1、,鋁電解電容器,-原理及應(yīng)用,電容器的定義,C=S/3.6d(pF)S:cm2d:cm1F=106uF=106pF介質(zhì)介電常數(shù)空氣:1一般物質(zhì):2-5鋁氧化膜:7-10,鋁電解電容器的形狀分類,片式(SMD)引線式(Radialtype)焊針式(Snap-in)螺栓式(Screwtype),鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)特點,工作介質(zhì)是金屬氧化膜正極是金屬基體真正的負(fù)極是電解液(或電解質(zhì)),實際負(fù)極是引出負(fù)極,鋁電解電容器的工藝流程和內(nèi)部結(jié)構(gòu),工藝流程分切-鉚接-卷繞-浸漬-裝配-老化-測試-包裝,鋁電解電容器的性能特點,比容量高具有自愈特性具有單向?qū)щ娦怨ぷ麟妷河猩舷?550V)損耗角較大,溫度頻率特性

2、差絕緣性能差鋁電解屬有限壽命元件,鋁電解電容器主要電性能參數(shù),容量(uF)損耗角正切(%)漏電流(uA,mA)ESR等效串聯(lián)電阻(m)阻抗(m)紋波電流(mA,A),容量,E6(E12)系列優(yōu)選數(shù)容量偏差M:20%K:10%Q:-10%-+20%T:-10%-+50%單位:uF(mF,F),影響容量的因素箔片的比容電解液溫度頻率,損耗角正切,有功功率與無功功率的比值(%)tg=WCR=2fCR,影響損耗的因素容量頻率ESR值溫度,漏電流,漏導(dǎo)電流(泄漏電流)由鋁氧化膜表面的缺陷引起I=KCU,影響漏電流的因素電壓大小容量溫度時間原材料的純度,等效串聯(lián)電阻-ESR,單位:mESR=tg/wc,影

3、響ESR的因素鋁箔的比容電解紙的密度電解液的電導(dǎo)率電容器的制造工藝電容器的結(jié)構(gòu),等效串聯(lián)電感-ESL,單位:H,nH電感的影響*限制使用頻率上限*ESL值大則ESR值也大*ESL值大的電容允許通過的IR小電感與其他參數(shù)的關(guān)系ESL大,則IR小,高頻抗干擾能力小,tg大,減小ESL的措施增加箔的面積即選用低比容箔采用多對引線條引出采用軸向引出方式增加箔的寬度不使用長而細(xì)的引出線采用負(fù)極引出或疊箔式結(jié)構(gòu),紋波電流-IR,單位:mA,A由脈動電壓引起公式:,影響耐紋波電流能力的因素頻率電容量散熱面積允許溫升散熱系數(shù)損耗值(或ESR),耐紋波電流的確定和測量,確定芯包中心允許溫升5(10)與頻率(頻率

4、系數(shù))和溫度(溫度系數(shù))有關(guān)測量:1.表面測量法(小型產(chǎn)品)2.中心測量法(大型產(chǎn)品)不同工藝結(jié)構(gòu)區(qū)別對待,電容器的壽命,1.影響電容器的壽命的因素電容器本身的特性設(shè)計工藝制造過程環(huán)境溫度施加的紋波電流施加的工作電壓,電容器的壽命,2.電容器的壽命推算其中：L0為電容器額定壽命L為實際使用壽命T0為額定溫度T為環(huán)境溫度T為芯包允許溫升I0額定紋波電流I為實際施加的紋波電流,鋁電解電容器的應(yīng)用場合,整流濾波,輸出濾波能量貯存,充放電旁路,耦合特殊用途時間常數(shù)音頻電路電機啟動校正電路,鋁電解電容器的串并聯(lián)使用,參數(shù)的一致性容量損耗ESR漏電流均衡(分壓)電阻:R=1000/0.015C(K),鋁電

5、解電容器溫度頻率特性,溫度特性容量：T容量損耗：T損耗ESR：TESR漏電流：T漏電流,頻率特性容量：f容量損耗：f損耗ESR：fESR耐IR能力：f耐IR,鋁電解電容器溫度特性曲線,鋁電解電容器頻率特性曲線,鋁電解電容器失效特性曲線,鋁電解電容器的失效模式,干涸容量下降,損耗上升漏電流變大短路開路防爆釋放陽極腐蝕,鋁電解電容器的失效分析,容量下降,損耗上升1.制造原因氧化膜缺陷氧化膜水合含浸量不足密封不實2.使用原因過電壓反向電壓紋波電流過大頻繁充放電環(huán)境溫度過高長時間使用,鋁電解電容器的失效分析,漏電流變大1.制造原因氧化膜缺陷氧化膜水合原材料純度不夠密封不實工藝衛(wèi)生問題2.使用原因過電壓

6、反向電壓環(huán)境溫度過高紋波電流過大頻繁充放電長時間使用,鋁電解電容器的失效分析,短路1.制造原因箔或引線毛刺附著金屬微粒氧化膜缺陷2.使用原因引線受應(yīng)力過電壓反向電壓,鋁電解電容器的失效分析,防爆釋放1.制造原因含浸量過多或不足多或少氧化膜缺陷工藝衛(wèi)生問題2.使用原因過電壓反向電壓紋波電流過大頻繁充放電環(huán)境溫度過高長時間使用,鋁電解電容器的失效分析,開路1.制造原因鉚接不良原材料純度不夠工藝衛(wèi)生問題2.使用原因機械應(yīng)力請洗劑的使用,鋁電解電容器的失效分析,陽極腐蝕1.制造原因原材料純度不夠工藝衛(wèi)生問題箔耐壓偏低2.使用原因紋波電流過大頻繁充放電環(huán)境溫度過高洗凈劑的使用,鋁電解電容器試驗方法,防爆

7、試驗方法,軍標(biāo)(美軍標(biāo),國軍表)UL標(biāo)準(zhǔn)JIS標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)客戶要求,鋁電解電容器使用注意事項,普通鋁電解有正負(fù)極電容器兩端電壓要小于額定電壓(0.6-0.8UR)普通鋁不適用于頻繁充放電電路鋁電解使用時,紋波電流不得超過其承受能力鋁電解工作環(huán)境溫度應(yīng)盡可能低且不得高于額定上限溫度鋁電解長期存放后因重新老化鋁電解應(yīng)儲存于溫度較低和干燥的環(huán)境中,鋁電解電容器安裝注意事項,鋁電解的鋁外殼與負(fù)極間不絕緣安裝時應(yīng)盡量避免機械應(yīng)力鋁電解焊接時應(yīng)盡量避免長時間高溫(270,4s)印制電路板孔距應(yīng)與鋁電解腳距相匹配帶防爆閥的鋁電解安裝應(yīng)留有足夠空間(8:2mm;10-16:3mm;18:5mm)電容器的洗凈要按產(chǎn)品規(guī)格書要求執(zhí)行鋁電解電容器使用時要遠(yuǎn)離發(fā)