电容器简介
温度越低,工作电解液 的粘度越大,浸有工作 电解液的电解纸的电 阻越大,损耗越大。
芯子浸渍时,浸渍时间过短,或真空度 不够,致使芯子没有浸透工作电解液, 损耗也会增大。对于大壳号的产品 更应注意这个问题。
芯子浸渍后,甩干过份,损耗增大。 手工装配时,如果用力过大,使芯子中 的工作电解液损失过多,也会使损耗 增大。
损耗角正切(%)
容量(uF) 漏电流(uA,mA)
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铝电解电容器主要电性能参数
容量(uF) 损耗角正切(%) 漏电流(uA,mA) ESR—等效串联电阻(mΩ ) 额定纹波电流(m A,A) 电容器的寿命
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试片、开片时工艺因素考虑 不周到。如试片时所加的极 化电压小,试样的容量偏大,电 容器的容量将偏小。
反向电压老化。反向电压老 化将使电容器的阴极箔上生 成较厚的氧化膜,使阴极容 量减小,电容器的容量减小。
片尺寸差错较大,电容 量就会不准确。
结构: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 制成。还需要经过直流电 压处理,使正极片上形成 一层氧化膜做介质。
特点:容量大,但是漏电大, 稳定性差,有正负极性, 适宜用于电源滤波或者低 频电路中。使用的时候, 正负极不要接反。
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结构:用金属箔或者在云母 片上喷涂银层做电极板, 极板和云母一层一层叠合 后,再压铸在胶木粉或封 固在环氧树脂中制成。
特点:介质损耗小,绝缘电 阻大、温度系数小,适宜 用于高频电路
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陶瓷电容
铝电解电容
结构:陶瓷做介质,在陶 瓷基体两面喷涂银层,然 后烧成银质薄膜做极板制 成。 特点:体积小,耐热性好、 损耗小、绝缘电阻高, 但容量小,适宜用于高 频电路。铁电陶瓷电容 容量较大,但是损耗和 温度系数较大,适宜用 于低频电路。
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漏电 流
漏电流:IL=KCV(IL指漏电流,K指常数,C指容 量,V指电压)
电容器的介质对直流电具有很大的阻碍作用。 然而,由于铝氧化膜介质上浸有电解液,在施加 电压时,重新形成以及修复氧化膜的时候会产生 一种很小的称之为漏电流的电流,刚施加电压时 ,漏电流较大,随着时间的延长,漏电流会逐渐 减小并最终保持稳定。
施加的直流电压的高低,对漏电流 大小有明显的影响。当外加电压不 超过额定电压时,漏电流随着外加 电压的增加而缓慢上升,当外加电 压超过额定电压时,漏电流将剧烈 上升。
工作电解液不但起到电解电容器阴 极作用,而且还要能随时提供O2不断供给阳极以修补损伤的氧化膜, 倘若电解液修补氧化膜和防止氧化 膜恶化的能力差,则势必产品漏电 流变大。
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电容器测试频率(一般规定测 试频率为100或120H)越高,损 耗越大。电容器的电容量越 大,损耗也越大。
电容器纸越厚,损耗越大。 电容器纸密度越大,浸渍工 作电解液的量越少,电解纸 的渗透系数值越大,损耗也 越大。
阴、阳极箔铆接质量 差,接触电阻大,电容器 的损耗就大。
影响损 耗正切 角的因 素
Al-foil
将其浸在电解液中进行阳极氧 化处理,铝箔表面上便生成一层三 氧化二铝薄膜,其厚度一般为0.02 - 0.03μm
正极:金属基体
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负极:电解液
电解液一般由硼酸、氨水、乙二醇等组成。为了便 于电容器的制造,通常是把电解质溶液浸渍在特殊的 纸上,再用一条原态铝宿与浸过电解质溶液的纸贴合 在一起,这样可以比较方便地在原态铝箔带上引出负 极, (a) 所示。 使用电解液做阴极有不少好处。首先在于液体与介 质的接触面积较大,这样对提升电容量有帮助。其次 是使用电解液制造的电解电容,最高能耐260度的高 温,这样就可以通过波峰焊(波峰焊是SMT贴片安装 的一道重要工序),同时耐压性也比较强。
电容器 的寿命
随着时间的推移,电解液会渐渐的干涸,当电解 液干涸到一定程度后,电容量将开始明显降低; 同时伴随着ESR的明显升高,当电容量的减小, ESR的上升达到一定程度,铝电解电容器将失去应 用意义。这标志着铝电解电容器寿命终了
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电容是由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成的。由 于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同。
纸介电容
云母电容
结构:用两片金属箔做电 极,夹在极薄的电容纸中, 卷成圆柱形或者扁柱形芯 子,然后密封在金属壳或 者绝缘材料壳中制成 特点:是体积较小,容量可 以做得较大。但是有固有 电感和损耗都比较大,用 于低频比较合
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影响ESR的因素
不良的电气连接
新、旧电解电容都有可能出现
电解溶液的干枯
多数都是发生在旧电解电容上
由于连接于电容内部的管脚 引线不是铝金属材料,而且 铝是不可焊的材料。 对于铝质的电极极板材料和 铜质的管脚材料来说,其电 气连接主要采用所谓的“焊 接”和机械压接方式。但是 这两种方式都会产生较高的 ESR。
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铝电解电容器的生产工艺流程
分割
钉接与 卷绕
含浸
装配
清洗与 套管
老化
分选与 包装
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分割
钉接与 卷绕
含浸
装配
清洗与 套管
老化
分选与 包装
裁切刀片
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分割
钉接与 卷绕
含浸
装配
清洗与 套管
老化
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阳极 面积 (S) d 点介质(e) 阴极
• 1F=106uF=1012pF • 介质的介电常数 空气:1 一般物质:2~5 铝氧化膜:7~10
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电容器的分类
纸介 电容
云母 电容 陶瓷 电容
电容器的 分类
铝电解 电容 钽电解 电容
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半可变 电容
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等效串 联电阻 ESR
铝电解电容ESR的形成因素
ESR 等效串联电阻,ESR=tanδ/wc (Tan δ 耗散因数CS 串联电容,单位为F) 其中,电解液的电阻是铝电解电容器等效串联电 阻(ESR)的主要部分,管脚引脚和电容电极极板 金属的电阻可以忽略。
分选与 包装
目的:将导针分别铆接在阳、阴极铝箔上, 再用电解纸分隔开,并卷绕成圆形或椭圆 形。
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分割
钉接与 卷绕
含浸
装配
清洗与 套管
老化
分选与 包装
目的:在真空、高压条件下使卷 绕素子能充分吸收电解液。
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电容的极性
铝电解电容器之所以有极性,是因为正极板上的氧 化铝膜具有单向导电性,只有在电容器的正极接电源 的正极,负极接电源的负极时,氧化铝膜才能起到绝 缘介质的作用。如果将铝电解电容器的极性接反,氧 化铝膜就变成了导体,电解电容器不但不能发挥作用, 还会因有较大的电流通过,造成过热而损坏电容器。
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电容器简介
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目录
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电容器的发展历程 电容器的定义 电容器的分类 铝电解电容器的结构及封装 铝电解电容器的生产工艺流程 铝电解电容器主要电性能参数 铝电解电容器的用途 铝电解电容器的其它特性
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电容器的发展历程
早期电容器
1745年玻璃电容器 1874年云母电容器 1876年纸介电容器 1900年瓷介电容器
30年代电容器
1921年液体铝电解电容器 1938年干式铝电解电容器 1949年液体烧结钽电解电 容器 1956年固体烧结钽电解电 容器
50年代电容器
晶体管发明后,元件向小型化方 向发展 随着混合集成电路的发展,又出 现了无引线的超小型状电容器和 其他外贴电容器
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电容量
铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。和频 率一样,测量时的温度对电容器的容量有一定的 影响。随着测量温度的下降,电容量会变小。
电容 C ,单位:μF(MFD) 标称容量(额定容量)允许偏差:( C 实 — C 标 )/ C实× 100% (± 10%、± 20%、-10~+30%、-10~50% 等 )
影响容 量的因 素
老化电压过大,如大于 化成电压,则电容量将 明显减小。
温度。电容量的测试温度下降,工作 电解液的粘度将增大,浸有工作电解 液的电解纸与腐蚀阴、阳极箔接触 的紧密程度下降,这就相当于阴、阳 极箔的有效表面积减小,从而使电容 器的电容量下降。
贮存期。电容器内部或多或少地都 会有水分存在,水将同阴、阳极箔上 的氧化膜发生反应生成水合氧化膜, 使阴、阳极箔上的氧化膜增厚,电容 量减小,所以电容器贮存一段时间后, 电容量都会有所减小。
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一般电容器本身的电容量越 大,漏电流也越大(同样的 原材料和制造工艺)
在施加电压的初始阶段,漏 电流随着施加电压持续时间 的增加而迅速下降,最后达 到一稳定值。