纹波电流过大 使用
氧化膜水合
原
工艺卫生问题
反向电压 频繁充放电 长时间
精品课件
铝电解电容器的失效分析
短路 1.制造原因
箔或引线毛刺 氧化膜缺陷
2.使用原因
引线受应力 反向电压
附着金属微粒 过电压
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铝电解电容器的失效分析
防爆释放
1.制造原因
缺陷
含浸量过多或不足多或少
工艺卫生问题
氧化膜
2.使用原因
过电压 纹波电流过大 环境温度过高
反向电压 频繁充放电 长时间使用
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铝电解电容器的失效分析
开路 1.制造原因
铆接不良 工艺卫生问题
2.使用原因
原材料纯度不够
机械应力
请洗剂的使用
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铝电解电容器的失效分析
阳极腐蚀 1.制造原因
原材料纯度不够 题
箔耐压偏低
2.使用原因
纹波电流过大 环境温度过高
容量：f↗容量 ↘ 损耗： f ↗损耗↗ ESR： f ↗ ESR ↘ 耐IR能力： f ↗耐 IR ↗
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铝电解电容器温度特性曲线
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铝电解电容器频率特性曲线
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铝电解电容器失效特性曲线
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铝电解电容器的失效模式
干涸 容量下降,损耗上升 漏电流变大 短路 开路 防爆释放 阳极腐蚀
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铝电解电容器的失效分析
容量下降,损耗上升 1.制造原因
氧化膜缺陷 含浸量不足
2.使用原因
过电压 纹波电流过大 环境温度过高
氧化膜水合 密封不实
反向电压 频繁充放电 长时间使用
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铝电解电容器的失效分析
漏电流变大 1.制造原因
氧化膜缺陷 材料纯度不够
密封不实
2.使用原因
过电压 环境温度过高
时间常数 音频电路 电机启动 校正电路
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铝电解电容器的串并联使用
参数的一致性
容量 损耗 ESR 漏电流
均衡(分压)电阻:R=1000/0.015C
(K Ω)
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铝电解电容器温度频率特性
温度特性
容量：T↗容量↗ 损耗： T↗损耗↘ ESR： T↗ ESR ↘ 漏电流： T↗漏电流 ↗
频率特性
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JH产品与CHEMICON产品对照
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
JH产品 CD110 CD263 CD287 CD293 CD294 CD296 CD135 CD136
Chemicon产品 产品性能
SMG
85℃ 标准品
KMG
105℃标准品
LXF
105℃高频低阻
SMQ
85℃ 标准品
KMQ
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铝电解电容器使用注意事项
普通铝电解有正负极 电容器两端电压要小于额定电压(0.6-0.8UR) 普通铝不适用于频繁充放电电路 铝电解使用时,纹波电流不得超过其承受能力
铝电解工作环境温度应尽可能低且不得高于额定上限温度
铝电解长期存放后因重新老化 铝电解应储存于温度较低和干燥的环境中
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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 ) 阻抗(m Ω) 纹波电流(m A,A)
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容
量
E6(E12)系列优选数 容量偏差
M:± 20% K:± 10 % Q:-10%--+20 % T:-10%--+50 % 单位: uF(mF,F)
铝电解电容器
----原理及应用
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电容器的定义
C=ε S/3.6πd(pF)
S:cm2 d:cm
1F=106uF=106pF
介质介电常数
空 气:1
一般物
质:2-5
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铝电解电容器的形状分类
片式(SMD) 引线式(Radial
type) 焊针式(Snap-in) 螺栓式(Screw
0.7UR交流或反向电压 上限温度下,施加额定IR,额定的工作时间 上限温度下,无负荷1000h 350 ℃,3.5s 40 ℃,90-95%RH 异丙醇,20-25 ℃,30s 10-55-10HZ/分,振幅1.5mm,x-y-z方向各2小时
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防爆试验方法
军标(美军标,国军表) UL标准 JIS标准 国标 企业标准 客户要求
105℃标准品
KMM
105℃长寿命耐大纹波电流
SME
85℃ 标准品
KMH
105℃标准品
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铝电解电容器的发展趋势
小型化 、扁平化 低阻抗、耐大纹波电流、长寿命化 上限温度寿命提高 (125℃ -150℃ ) 固体电解质电容器的商品化 V-chip的技术已日渐成熟
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谢谢! 2003-7 精品课件
工艺卫生问
频繁充放电 洗净剂的使用
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铝电解电容器试验方法
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
试验项目 浪涌电压 高低温特性 防爆试验 高温负荷 高温贮存 耐焊接热
耐湿性 耐溶剂性
耐振性
主要内容 冲电30s,放电5min30s,循环1000次
常温-下限温度(-40,-55)-常温-上限温度(85,105)—常温
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铝电解电容器安装注意事项
铝电解的铝外壳与负极间不绝缘 安装时应尽量避免机械应力
铝电解焊接时应尽量避免长时间高温(＜ 270℃ ,4s)
印制电路板孔距应与铝电解脚距相匹配 带防爆阀的铝电解安装应留有足够空间(≤
8:2mm;10-16:3mm;≥ 18:5mm) 电容器的洗净要按产品规格书要求执行 铝电解电容器使用时要远离发热元件
影响容量的因素 箔片的比容 电解液 温度 频率
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损耗角正切
有功功率与无功功率 的比值(%)
tgδ=WCR =2π fCR
影响损耗的因素 容量 频率 ESR值 温度
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漏电流
漏导电流(泄漏电流) 由铝氧化膜表面的缺
陷引起 I=KCU
影响漏电流的因素 电压大小 容量 温度 时间 原材料的纯度
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等效串联电阻---ESR
单位: mΩ ESR=tgδ/wc
影响ESR的因素
铝箔的比容 电解纸的密度 电解液的电导率 电容器的制造工艺 电容器的结构
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等效串联电感---ESL
单位: H,nH 电感的影响
*限制使用频率上限 *ESL值大则ESR值也大 *ESL值大的电容允许通 过的IR小
设计 工艺
环境温度 施加的纹波电流 施加的工作电压
制造过程
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电容器的寿命
2.电容器的寿命推算
其中：L0为电容器额定寿命 L为实际使用寿命
T0为额定温度
T为环境温度
Δ T为芯包允许温升
纹波电流
I0额定纹波电流
I为实际施加的
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铝电解电容器的应用场合
整流滤波,输出滤波 能量贮存,充放电 旁路,耦合 特殊用途
type)
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铝电解电容器的结构特点
工作介质是金属氧化 膜
正极是金属基体 真正的负极是电解液
(或电解质),实际负 极是引出负极
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铝电解电容器的工艺流程和内部结构
工艺流程 分切---铆接---卷
绕---浸渍---装配--老化---测试---包 装
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铝电解电容器的性能特点
比容量高 具有自愈特性 具有单向导电性 工作电压有上限(550V) 损耗角较大,温度频率特性差 绝缘性能差 铝电解属有限寿命元件
电感与其他参数的关系 ESL大,则IR小,高频抗
干扰能力小, tgδ大
减小引出方式 增加箔的宽度 不使用长而细的引出线 采用负极引出或叠箔式结构
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纹波电流---IR
单位: m A,A 由脉动电压引起 公式:
影响耐纹波电流能力 的因素
频率 电容量 散热面积 允许温升 散热系数 损耗值(或ESR)
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耐纹波电流的确定和测量
确定 芯包中心允许温升5℃ (10
℃) 与频率(频率系数)和温度
(温度系数)有关 测量:
1.表面测量法(小型产品) 2. 中心测量法(大型产品) 不同工艺结构区别对待
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电容器的寿命
1.影响电容器的寿命的因素 电容器本身的特性