160-250V)及高压按工作电压可分