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文档简介

1、铝电解电容器是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器称作铝电解电容器。它是一种用铝材料制成的电性能好、适用范围宽、可靠性高的通用型电解电容器。国优名牌产品。由中国振华集团新云器材厂最早研制、生产。年生产能力10亿支。产品有30种型号、数千个规格,广泛用于空调机、收录机、洗衣机、通信机等家用电器及电子整机、仪器、仪表的配套。因其低成本的特点,铝电解电容器一直都是电源的常用选择。但是,它们寿命有限,且易受高温和低温极端条件的影响。铝电解电容器在浸透电解液的纸片两面放置金属薄片。这种电解液会在电容器寿命期间蒸发,从而改变其电气属性。如果电容器失效,其会出现剧烈的反

2、应:电容器中形成压力,迫使它释放出易燃、腐蚀性气体。电解质蒸发的速度与电容器温度密切相关。工作温度每下降10 摄氏度,电容器寿命延长一倍。电容器额定寿命通常为在其最大额定温度下得出的结果。典型的额定寿命为105 摄氏度下 1000 小时。选择这些电容器用于图 1 所示 LED 灯泡等长寿命应用时(LED 的寿命为 25000 小时),电容器的寿命便成了问题。要想达到 25000 小时寿命,这种电容器要求工作温度不超过65 摄氏度。这种工作温度特别具有挑战性,因为在这种应用中,环境温度会超出125 摄氏度。市场上有一些高额定温度的电容器,但是在大多数情况下,铝电解电容器都将成为 LED 灯泡寿命

3、的瓶颈组件。图1 这种105电容器可能不会达到其声称的23年寿命这种寿命温度依赖度实际影响了您降低电容器额定电压的方法。您首先想到的可能是增加电容器额定电压来最小化电介质失效的机率。但是,这样做会使电容器的等效串联电阻 (ESR) 更高。由于电容器一般会具有高纹波电流应力,因此这种高电阻会带来额外的内部功耗,并且增加电容器温度。故障率随温度升高而增加。实际上,铝电解电容器通常只使用其额定电压的 80% 左右。电容器温度较低时,ESR 急剧增加,如图 2 所示。在这种情况下,-40下,电阻呈数量级增加。这在许多方面都会影响到电源性能。如果电容器用于开关式电源的输出端,则输出纹波电压呈数量级增加。

4、另外,在 ESR 和输出电容形成的零以上频率,它让环路增益增加一个数量级,从而影响控制环路。这会产生一个有振荡的不稳定电源。为了适应这种强震动,控制环路通常会在空间方面做出巨大妥协,并在更高温度下工作。低温下ESR性能急剧下降图2 低温下ESR性能急剧下降总之,铝电解电容器通常是最低成本的选择。但是,您需要确定其缺点是否会对应用产生不利影响。您需要通过其工作温度,考虑其寿命长短。另外,您还要适当地降低其额定电压,这样您才能实现最低温度运行,从而获得最长的使用寿命。最后,您需要理解必须使用的 ESR 范围,这样您才能正确地设计出控制环路,从而满足设计的纹波规范要求。电容器是一种储能元件,在电路中

5、用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。它是一种用铝材料制成的电性能好、适用范围宽、可靠性高的通用型电解电容器。国优名牌产品。由中国振华集团新云器材厂最早研制、生产。年生产能力10亿支。产品有30种型号、数千个规格,广泛用于空调机、收录机、洗衣机、通信机等家用电器及电子整机、仪器、仪表的配套。1 它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器称作铝电解电容器。它的芯子是由阳极铝箔、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箔、天然氧化膜等重叠卷绕而成的,芯子含浸电解液后用铝壳和胶盖密闭起来

6、就构成一个电解电容器。一般情况下,铝电解电容器的铝壳外面都有一个塑料套管。套管颜色五颜六色,它不仅美观,而具有特定的意义。铝电解电容器 它的特点是容量大,但是漏电大,误差大,稳定性差,常用作交流旁路和滤波,在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分,使用时不能接反。善尔电器是全球领先的电容器解决方案提供商和制造商。公司2008年创立于宁国。创业以来,善尔坚持以用户需求为中心的创新体系驱动企业持续健康发展,目前发展成为全球最大的电容器制造商之一,年生产交流电动机用铝电解电容器500万只,善尔的用户遍布世界30多个国家和地区。善尔电器有限公司管理科学,技术力量雄厚。公司以“以品质承信誉,以

7、渊识求发展”为宗旨,按照“以效益为中心,以质量为主题,以管理为主线,以技术创新为动力,靠质量求生存,靠品种闯市场”的思路,建立了健全的质量保证体系。在互联网时代,善尔实施两个战略转型:企业转型,从“卖产品”转变为“卖服务”;商业模式转型,从传统商业模式转型为人单合一双赢模式。海尔组织结构应需而变,形成以自主经营体为基本创新单元的扁平化网状组织结构,让每个员工直面市场,更加敏捷快速地获取并满足碎片化、个性化的用户需求。善尔正在通过人单合一双赢模式创新,成为互联网时代领先的全球化品牌。ShanEr Electric Company is a world-leading capacitor prod

8、ucer.Our company was set up in 2008,NingGuo province.Since then,our company has been drived by an innovation system which centered on the needs of our customers.Such kind of system provid us a sustaining and healthy development and help us to become one of the largest capacitor producer around the w

9、orld. We has an annual aluminium electrolytic capacitor production capacity of 500 million and our customers are covered more than 30 countries and regions all over the world.Our company has a scientific mangement and strong technical force.We estabished a quality control system in accordance with t

10、he idea that quality is the basis of survival.In the internet era,we implement two strategic transformation.One is the business transformation.It means that we paid more attention on saling  service instead of saling products.The other is the business mode transformation.We changed our business

11、 mode from the traditional one to a win-win situation.The orgainzational structure of ShanEr is changed corresponding to the needs of the market. It forms the organizational strucuture of flat network with the innovative basis of independent marketing units, driving the employees directly facing the

12、 market to acquire and satisfy the fragment and personnalized demand of the customers。CD60型交流电动机启动用铝电解电容器采用铝箔为电极,氧化铝为介质,非固体电解质,金属、酚醛树脂或工程塑料作外壳,焊片、电线或电缆作引出端。该系列电容器为双极性,应用范围广泛,适用于频率为50Hz至60Hz额定电压为110VAC至330VAC的单相交流电动机上启动用,使电动机在较低的启动电流下得到较高的转矩。CD60A series products are made of by the aluminium foll bar

13、 as the poles , Alumina as dielectric , Mushy state electrolyte and all of devices in one compact unit which can be sealed separately in aluminium case , Bakelite or the abs case , The connection types are of lug type and wire or cable type and non-polarized . The specific type of capacitors with hi

14、gh electrical characteristics are widely used in single phase ac motors with rated voltage of 110v-330v and the frequency of 50hz 60hz togethigh rotary torque at low starting current and also can be used in the refrigerator , Air-conditioner and water pumps for starting ETC. CD60B型电容器是按照美国电子工业协会ANSI

15、/EIA-463-A标准开发研制的更新换代产品,电容器外壳用酚醛树脂铸压而成。其绝缘性能好,强度大,不易破损;终端密封性好、牢固、不漏液并能承受较大的各方向外力。它不仅外形美观、使用方便,且有寿命长、参数稳定等特点,其质量可靠。CD60B型电容器不仅适用于频率为60Hz(或50Hz),额定电压为110VAC的交流电动机上做起动用,还广泛应用于高科技领域中。CD60b-type aluminum electrolytic capacitor is made according to american ansi/ela-463-a standard,A new device developed,B

16、akelite case,High class insulating,High strength,Uneasy broken and good sealed.,This device is of the good performance,Easily for use,Reliable and long in service life as well as the high and stable quality,Suitable for use in single phase ac motors with frequency of 50hz-60hz,Voltage 110vac-330vac

17、to get high rotary torque at low atarting current and also be widely for use in the high-tech territory.交流启动电容的判断方法如何判断一个启动电容是不是交流启动电容还是直流启动电容,由厂家的老师傅为您支招1、交流基本上是没有标明极性,另外启动电容上的有标明的 2、1250VDC40uf这个是直流启动电容器,因为,交流是AC,直流是DC。另外,电解启动电容也有无极电容的。3、有极性的启动电容,会标有+、-极。无极性的启动电容不标。有极性的电解启动电容,串联(正极接另一个的正极),就无极性了。4

18、、启动电容的导通过程:交流电的正半周到来,先向启动电容充电,形成充电电流,根据启动电容的大小决定此电流的大小,负半周到来时启动电容上被充上的正电荷又向负端放电. 聚合物启动电容有什么性能吕聚合物启动电容比一般的启动电容的特性都好,现在由中国启动电容生产厂家核心的善尔电器李总为您详解一下它的性能优越性体现在哪几个方面。ESR和额定纹波电流铝聚合物电解启动电容器最大的特点是ESR很小,固态铝聚合物贴片启动电容的ESR低于固态钽,甚至低于钽-聚合物组合启动电容,原因就是采用了固态导体聚合物,这就意味着承受纹波电流能力强。电解启动电容的ESR主要取决于电极的电阻,固态铝聚合物启动电容的电极阻值比其它电

19、极的阻值小得多,几乎为0。阻抗频率特性在低频段(低于10kHz)和高频段(高于20MHz),铝聚合物电解启动电容器与低ESR铝电解启动电容器、钽电解启动电容器的性能相差不多。而在对开关电源输出整流滤波和数字电路的电源旁路最有效的中频段,却有着明显的差别,特别是在1MHz左右,相差非常明显。铝聚合物电解启动电容器的阻抗最低,钽电解启动电容器次之, ESR铝电解启动电容器相对阻抗最高相差接近一个半数量级。表明铝聚合物电解启动电容器在上述应用中更加有效。ESR与启动电容量的温度特性铝聚合物电解启动电容器及用途相近的其它启动电容器的ESR温度特性如图1(a)所示。铝聚合物电解启动电容器的ESR特性从-

20、55到+105几乎没有变化,变化由大到小依次为铝电解启动电容器、X5U陶瓷启动电容器、钽电解启动电容器、X5P陶瓷启动电容器、铝聚合物电解启动电容器,其中铝电解启动电容器变化达数十倍。铝聚合物电解启动电容器及用途相近的其它启动电容器的启动电容温度特性如图1(b)所示。铝聚合物电解启动电容器的启动电容量在全温度范围内变化不到15%,略高于钽电解启动电容器,低于其它启动电容器。启动电容的各种符号  电子制作中需要用到各种各样的启动电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似,启动电容器通常简称其为启动电容,用字母C表示。顾名思义,启动电容器就是“储存电荷的容器”。尽管启动电容器品

21、种繁多,但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某绝缘物质(固体、气体或液体)所隔开,就构成了启动电容器。两片金属称为极板,中间的物质叫做介质。启动电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的启动电容,最多见的是电解启动电容和瓷片启动电容。  不同的启动电容器储存电荷的能力也不相同。规定把启动电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该启动电容器的启动电容量。启动电容的基本单位为法拉(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为启动电容器的容量往往比1法拉小得多,常用的启动电容单位有微法(F)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的关系

22、是:1法拉(F)= 1000000微法(F) 1微法(F)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。   在电子线路中,启动电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的启动电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的启动电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1F以上的启动电容均为电解启动电容,而1F以下的启动电容多为瓷片启动电容,当然也有其他的,比如独石启动电容、涤纶启动电容、小容量的云母启动电容等。电解启动电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与

23、其它启动电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他启动电容则没有极性。运行电容和启动电容的区别运行电容和启动电容都是电容电器原件中常见的两种,但是他们之间有什么区别,适用于哪些行业呢。无论是哪种电容,在电机起动之初都具有起动作用。但当电机达到额定转速的75%左右时,启动电容才由离心开关自动断开,而运行电容则陪电机继续工作。电机起动的过程,其实就是“列相”的过程。因为单相电机与三相电机不一样,没有相位差,产生不了旋转磁场。电容的作用,就是使电机的起动绕组电流在时间和空间上,超前于运行绕组90个电工角度,形成相位差。其中,运行电容还起着平衡主副绕组之间电流的作用。启动电容因是瞬间短时的工作,耐

24、压要求在250V以上就行,而运行电容要长时间一直工作,要求耐压在400V以上。在前者它电容是调速的,一般只有几UF,后者电容是运行的,大都在20UF以下。当然也有大的,这主要看电机功率的大小。关于“冒烟”的问题,应是电机的电流过大,绕组过热以致于短路烧毁,大都不是电容的问题。电容的短路击穿很少看到冒烟,到是有时能闻到一股特别的臭气。对于你那种电机,几乎就没有买不到的配件,电容一般只要几元十几元一只。修理的技术也不是要求很高,普通的电机修理工一般就能解决。启动电容器在电路中的作用我们发现在很多电器线路板上有很多型号的启动电容器,那么这些启动电容器的作用是干什么的呢,下面详细分析一下启动电容器在电

25、路线路或者线路板中的作用。一、隔直流,通互换。 启动电容常用作耦合,即拦截信号中直流部门对信号的滋扰。(放大后的信号通常是带有直流分量的,这里须要拦截直流分量。)二、阻抗特性,启动电容可以大概议决互换信号,但是由于互换信号的频率越大,电容等效电阻越小,因此常作为滤波和选频作用,(电感特性与其相反,互换信号频率越小,电感等效电阻越小,因此将一个启动电容和一个电感组合的LC电路,就可以大概让切合频率的信号议决,不切合频率的信号拦截;要是将一个电容接地,那么可以使高于要求频率的信号直接到地,消除其对信号的影响。)三、启动电容的充放电特性,要是一个电容两端有电压,启动电容将充电到饱和,要是电容两端电压

26、突然消散,电容将会放电到没点。因此利用这个特性,通常会在电路中组成一些延时电路。以上是启动电容的常用用途,其他不常用的就不一一分列了,你大概会看不懂,是因为你没有电路根本。要是你感兴趣提倡你去学习 电路分析和电子电路根本 课程。低频部门紧急将放大信号的电路,高频部门讲高频率信号的电路,上面会过细教学电路中每一个器件的作用。启动电容的工作原理启动电容感想式电机有两个绕组,即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上勾结了一个容量较大的启动电容器,当运行绕组和启动绕组议决单相互换电时,由于启动电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。在时间和

27、空间上形成两个类似的脉冲磁场,使定子与转子之 间的气隙中孕育孕育产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中孕育孕育产生感想电流,电流与旋转磁场相互作用孕育孕育产生电磁场转矩,使电机旋转起来。 要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个切合的启动电容,使得与主绕组的电流在相位上类似相差90度,即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流畅入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上孕育孕育产生(两相)旋转磁场。在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动,起动后,待转速升到肯定时,借助于一个摆设在转子上的离心开关或

28、其他自动控制装置将起动绕组断开,正常事情时只有主绕组事情。因此,起动绕组可以做成短时事情要领。但有许多时间,起动绕组并不停开,我们称这种电动机为启动电容式单相电动机,要变革这种电动机的转向,可由变革启动电容器串接的位置来实现。这便是启动启动电容的事情原理。启动电容导致电机无法正常运转(一)、破坏机存在的问题:现在市道市情上出现许多的破坏机,它既可切割饲料青藤、高秆,又可破坏红苕、玉米,是屯子常用的呆板。该机随着利用时间的延伸,每每出现以下妨碍:1、破坏时事情无力; 2、不启动;不通电。(二)、破坏机的维修:( 一样平常环境下可自行检修)。1、首先查抄电源插座、插头、电源线有无起氧脱落、断裂之处

29、,若无则可插上电源试机,2、当电机通电不转动,用手轻拨动轮片又可转动时,即可断定是该机的两个启动电容中有一个容量失效所致。这种环境下一样平常只有换新品。3、别的一种环境是通电不转动,施加外力能转动但电机内发出一种薄弱的电流响声,是启动电容轻微泄电所致。若电流响声过大,电机根本不能启动,断定是启动电容短路所致(电机线圈短路则需专业补缀)。在无专业仪器的环境下,可先取下电容 (4UF400V),将两引线分别插入市电的零和前线插孔中给电容充电,然后取下将两引线短路放电。若此时能发出放电火花且有很响的“啪”声,阐明该电容可以利用;若火花和响声薄弱,阐明电容的容量已经降落,需换新或再加一个小电容即可。若

30、电容已经破坏短路就不能用此法,而且必须用同规格新品更换即可修复。启动电容的安全性在于运用方式启动电容是单相电机流过的单相电流不能孕育产生旋转磁场,必要采取电容用来分相,目的是使两个绕组中的电流孕育产生近于90的相位差,以孕育产生旋转磁场。  电容感到式电机有两个绕组,即启动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在启动绕组上勾结了一个容量较大的电容器,当运行绕组和启动绕组议决单相交换电时,由于电容器作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。在时间和空间上形成两个雷同的脉冲磁场,使定子与转子之 间的气隙中孕育产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电

31、机转子中孕育产生感到电流,电流与旋转磁场相互作用孕育产生电磁场转矩,使电机旋转起来 铝电解启动电容器的概念和应用11启动电容器的机理与电气功能  顾名思意,可以作这样的形象理解:所谓启动电容器(capacitor)就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质电荷(charge),而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此,我们就可以描述电容器的基本结构:两块导体板(通常为金属板)中间隔以电介质(dielectric)。即构成电容器的基本模型。  了解了启动电容器的基本构造后,可能会产生这样的问题:电容从何而来?启动

32、电容的物理意义为何?电容器的主要参数有哪些?电容器在电子线路中起哪些作用?下面我们将对上述问题一一作出解答。  众所周知,空间中的一个带电体具有两个电参数:电荷电量Q和电位势U。而这两者的比值(Q/U)表现出一种有趣的规律:这个比值仅与带电体本身的尺寸、形状及其所处的空间环境有关,而与带电体所带电荷的多少无关。也就是说,带电体所带电荷与其电位势的比值表征了带电体及其周围环境所构成的系统的一种固有属性,我们把此比值称为电容量,以C(=Q/U)来表示。电容量也可以理解为带电体(电位势一定的情况下)容纳电荷的能力。  我们通过两个例子来了解电容量C的计算方法:

33、  (1)真空中孤立带电球(R=r0)的电容量如何计算?设孤立电荷的电量Q=q,其相对于无穷远处的电位势U=q/(40r0),则其电容量C=Q/U=40r0。从计算结果可以看出,电容量只与带电体的本体尺寸,形状和所处的空间环境有关,而与所带电量无关。  (2)平行板电容器的启动电容量计算方法。所谓平行板电容器是指两块相对平行的金属板中间隔以相对介电常数为r、厚度为d的电介质所构成的电子元件。设平行板电容器储存的电荷Q=q,则正负极板的电荷分别为q、q,两极板间的电位差为u。平行板电容器可以看作是两个孤立带电体电容器串联构成。设正极板相对于无穷远处的电位U

34、=u,则负极板的电位U=uu。正负极板具有的电容量分别为q/u,q/(uu)。两者串联的合成容量1/C=1/(q/u)1/q/(uu)=u/q,即C=q/u。由物理学的推导可以得出,u=4dq/(r0S),所以C=r0S/4dq。同样,电容量仅与其结构尺寸有关,而不依赖其带电量的多少。  启动电容量(Capacitance)、工作电压(operatingVoltage)、损耗因子(LossFactor)、绝缘电阻(InsulatingResistance)等是标定电容器特性的基本电气参数。电容器的电容量、损耗因子通常以120Hz下数字电桥测定的数值为准;绝缘电阻则是电容器隔

35、离直流作用的数值化表征,希望电容器的绝缘电阻越高越好。表征电容器特性的参数还有:击穿电压(BreakdownVoltage)、容许流通的最大纹波电流(Max.RippleCurrent)、使用温度范围(OperationTemperatureRange)、容量温度系数(TemperatureCoefficient)、频率特性(FrequencyCharacteristics)等。 启动电容器在电子线路中的作用一般概括为:通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用,是电子线路必不可少的组成部分。在LSIC、VLSIC已经大行其道的今天,电容器作为一种分立式无源元

36、件仍然大量使用于各种功能的电路中,其在电路中所起的重要作用可见一斑。作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域,同电池等储能元件相比,电容器可以瞬时充放电,并且充放电电流基本上不受限制,可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。电容器还常常被用以改善电路的品质因子,如节能灯用电容器。 12启动电容器的相关计算 121电容器的容量  启动电容器的静电容量的计算公式可表达为:用字母可表示为:其中K=8.85×108F/cm。  若干启动电容器并联,其合成容量等于各个电容器容量之和,即C=C1C2Cn。电容器并联可以增强其流

37、通纹波电流的能力,扩展其在滤波、旁路电路中的使用。若干电容器串联,其合成容量的倒数等于各个电容器容量的倒数和,即:1/C=1/C11/C21/Cn。电容器并联使用,相应于增大了电介质的厚度,故可以提高其耐压能力,使用在工作电压较高的工作场合。 122启动电容器存储的电能电容器充电至端电压V时,此时再移动dQ=CdV的电荷所作的功为VdQ=CVdV,那么在电容器的整个充电过程中,电容器储存的电能E即可表示为:;在整个充电过程中,电源消耗的电能为QV,所以为电容器充电,电源的能量利用率仅为50。 123充放电时电容器端子的电压与电流变化趋势  启动电容器通过

38、定值电阻R充电时,电容器端子的电压、电流变化趋势为: 启动电容器通过定值电阻R放电时中,电容器端子的电压、电流变化趋势为:13启动电容器的分类  依据所使用的材料、结构、特性等的不同,电容器的分类也不同。在此,我们主要依据电容器特性原理的不同,将其分为两大类:化学电容器(chemicalcapacitor)和非化学电容器(nonchemicalcapacitor)。 131化学电容器(ChemicalCapacitor)  化学电容器是指采用电解质作为电容器阴极的一类电容器。广义上讲,电解质包括电解液(electrolyte)、二氧化

39、锰(MnO2)、有机半导体TCNQ、导体聚合物(PPy、PEDT)、凝胶电解质PEO等。化学电容器又包含两大类别:电解电容器(electrolyticcapacitor)和超电容器(supercapacitor)。  电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属(ValveMetal)的表面采用阳极氧化法(AnodicOxidation)生成一薄层氧化物作为电介质,以电解质作为阴极而构成的电容器。电解电容器的阳极通常采用腐蚀箔或者粉体烧结块结构,其主要特点是单位面积的容量很高,在小型大容量化方面有着其它类电容器无可比拟的优势。目前工业化生产的电解电容器主要是铝电解电容器(Alum

40、iniumelectrolyticcapacitor)和钽电解电容器(Tantalumelectrolyticcapacitor)。铝电解电容器以箔式阳极、电解液阴极为主,外观以圆柱形居多;钽电解电容器采用烧结块阳极,阴极采用半导体材料二氧化锰,外形多为片式(chiptype),适应于SMT技术需求的SMD。  超启动电容器一般采用活性炭(ActiveCarbon)、二氧化钌(RuO2)、导体聚合物(polymerConductor)等作为阳极,液态电解质作为阴极。超电容器可以获得法拉级的静电容量,有利于化学电容器的超小型化,但是,其缺点是单体(cell)的耐电压有限,采用

41、水系电解液(AqueousElectrolyte),耐电压在1V以下,即便是采用非水系电解液(Nonaqueouselectrolyte),其耐电压一般也不超过3V。确切地说,超电容器是介于电容器和电池(Battery)之间的储能器件,既具有电容器可以快速充放电的特点,又具有电池的储能机理氧化还原反应(Oxidationreductionreaction)。超电容器也可以分为两类:(1)以活性炭为阳极,以电气双层的机制储存电荷,通常被称作电气双层电容器(ElectricalDoubleLayerCapacitor,EDLC);(2)以二氧化钌或者导体聚合物为阳极,以氧化还原反应的机制存储电荷,

42、通常被称作电化学电容器(ElectrochemicalCapacitor,EC)。 132非化学启动电容器(NonchemicalCapacitor)  非化学启动电容器的种类较多,大都以其所选用的电介质命名,如陶瓷电容器、纸介电容器、塑料薄膜电容器、金属化纸介/塑料薄膜电容器、空气电容器、云母电容器、半导体电容器等。  陶瓷启动电容器采用钛酸钡、钛酸锶等高介电常数的陶瓷材料作为电介质,在电介质的表面印刷电极浆料,经低温烧结制成。陶瓷电容器的外形以片式居多,也有管形、圆片形等形状。陶瓷电容器的损耗因子很小,谐振频率高,其特性接近理想电容器,缺点

43、是单位体积的容量较小。  以往的纸介电容器、塑料薄膜电容器多用板状或条状的铝箔作为电极,现在,大多采用真空蒸镀的方式在电容器纸、有机薄膜等的表面涂覆金属薄层作为电极。由于金属化形式的出现,该类电容器在小型化和片式化方面有了长足的发展,对电解电容器构成一定的挑战和威胁。  云母电容器采用云母作为电介质,其特点是电容器的可靠性高、容量的温度变化率很小,常被用来制作标准电容器。  半导体电容器大概分为两类:一类是由两块相接触的N型和P型半导体构成。众所周知,当N型半导体接正、P型半导体接负馈电时,电流不易流过PN结,电荷即在PN结的两侧聚集

44、,起电容器的功效。并且PN结的耗尽层会因外加电压的大小变化而改变其厚度,也即正负电荷层的间距会发生变化,故而表现出容量随外加电压的变化而变化的特性:外加电压增大,容量减小。另一类被称为半导体陶瓷电容器。由掺杂金属La的N型半导体陶瓷钛酸钡的两个侧面涂布银电极,并焊接上端子而构成。银电极和半导体陶瓷的界面呈现整流特性:从银电极到半导体陶瓷,电流容易流通,反之则电流几乎不能流通。因而,当给两端子上外加电压时,电荷会在某一界面的两侧聚集,表现出电容器的特点。 2铝电解电容器AluminiumElectrolyticCapacitor21铝电解电容器的结构特点  铝电解电

45、容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重迭卷绕而成;芯子含浸电解液后,用铝壳和胶盖密闭起来构成一个电解电容器。同其它类型的电容器相比,铝电解电容器在结构上表现出如下明显的特点:  (1)铝电解启动电容器的工作介质为通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝(Al2O3),此氧化物介质层和电容器的阳极结合成一个完整的体系,两者相互依存,不能彼此独立;我们通常所说的电容器,其电极和电介质是彼此独立的。  (2)铝电解启动电容器的阳极是表面生成Al2O3介质层的铝箔,阴极并非我们习惯上认为的负箔,而是电容器的电解液。 

46、60;(3)负箔在电解启动电容器中起电气引出的作用,因为作为电解电容器阴极的电解液无法直接和外电路连接,必须通过另一金属电极和电路的其它部分构成电气通路。  (4)铝电解电容器的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔,实际的表面积远远大于其表观表面积,这也是铝质电解电容器通常具有大的电容量的一个原因。由于采用具有众多微细蚀孔的铝箔,通常需用液态电解质才能更有效地利用其实际电极面积。  (5)由于铝电解电容器的介质氧化膜是采用阳极氧化的方式得到的,且其厚度正比于阳极氧化所施加的电压,所以,从原理上来说,铝质电解电容器的介质层厚度可以人为地精确控制。 

47、22铝电解电容器的性能特点 同其它类别的电容器相比,铝电解电容器的优越性表现在以下几个方面: (1)单位体积所具有的电容量特别大。工作电压越低,这方面的特点愈加突出,因此,特别适应电容器的小型化和大容量化。例如,CD26型低压大容量铝电解电容器的比容量约为300F/cm3,而其它在小型化方面也颇具特色的金属化纸介电容器的低压片式陶瓷电容器的比容量一般不会超过2F/cm3。  (2)铝电解电容器在工作过程中具有“自愈”特性。所谓“自愈”特性是指介质氧化膜的疵点或缺陷在电容器工作过程中随时可以得到修复,恢复其应具有的绝缘能力,避免招致电介质的雪崩式击穿。&#

48、160;(3)铝电解电容器的介质氧化膜能够承受非常高的电场强度。在铝电解电容器的工作过程中,介质氧化膜承受的电场强度约为600kV/mm,这一数值是纸介电容器的30多倍。  (4)可以获得很高的额定静电容量。低压铝电解电容器能够非常方便地获得数千乃至数万微法的静电容量。一般来说,电源滤波、交流旁路等用途所需的电容器只能选用电解电容器。  当然,铝电解电容器也有以下显著缺点:  (1)绝缘性能较差。可以这样说,铝电解电容器是所有类别的电容器中绝缘性能最差的。对铝电解电容器而言,通常采用漏电流来表征其绝缘性能,高压大容量铝质电解电容器的漏

49、电流可达1mA以下。 (2)损耗因子较大,低压铝电解电容器的DF通常在10以上。  (3)铝电解电容器的温度特性及频率特性均较差。  (4)铝电解电容器具有极性。使用在电子线路中时,铝电解电容器的阳极要接电路中的电位高的点,阴极接电位低的点,才可能正常发挥电气功能。如果接反了,电容器的漏电流急剧增大,芯子严重发热,导致电容器失效,并有可能燃烧爆炸,损害线路板上的其它器件。  (5)工作电压有一定的上限。根据铝电解电容器介质氧化膜的特殊生成手段,其最高工作电压一般为500V,且发展潜力十分有限;而对其它非化学电容器而言,只要适

50、当加厚其电介质的厚度,理论上的工作电压可以达到任意上限值。  (6)铝电解电容器的性能容易劣化。使用经过长期存放的铝电解电容器,不宜突然施加额定工作电压,而应逐渐升压至额定电压。  (7)传统铝电解电容器由于采用电解液作为阴极,在片式化方面存在较大的障碍,故其片式化进程落后于陶瓷电容器及金属化薄膜电容器。 23铝电解电容器的电性能参数  铝电解电容器的额定容量接E6系列的优选数确定,即:(N=0,1,25);共有6个数值:10,15,22,33,47,68。与E6系列相对应的允许偏差为±20,但对通用的电解电容器而

51、言,其正偏差常放宽至50。  铝电解电容器的损耗因子的定义为:在规定频率的正弦电压下,电容器所消耗的有功功率和无功功率的比值,即:其中,f为正弦电压的频率,C为在该频率下电解电容器串联模型的容量,r为电解电容器的等效串联电阻(ESR)。  铝电解启动电容器的漏电流通常定义为施加额定工作电压若干分钟以后流过电容器的电流。通常,铝电解电容器容许的最大漏电流可以用下式界定: Il=KCU(A)其中,C为启动电容器的容量(F),U为所施加的直流电压值(V),K是与电容器类型有关的常数,通常的取值范围为0.010.1,低漏电流的系列品也有取值小于0.00

52、2的情况。  额定工作电压是指在规定的环境温度范围内所能施加到电解电容器上的最大直流电压值。按GB247281的规定,适用于电解电容器的额定电压序列为:4.0,6.3,10,16,25,35,50,63,100,125,160,250,300,450,500,630。根据实际的需要,有时也用到200V及350V的产品。 3铝电解电容器面临的挑战与机遇 20世纪80年代,当LSI、VLSI蓬勃发展的时候,有人曾经对电容器的前景极为悲观,随后的事实证明,这些看法有一些杞人忧天的味道:自上个世纪80年代中期起,电容器产业的年平均增长率均在20以上,1993年全

53、球电容器的销售产值已达130亿美元。铝质电解电容器的销售产值占整个电容器产业的1/3多。但是,随着电子技术及材料制造工艺的进步,传统型铝电解电容器不仅受到电子技术发展的压力,也面临其它类别电容器挑战其龙头老大地位的压力。  电子技术对电容器小型化、片式化的需求,使得传统铝电解电容器产业倍感压力。传统铝电解电容器采用电解液作为阴极,这使得其片式化进程受到极大的阻碍。片式化通常采用迭层结构、树脂包封的形式,而如何将电解液完好地密封起来一直是铝电解电容器研发人员倍感头痛的事。钽电解电容器采用固态半导体材料MnO2作为阴极材料,其片式化的进展颇为迅速,已经对铝电解电容器构成一定的市

54、场威胁。  超大比表面积(2000m2/g3000m2/g)炭纤维布工业化制造技术的成熟,使得近年来双层电容器的研发与制造迅速成长,并成为极低压和低压铝电解电容器的一个有力的竞争对手。EDLC可以轻而易举地获得法拉级的容量,其储能密度高于铝电解电容器,因而在储能用的领域正在逐步打破铝电解电容器的垄断地位,并有可能后来居上。  金属化纸介、金属化薄膜电容器的出现,使得纸介、塑料薄膜电容器在减小体积、增大比容量方面迈出历史性的一步。目前,金属化纸介、金属化薄膜电容器小型化、片式化的发展较为活跃,并向低压小容量的铝电解电容器发出挑战。同样,片式陶瓷电容器由于中

55、低温烧结技术的开发,垂直迭层工艺的发展,能够获得的电容量范围也在逐步扩大,也在逐步蚕食低压小容量铝电解电容器所占的市场份额。  虽然铝电解启动电容器面临着前所未有的压力和挑战,但是也不必过于悲观地认定铝电解电容器已经穷途末路,必定要退出历史舞台。然而新技术、新材料的发展,在给其它类别电容器带来发展机遇的同时,也必定会为铝电解电容器的创新突破打开方便之门。有机半导体材料、导电聚合物材料的出现及其合成技术的成熟,已经为铝电解电容器的更新换代奠定了物质基础。将有机半导体材料、导电高分子材料用作铝电解电容器阴极的尝试,得到的频率特性、温度特性可以和片式陶瓷电容器媲美,甚至高出固态铝

56、电解电容器。另外,对于传统型铝电解电容器而言,在一段时间内不可相比的容量价格比仍足以使其维持主流产品的地位。铝电解电容器制造进程第一步:铝箔的腐化。  倘若拆开一个铝电解液启动电容的外壳,你会看到内里是几多层铝箔和几多层电解纸,铝箔和电解纸贴附在一起,卷绕成筒状的机关,这样每两层铝箔中间便是一层吸附了电解液的电解纸了。  铝箔的制造要领。为了增大铝箔和电解质的战争面积,启动电容中的铝箔的外观并不是平滑的,而是通过电化腐化法,使其外观形成崎岖不屈的形状,这样不妨增大78倍的外观积。电化腐化的工艺是较量庞杂的,此中涉及到腐化液的种类、浓度、铝箔的外观状态、腐

57、化的速率、电压的动态均衡等等。  第二步:氧化膜形成工艺。  铝箔通过电化腐化后,就要运用化学方法,将其外观氧化成三氧化二铝也便是铝电解启动电容的介质。在氧化之后,要仔细检讨三氧化二铝的外观,看是否有雀斑也许龟裂,将不足格的清除在外。  第三步:铝箔的切割。  这个措施很简单明白。便是把一整块铝箔,切割成几多小块,使其适当启动电容制造的必要。  第四步:引线的铆接。  启动电容外部的引脚并不是直连接到电容内部,而是经过内引线与电容内部连结的。因此,在这一步当中我们就必要将阳极和阴极的内引线,与电容的外引线经过超声波键正当连结在一起。外引线通常采纳镀铜的铁线也许氧化铜线以削减电阻,而内引线则直接采纳铝线与铝箔直接相连。大众注意这些小小的措施无一过错细密加工要求很高。 第五步:电解纸的卷绕。  启动电容中的电解液并非直接灌进电

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