鋁電解電容器基礎(chǔ)、 電容器的原理只要在當(dāng)作電極之相對(duì)兩導(dǎo)體中間存在電氣絕緣體，即可構(gòu)成電容器。原理圖如圖1所示電睿器嗥理示春醫(yī)1、 電容量的定義及單位電容量定義：對(duì)某一特定的電容器，充電后的電荷量與充電電壓成正比即Q/V二常數(shù)，我們就定義Q/V為該電容器的電容量(C)即C=Q/V，它代表一個(gè)電容所能儲(chǔ)存電荷的多少，也可以定義為電壓每升高1V，極板兩端電荷的增量。若極板面積為S，電氣絕緣體的厚度為d,相對(duì)介電常數(shù)為&,真空介電常數(shù)為&,兩極板間的介質(zhì)r 0電場(chǎng)強(qiáng)度為E，因?yàn)镼=&&SXE,V=EXd，0r則該電容器的電容量C=Q/V=&&S/d，也就是說(shuō)電容量與相對(duì)面積和電氣絕緣體介電常數(shù)成正比，0r與電氣絕緣體的厚度成反比。單位：電容量的國(guó)際單位為法拉(F),但實(shí)用上法拉這個(gè)單位太大，使用不方便，實(shí)際上經(jīng)常使用uF、mF、nF、pF等單位。1uF=10-6F、1mF=10-3F、1nF=10-9F、1pF=10-i2F2、 電容器在線路中的特性及應(yīng)用電容器有以下特性和應(yīng)用：通交流隔直流一一旁路作用、濾波作用、耦合作用通高頻、阻低頻一一頻率分離作用電流的相位超前于電壓一一移相作用、功率因數(shù)改善、電機(jī)啟動(dòng)用儲(chǔ)能作用一一閃光燈、點(diǎn)熔接、放電加工電壓不能突變——電器接點(diǎn)的防火花、尖脈沖吸收RC時(shí)間常數(shù)——定時(shí)作用電流非線性變化——S校正作用二、鋁電解電容器的原理鋁電解電容器的原理示意圖如下：電曲罕滋

陽(yáng)極箔為一個(gè)電極，其上氧化膜為電氣絕緣體電解液為真正的陰極，同時(shí)起修補(bǔ)氧化膜作用（電解質(zhì)包括電解液（electrolyte）、二氧化錳（Mn02）、有機(jī)半導(dǎo)體TCNQ、導(dǎo)體聚合物（PPy、PEDT）、凝膠電解質(zhì)PEO等）電解紙起隔離陽(yáng)極箔和陰極箔作用，同時(shí)貯存電解液陰極箔起引出電極作用。三、鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)部件圖頭皮管殼包頭皮管殼包橡套鋁芯引線式電解電容器結(jié)構(gòu)圖芯包陽(yáng)極粘套管芯包陽(yáng)極粘套管焊針式鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)圖引出條、鋁導(dǎo)針：引出作用橡皮頭、鋁殼：密封作用，保護(hù)芯子蓋板： 引出固定作用套管： 絕緣、美觀、標(biāo)識(shí)。

2、 鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋁電解電容器的芯子是由陽(yáng)極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙等4層重迭卷繞而成；芯子含浸電解液后，用鋁殼和膠蓋密閉起來(lái)構(gòu)成一個(gè)電解電容器。同其它類型的電容器相比，鋁電解電容器在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出如下明顯的特點(diǎn)：鋁電解電容器的工作介質(zhì)為通過(guò)陽(yáng)極氧化的方式在鋁箔表面生成一層極薄的三氧化二鋁(A12O3),此氧化物介質(zhì)層和電容器的陽(yáng)極結(jié)合成一個(gè)完整的體系，兩者相互依存，不能彼此獨(dú)立；我們通常所說(shuō)的電容器，其電極和電介質(zhì)是彼此獨(dú)立的。鋁電解電容器的陽(yáng)極是表面生成A12O3介質(zhì)層的鋁箔，陰極并非我們習(xí)慣上認(rèn)為的負(fù)箔，而是電容器的電解液。負(fù)箔在電解電容器中起電氣引出的作用，因?yàn)樽鳛殡娊怆娙萜麝帢O的電解液無(wú)法直接和外電路連接，必須通過(guò)另一金屬電極和電路的其它部分構(gòu)成電氣通路。鋁電解電容器的陽(yáng)極鋁箔、陰極鋁箔通常均為腐蝕鋁箔，實(shí)際的表面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其直觀表面積，這也是鋁質(zhì)電解電容器通常具有大的電容量的一個(gè)原因。由于采用具有眾多微細(xì)蝕孔的鋁箔，通常需用液態(tài)電解質(zhì)才能更有效地利用其實(shí)際電極面積。由于鋁電解電容器的介質(zhì)氧化膜是采用陽(yáng)極氧化的方式得到的，且其厚度正比于陽(yáng)極氧化所施加的電壓，所以，從原理上來(lái)說(shuō)，鋁質(zhì)電解電容器的介質(zhì)層厚度可以人為地精確控制。3、 性能特點(diǎn)：(1)比容量特別大：腐蝕擴(kuò)體、氧化膜薄。(2)自愈特性(3)工作場(chǎng)強(qiáng)非常高(4)很大的額定容量(5)單向?qū)щ娦?6)工作電壓有上限值(7)絕緣性能差(8)tg6較大，溫度特性，頻率特性較差(9)易劣化(10)價(jià)格便宜四、常用術(shù)語(yǔ)1、額定電容量：系指標(biāo)識(shí)于電容器本體上的電容量。容量允許偏差：實(shí)際電容量與額定電容量之間的允許的最大偏差 范圍，一般有：±10%0 20 WTemperstunei："Cjoooo112卜_.?字)匚mJZQ0 20 WTemperstunei："Cjoooo112卜_.?字)匚mJZQ5UUE:七ublleqCapacitanceVS.Frequency'DDDDDDD119a7s6〔認(rèn)】&LJELIO6CJ匚BMuEdTOOTenrip^ratu舊CharacteristicsofCapacitanc?2、損耗(DF或tanS)：全稱為損失角之正切值，意為在規(guī)定頻率的小幅正弦電壓下，電容器所消耗的有功功率與無(wú)功功率之比。Tan6=P/P=(I*ESR)/(I*Xc)=2nfC*ESR有功無(wú)功其中f為規(guī)定的測(cè)試頻率。

dC-56 0 20GOEoTempenlure心dC-56 0 20GOEoTempenlure心Frequency[H打tan方VSFrequency3、等效串聯(lián)電阻(ESR)：此電阻包含有電解液電阻、電極電阻、引出條與箔片鉚接電阻和氧化膜之介質(zhì)損失電阻。—WA 1 BeeC Lel交流等效電路圖R為等效串聯(lián)電阻(ESR)ESRC為電容Lesl為等效串聯(lián)電感4、阻抗電容器對(duì)交流之反抗性以阻抗表示，以Z表示(Q)Z^VESR?+iXl-Xc)7/aESR■I/J Fwqu鈿呵.O0.1.01n巨程焜■￡■-io io io 19 /aESR■I/J Fwqu鈿呵.O0.1.01n巨程焜■￡■-io io io 19 wFrsqusnr?1iHz^TemperatureChsractsristiesofImpedanD^Impedano?VS.Frequency5、漏電流：系指電解電容器施加直流電壓，經(jīng)lmin后繼續(xù)流通之電流。因?yàn)殇X箔含有雜質(zhì)，生成的氧化膜就有缺陷點(diǎn)，至使電子可以流通，形成漏電流。漏電流隨時(shí)間變化見(jiàn)下圖。Tima(niniJas-LeakageCurrentVS.Tima(niniJas-LeakageCurrentVS.Tim日-10丄5 Cl盡| 60B6TemperalLi?芷iTypicalTemperatureCharacteri&tic&6、 額定電壓：指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)電解電容器可以連續(xù)施加的最大尖峰電壓。7、 浪涌電壓：指以一定時(shí)間、一定間隙施加于電容器端子間時(shí)該電容能夠承受的電壓。五、電解電容器的失效模式及原因1、 短路（擊穿）：系指陰極與陽(yáng)極或引出條連在一起之現(xiàn)象。原因：（1）切割之毛刺、端子之棱角或鋁屑刺破電解紙；（2）兩電極因火花放電而燒結(jié)在一起；（3） 電解紙因火花放電而碳化；（4） 電解紙錯(cuò)開(kāi)；（5） 引出條相碰；（6） 露箔；2、開(kāi)路：系指端子或引出條與電極之連接脫開(kāi)之現(xiàn)象。原因：（1）鉚接不良；（2） 腐蝕;（3） 電解液干枯2、 漏電流大原因：（1）老煉不充分；（2） 電解液氧化效果差；（3） 儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；（4） 芯包受污染；（5） 腐蝕；（6） 陽(yáng)極箔氧化膜不佳。3、 C小及損耗大原因：（1）斷箔或有接頭；（2） 跑偏；（3） 電解液干枯或被擠出；（4） 鉚接電阻變大。4、 漏液：指電解液從外殼或皮頭、蓋板漏出之現(xiàn)象原因：（1）電解液過(guò)量；（2） 封口不良；（3） 鋁殼有間隙或封裂；（4） 內(nèi)壓過(guò)大（反接、過(guò)壓、升壓過(guò)快）。5、 外殼鼓底、開(kāi)閥：原因：內(nèi)壓過(guò)大。（1） 電壓加反；（2） 電壓過(guò)高；（3） 紋波電流過(guò)大；（4） 溫度過(guò)高；（5） 電解液不良；存放時(shí)間過(guò)久突然加電。六、鋁電解電容器的壽命影響鋁電解電容器壽命有兩大參數(shù)：溫度和紋波電流。1、溫度對(duì)鋁電解電容器壽命的影響。溫度指電容器使用的環(huán)境溫度，包括其它元器件發(fā)熱而產(chǎn)生的溫升。當(dāng)環(huán)境溫度低于額定溫度(ratedoperatingtemperature)時(shí)，遵守下列公式：Lx=L.2(T0-Tx)/10(1)0即使用電容器時(shí)，環(huán)境溫度每下降10°C，電容器的壽命可以延長(zhǎng)一倍。反之，環(huán)境溫度每升高10°C,電容器的壽命縮短50%。降低環(huán)境溫度是延長(zhǎng)電容器壽命的最好方式。同樣，電容器內(nèi)部溫升對(duì)電容器壽命的貢獻(xiàn)與環(huán)境溫度一樣，如何控制電容器內(nèi)部溫升，允許升溫多少，是電容器設(shè)計(jì)者必須考慮的重要問(wèn)題，在電容器制造過(guò)程中，如何控制過(guò)程，使生產(chǎn)的電容器滿足設(shè)計(jì)要求，是過(guò)程控制的重要問(wèn)題。2、電容器內(nèi)部溫升電容器的內(nèi)部溫升指在電容器使用中的能量的損失，這部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)部溫升。能量損失分為交流部分和直流部分：七、使用指南1、極性鋁電解電容器是有極性的。極性標(biāo)示在電容器本體上。使用中如接反，電流會(huì)形成短路，電容器會(huì)被損壞。電路中如果極性經(jīng)常變換或不清楚，則應(yīng)使用雙極性電容器。請(qǐng)注意，目錄中描述的雙極性電容器并不一定能使用在交流情況下。2、 施加電壓電容器上不要施加超過(guò)額定工作電壓的電壓。當(dāng)電容器上施加的電壓高于額定工作電壓的，漏電流會(huì)增大，電容器的壽命會(huì)縮短。當(dāng)交流電壓疊加到直流電壓上時(shí)，直流電壓和交流電壓峰值之和不能超過(guò)電容器的額定工作電壓。3、 紋波電流施加的紋波電流不要超過(guò)最大紋波電流。如果施加過(guò)大的紋波電流，將產(chǎn)生過(guò)熱。過(guò)熱會(huì)縮短電容器的壽命，某種情況下還有可能失效。紋波電壓的峰值后要低于直流電壓。注意不要施加反向電壓。4、 使用溫度鋁電解電容的壽命受周圍環(huán)境溫度的影響很大。使用溫度越低，電容器的期望壽命越長(zhǎng)。通常情況下Arrhenius定律認(rèn)為，使用溫度每降低10C，電容器的壽命會(huì)增加一倍，這一定律也適用于鋁電解電容器。5、 充放電當(dāng)電容器用于偶然或經(jīng)常性重復(fù)進(jìn)行充放電的回路中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生如下后果：電容器容量降低，并且內(nèi)部會(huì)迅速產(chǎn)生發(fā)熱，從而導(dǎo)致電容器損壞。6、 預(yù)熱和焊接溫度當(dāng)電容器焊接到線路板上時(shí)，鋁殼可能會(huì)暴露出來(lái)，套管也將因二次收縮而損壞。請(qǐng)注意以下幾點(diǎn)：如果包覆電容器的套管接觸到線路板的印刷線路，引線或其他元件的外部金屬，那么套管就會(huì)通過(guò)它們部分受熱產(chǎn)生開(kāi)裂。當(dāng)電容器水平安裝在線路板上的，它與板接觸的區(qū)域會(huì)因?yàn)檫^(guò)高的焊接溫度和過(guò)長(zhǎng)的焊接時(shí)間而發(fā)熱，以致于套管經(jīng)歷二次收縮，使鋁殼暴露在外，或套管自身?yè)p壞。如果熔融的錫焊直接與套管接觸，則套管會(huì)被損壞，請(qǐng)避免這種情況的發(fā)生。7、 端子強(qiáng)度不要施加過(guò)度的應(yīng)力在引線和端子上。電容器焊接在線路板上后就不要移動(dòng)它，更不要提著電容器來(lái)搬動(dòng)PCB板。應(yīng)力的典型例子*焊接后不要傾斜或彎倒電容器*端子距離不適合PCB板的孔距

8、 鋁殼絕緣鋁殼和陰極是不絕緣的。在PCB板上，不要在鋁電解電容器下設(shè)置任何銅印刷線或任何通孔。輔助端子和陰極也是不絕緣的。輔助端子和陽(yáng)極一定不要有電的連接。否則，產(chǎn)品將會(huì)造成短路。9、 防爆閥防爆閥需要一個(gè)空間才能有效。該空間在防爆閥正上方，其大小取決于殼體尺寸。以下為推薦的空間大小：①8-①16:大于等