- ε:介電常數(shù)
- S:電極板的面積(m2)
- D:兩電極板之間的距離
鋁電解電容:唯一一個電源里有“水”的元件
發(fā)布時間:2017-03-06 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】鋁電解電容是唯一有“水”的元器件,不爽的時候還會爆漿,因為具有很高的單位CV值和價格低廉而被廣泛使用在各種電子產(chǎn)品中。在所有的電容器中,相同尺寸下,鋁電解電容的CV值最大,即能的存儲電荷最多,價格最便宜。讓我們一起來了解下鋁電解電容是怎樣制造出來的,以及它有哪些特性。
電容器的基本模型如圖1所示,靜電容量的公式如下:
圖2 常見的電解電容及其結(jié)構(gòu)
實現(xiàn)電解電容性能是靠鋁殼中間的素子,素子的結(jié)構(gòu)如圖3、圖4。
圖4 電容的等效電路
作為鋁電解電容的電介質(zhì)氧化膜(Al2O3)的介電常數(shù)通常為8~10,這個值并不比其他類型的電容大,但是,通過對鋁箔進(jìn)行蝕刻擴(kuò)大表面積,并使用電化學(xué)的處理得到更薄更耐壓的氧化電介質(zhì)層,使鋁電解電容可以取得比其他電容器更大的單位面積CV值。
制造過程
1、蝕刻(擴(kuò)大大表面積)
蝕刻的作用是擴(kuò)大鋁表面積。
2、化成(形成電介質(zhì)層)
在陽極鋁箔表面形成電介質(zhì)層(Al2O3)
3、剪裁
按照產(chǎn)品要求裁剪鋁箔
4、卷繞
將陰極鋁箔和陽極鋁箔之間插入電解紙,然后卷繞成圓柱形,在卷繞工藝上陰極箔和陽極箔連接上端子。
5、含浸
將素子浸入電解液中,電解液能對電介質(zhì)進(jìn)一步修復(fù)。
6、密封
將素子裝入鋁殼中用封口膠密封。
基本性能:
1、靜電容量
鋁電解電容的靜電容量是在20℃,120Hz,0.5V的交流條件下測試的值,一般來說,溫度升高,容量值也會升高;溫度低容量也會降低。頻率越高,容量越??;頻率越低,容量越大。
圖5 靜電容量的溫度特性
圖6 靜電容量的頻率特性
2、Tanδ(損耗角)
交流電流流過鋁電解電容時,會產(chǎn)生損耗,因為鋁電解電容的電解液、電解紙和其他接觸電阻的存在,鋁電解電容等效于串聯(lián)了電阻R,見圖7、圖8和圖9。
圖7 鋁電解電容的等效模型
圖8 Tanδ定義圖
圖9 Tanδ的溫度特性
3、漏電流LC
鋁電解電容在承受直流電壓時,會有一個小直流電流過電容,理想電容器是不能通直流的,稱之為漏電流LC。LC會隨時間變化,如圖10、圖11,最后達(dá)到一個穩(wěn)定值。但溫度升高時,LC增加;施加電壓降低,LC也會減少。
圖10 漏電流時間特性
圖11 漏電流溫度特性
4、阻抗頻率特性
鋁電解電容的等效模型有C、R、L組成,電容器兩端的頻率-阻抗特性也由C、R、L的頻率-阻抗特性疊加組成。如圖12。1/ωC是容抗,直線向下45°角。ωL是感抗,直線向右上45°角。R代表等效串聯(lián)電阻。在低頻區(qū)間,有頻率依存的電介質(zhì)損失影響大,因而R線向下。在高頻區(qū)間,電解液和電解紙的阻值占主導(dǎo)地位,不在受頻率影響,因而R值趨于穩(wěn)定。
圖12 阻抗的頻率特性
阻抗也受溫度影響:溫度升高,阻抗減少;溫度降低阻抗增大。
圖13 阻抗、ESR的溫度頻率特性
5、ZLG電源的電解電容的選型
ZLG的電源產(chǎn)品除常規(guī)關(guān)注的電壓、C、R、L特性外,根據(jù)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不同,對流過電容的電流、工作的溫升也需計算、實測、確保留夠足夠的余量,保證產(chǎn)品的壽命。
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