铝电解电容器的结构特点
铝电解电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。
3.负箔在电解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控制。
铝电解电容-功率解读
也称作涟波电流和涟波电压,其实就是 ripple current,ripple voltage。含义就是电容器所能耐受纹波电流/电压值。纹波电压等于纹波电流与ESR的乘积。
当纹波电流增大的时候,即使在ESR保持不变的情况下,纹波电压也会成倍提高。换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。
额定纹波电流是在zui高工作温度条件下定义的数值。而实际应用中电容的纹波承受度还跟其使用环境温度及电容自身温度等级有关。规格书目通常会提供一个在特定温度条件下各温度等级电容所能够承受的zui大纹波电流。甚至提供一个详细图表以帮助使用者迅速查找到在一定环境温度条件下要达到某期望使用寿命所允许的电容纹波量。
铝电解电容器的工作电解液是铝电解电容器的关键材料,俗称为铝电解电容器的血液。笔者从多年的电解电容器生产工作经历中,总结了一些电解液简易检验方法,与大家分享。
常规检查内容:
电导率、闪火电压、PH值、粘度能符合要求。
电解液与胶塞的匹配:
用玻璃烧杯装上电解液,里面浸泡胶塞,在105摄氏度的高温环境中保持48小时后取出,再用纯水将胶塞洗净烘干,用超精密的电子秤,测量胶塞试验前后的重量变化。以不超过±5%为合格。用兆欧表检查胶塞的电阻不能有降低。
电解液与导针CP线的匹配:
用玻璃烧杯装上电解液,里面浸泡导针,在105度的高温环境中保持48小时后取出,检查导针的CP线不能有发黑或脱锡现象,否则为不合格。
高压电解液高温性能的检查:
用一个球形烧杯装上电解液,密封好放在135摄氏度的高温环境中保持48小时后取出,测量电解液的闪火电压和电导率不能有太多的变化,如果闪火电压明显降低为不合格。
高压电解液的漏电流标准:
检查产品漏电流是否有回升,将生产线正常生产的合格产品(经测试后的成品)放入在135摄氏度的高温环境中不加任何负载保持48小时后取出,待冷却后用30秒的时间测量试品的漏电流不能大于0.03CV(如400V10UF的产品不能大于400*10*0.03=120UA)如果漏电流超出0.03CV,产品的库存时间短。