鋁電解電容器技術(shù)講座 艾華電子

1、鋁電解電容器技術(shù)講座 艾華電子 第1頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四Aluminum Electrolytic Capacitors1.鋁電解電容器的基本原理2.鋁電解電容器的製造流程3.鋁電解電容器的用途4.鋁電解電容器的特性與分類5.鋁電解電容器的壽命6.鋁電解電容器的選用原則7.鋁電解電容器的注意事項(xiàng)8.鋁電解電容器的發(fā)展趨勢(shì)目錄第2頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(1)鋁電解電容器的基本原理Aluminum Electrolytic Capacitors第3頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電容器的定義電容器由兩個(gè)導(dǎo)

2、電極板，中間放置著具有介電 特徵的物質(zhì)所組成的分立元件。電容器基本功能貯存電荷 Q=CU電解電容器兩個(gè)極板有陽(yáng)（正）極和陰（負(fù)）極之分，其中作為陽(yáng)極的是採(cǎi)用特定的閥金屬，並在該金屬表面上籍助于電化學(xué)方法生成一極薄且具有單向?qū)щ娦缘难趸ぷ鳛榻橘|(zhì)，而陰極通常是採(cǎi)用能生成和修復(fù)介質(zhì)氧化膜的液狀或固狀的電解質(zhì)，這樣一種特殊結(jié)構(gòu)和特殊工藝製造的電容器。第4頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電容器的分類電解電容 閥門(mén)金屬 (鉭,鋁,鈮,鈦)陶瓷有機(jī)薄膜雲(yún)母按介質(zhì)分類第5頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四 通用型鋁電解電容器的基本結(jié)構(gòu)是箔式捲繞型的結(jié)構(gòu)，陽(yáng)極為鋁

3、金屬箔，介質(zhì)是用電化學(xué)方法在陽(yáng)極金屬箔表面上形成的閥金屬氧化膜AL2 O3，陰極則為多孔性電解紙所吸附的工作電解質(zhì)。（內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖）鋁電容器的結(jié)構(gòu)第6頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四鋁電容器的結(jié)構(gòu)電容器的等效電路 R1：電極和引出端子的電阻R2：陽(yáng)極氧化膜和電解質(zhì)的電阻 R3：損壞的陽(yáng)極氧化膜的絕緣電阻D1：具有單向?qū)щ娦缘年?yáng)極氧化膜C1：陽(yáng)極箔的容量C2：陰極箔的容量L ：電極及引線端子等所引起的等效電感量第7頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四鋁電容器的結(jié)構(gòu)引出線皮頭鋁殼陽(yáng)極箔陰極箔套管防爆閥電解紙引線式第8頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日

4、，14點(diǎn)0分，星期四鋁電容器的結(jié)構(gòu)蓋板式蓋板引出條鋁殼陽(yáng)極箔陰極箔膠帶電解紙固定劑套管防爆閥第9頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四負(fù)箔-斷面負(fù)箔-表面低壓正箔-斷面低壓正箔-表面高壓正箔-斷面高壓正箔-表面鋁電容器的鋁箔結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(2)鋁電解電容器的製造流程Aluminum Electrolytic Capacitors第11頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的製造流程裁切負(fù)箔正箔釘接裁切電解紙引出箔捲取電解液華司.蓋板組立封口鋁殼橡膠蓋含浸膠管墊片清洗套管老化充電入庫(kù)包裝貼品切腳散裝

5、.裝盒出貨第12頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(3)鋁電解電容器的用途Aluminum Electrolytic Capacitors第13頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途濾波作用利用整流器將交流電能改變?yōu)橹绷麟娔軙r(shí)，輸出之直流電中?；祀s著交流再把此交流部份藉電容過(guò)濾，使成為平穩(wěn)之直流用濾波器在極多機(jī)器設(shè)備中使用著第14頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途旁路作用 電容器接上直流電壓開(kāi)始至充電完成為止，會(huì)有電流流通，在充電完了之後電流就不再流通然而，接上交流電壓時(shí)因充電與放電變化產(chǎn)生，所以交流

6、電流就可以一直流通即電容器會(huì)阻止直流電流流通而容許交流電流流通，當(dāng)電氣負(fù)載需外加直流電壓而不可有交流電壓存在場(chǎng)合，只要在負(fù)載兩端並聯(lián)大容量之電容器可此時(shí)交流電流就幾乎不會(huì)通過(guò)負(fù)載而經(jīng)由電容器流通，負(fù)載幾乎不會(huì)承受交流電壓，此種用途之電容器稱之為旁路電容器第15頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途耦合作用 利用電容器對(duì)直流電與交流電所具有不同性質(zhì)之另一種重要用途為耦合電路之用兩點(diǎn)之間藉電容器加以連接在一起時(shí)，交流電路可以結(jié)合，而直流卻不會(huì)流通因此，對(duì)於直流為能源之交流增幅電路，利用電容器把直流遮斷而僅傳達(dá)交流之方法，此種用途之電容器稱為耦合電容器第16頁(yè)，共5

7、4頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途火花防止 衝擊波的吸收 在電容器兩電極間以電壓，電容器就會(huì)從電源獲得電能，並加以儲(chǔ)存利用此種特性，就能將電路中之衝擊電力加以吸收電氣接點(diǎn)之火花防止，電氣電路之衝擊波吸收作用之保護(hù)裝置都利用著電容器第17頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途放電 電容器加以充電後，如果在兩極間接上負(fù)載電阻，則儲(chǔ)存之正負(fù)電會(huì)在負(fù)載電阻中和轉(zhuǎn)變成熱而消失掉此種現(xiàn)象稱為放電此時(shí)如果負(fù)載電阻較小，中和時(shí)之電流，即放電電流就會(huì)很大使中和作用在瞬時(shí)轉(zhuǎn)變成熱能並產(chǎn)生瞬時(shí)大電力，此種瞬時(shí)大電力就可利用在種種不同用途方面如點(diǎn)熔接、照

8、相之閃光作用、放電加工、電磁成形、磁化電源以及炸藥之點(diǎn)火裝置等第18頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途直流端子電壓與電量 電容器之另一性質(zhì)為兩端子間之直流電壓與電容器充電所獲得之電量成正比所以進(jìn)行電氣上之?dāng)?shù)量計(jì)算時(shí)，只要對(duì)應(yīng)於電量變化之電壓測(cè)定出來(lái)就可以得到明確之答案此種性質(zhì)廣泛用在計(jì)算機(jī)方面第19頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途交流之頻率(分頻) 電容器另一性質(zhì)為外加同一交流電壓時(shí)，流通之電流大小與外加交流電壓之頻率成正比即高頻率易流通而低頻率難流通此種性質(zhì)之用途利在用高低頻率混雜在一起之分離方面把電燈線中與50H

9、z 之交流電壓混雜在一起之高頻率電波隔離，使其不致進(jìn)入電音中所使用之電容器即為其例，稱為雜音消除用電容器第20頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途移相二組線圈中，如果在其中一組串聯(lián)電容器，並在二線線圈中施加相同交流電壓，則有串聯(lián)電容器的線圈所流通之電流就比無(wú)串聯(lián)電容器之線圈所流通之電流產(chǎn)生時(shí)間上之超前變化現(xiàn)象，二組線圈中所流通之電流會(huì)產(chǎn)生時(shí)間相差單相電動(dòng)機(jī)就常使用上述二組線圈來(lái)決定回轉(zhuǎn)方向與強(qiáng)化起動(dòng)力及回轉(zhuǎn)力此種目的所使用之電容器稱為移相用電容器 第21頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的用途交流電壓降的利用 交流電路中通常都

10、利用變壓器使負(fù)載得到低於電源之電壓，除此之外更簡(jiǎn)單的方法是在負(fù)載連接串聯(lián)電阻，使負(fù)載減少該電壓降部分之電壓然而此種方法會(huì)在電阻中發(fā)熱而無(wú)謂損失電力另外如果以電容器來(lái)代替電阻，則電容器因損失極小，電力之無(wú)謂損失也可大大地減小此種用途的電容器稱為降壓電容器第22頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(4)鋁電解電容器的特性與分類Aluminum Electrolytic Capacitors第23頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的電氣特性鋁電解電容器常用標(biāo)稱：電容量（C ）、損耗角正切（tan ）、漏電流（LC ）、額定工作電壓（WV ）、阻抗（

11、Z）電容量（ F） 是指在電容器上標(biāo)明的電容量值， 指單位電壓下所儲(chǔ)存的電荷數(shù) 是設(shè)計(jì)容量的名義值。 通常的計(jì)算公式如下： r S 3.6dr為相對(duì)的電容率(介電常數(shù))，鋁為10，d為電解質(zhì)厚度即為極板間的距離，S為電極極板的有效面積cC=10-6F單位換算:1F= 103mF=106F=1012pFRated Capacitance第24頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的電氣特性損耗角正切（ t an ） 是電容器電能量損耗的有功功率與無(wú)功功率之比。等效串聯(lián)電路和電流電壓向量圖 T an =UrUC=IrI Cr = Cr r UcUrUICrrUrUcIU

12、DF TW表示方式 Tan -JP表示方式Dissipation Factor第25頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的電氣特性漏電流（ A ） 用來(lái)表徵電解電容器的絕緣品質(zhì) LC與施加電壓、環(huán)境溫度和測(cè)試時(shí)間的關(guān)係 T1T2T1T2ILCtILCU2U1U1U2t計(jì)算方式:I=k CV K:係數(shù) C:標(biāo)稱容量 V:標(biāo)稱電壓Leakage Current第26頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的電氣特性ESR() 指電解電容的等效串聯(lián)電阻 因此電容器的ESR將隨著損耗角正切的增加而增大 由電解電容器串聯(lián)等效電路得知：Tan= Cr

13、 式中損耗電阻r是由三部分組成（1）氧化膜介質(zhì)損耗的等效串聯(lián)電阻r介;(2) 代表電解液的等效串聯(lián)電阻r液（3）代表金屬電極，引出線(片)以及接觸電阻等組成的r金。即：r=r介+r液+r金 r為串聯(lián)等效電阻即ESR 故 ESR= t an CCLrABEquivalent Series Resistance第27頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的電氣特性紋波電流（）所承受的濾波電壓主要是直流電壓上疊加兩倍工頻的交流電壓成分，考查其承受紋波電壓的能力，將有助於正確使用電解電容紋波電流使電容溫升(85 10 105 5 )紋波電流用耐久性試驗(yàn)驗(yàn)證(電氣特性能否達(dá)到

14、要求)紋波電流的頻率因數(shù)紋波電流的溫度因數(shù)Ripple Current第28頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的頻率特性Cf電容量與頻率曲線阻抗與頻率曲線Zf第29頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的溫度特性C. t g T的關(guān)係ZT的關(guān)係Ct g 第30頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的分類按工作電壓可分為:低壓、中壓及高壓等(4V-450V)按不同的使用溫度範(fàn)圍可分為:常溫(-40+85),高溫(105以上),寬 溫(-55+125);按電壓性質(zhì)可分為:直流、交流(如單相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng))、高紋波等

15、;按不同用途的儲(chǔ)能類型可分為:高壓儲(chǔ)能、電腦級(jí)大容量、照相閃光等;按引出方式可分為:引線式、自插式、螺栓式、焊片式等 第31頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的標(biāo)識(shí)AISHI電解電容本體標(biāo)識(shí)商標(biāo)系列額定容量額定電壓額定溫度D/C極性第32頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(5)鋁電解電容器的壽命Aluminum Electrolytic Capacitors第33頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的壽命Load life specified with DC+ripple currentFor RS RL RR

16、 RB RH RF MP MV MB MK M5 H5 B5 M7 H7 WK WX FB NB LK LH LW NA WH第34頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的壽命第35頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的壽命第36頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的壽命熱電耦第37頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(6)鋁電解電容器的選用原則Aluminum Electrolytic Capacitors第38頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四電解電容器的選用依

17、據(jù)環(huán)境溫度依據(jù)紋波電流電路中施加的直流電壓值整機(jī)的使用壽命安裝方式及空間(如:片式,TAPING,成型等)其他特殊要求,儲(chǔ)能(如:點(diǎn)焊機(jī),馬達(dá)啟動(dòng))環(huán)保要求(EU/R oHS &WEEE)第39頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四(7)鋁電解電容器的使用注意事項(xiàng)Aluminum Electrolytic Capacitors第40頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)鋁電解電容器一般是有極性的。極性反接是造成鋁電解電容器短路損壞及漏液的原因，因此在無(wú)法辨識(shí)電氣回路上極性或使用於有極性變換設(shè)計(jì)的回路時(shí)，請(qǐng)選用雙極性電解電容器。極性第4

18、1頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)請(qǐng)勿連續(xù)施加過(guò)電壓。當(dāng)過(guò)電壓時(shí)電解電容器的漏電流會(huì)急劇增加。電解電容器之工作電壓不應(yīng)超過(guò)額定值。 過(guò)電壓第42頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)電解電容器之使用溫度請(qǐng)勿超出最高使用溫度之設(shè)定範(fàn)圍。電解電容器的壽命取決於使用溫度。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)電解電容器之使用溫度每降低10時(shí)，其壽命將增為1倍。電解電容器應(yīng)盡可能地在較低溫度下使用。使用溫度和壽命第43頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)有防爆槽設(shè)計(jì)之電解電容器其使用時(shí)防爆槽側(cè)應(yīng)

19、與其它機(jī)構(gòu)保持最少3mm以上的空間距離上述條件不能滿足的話，防爆槽將無(wú)法正常運(yùn)作。 防爆槽的安裝要求第44頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)請(qǐng)勿施加超過(guò)額定最高紋波電流容許值以上之紋波電流。施加了過(guò)紋波電流之電解電容器的內(nèi)溫將大大增加，引起電解電容器電氣特性劣化及破損如有需要施加額定值以上之紋波電流等要求時(shí)，請(qǐng)與本廠人員洽談。 紋波電流第45頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng)經(jīng)常及快速的充放電將使電容器之內(nèi)溫異常上升，會(huì)使漏電流增加、容量降低，有時(shí)還會(huì)造成產(chǎn)品損壞。如對(duì)充放電特性有特殊要求時(shí)請(qǐng)與本廠人員洽談。 充放電第46頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，5月20日，14點(diǎn)0分，星期四使用電解電容器的注意事項(xiàng) 當(dāng)電解電容器經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間放置後，其漏電流有增加之傾向。因此在使用經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間放置後的電解電容器以前，需先施加額定電壓使其電氣特性恢復(fù)正常。 如儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)於6個(gè)月以上時(shí)，請(qǐng)串聯(lián)1K之保護(hù)電阻，使其持續(xù)負(fù)載額定工作電壓30分鐘。 電解電容器應(yīng)儲(chǔ)存于正常大氣條件之環(huán)境。電容器的儲(chǔ)存第47頁(yè)，共54頁(yè)，2022年，