鋁電解電容器的工程設計(已修改)
2025-08-17 16:12 本頁面
【正文】 鋁電解電容器的工程設計 1,電解電容器的構(gòu)造 腐蝕 Etching 陽極和陰極金屬箔是由高純度的，—，為了增加盤面積和電容量，與電解液接觸的表面積的增加是通過蝕刻金屬箔去溶解鋁，使整個鋁箔的表面形成一個高密度的網(wǎng)狀的有幾十億個精細微管道的結(jié)構(gòu)。 化成 Forming 陽極箔上有電容器的電介質(zhì)。電介質(zhì)是一層很薄的鋁氧化物，AL2O3，那是一個在陽極箔上的化學生長過程，這個過程叫“化成”。 這個電壓是最后電容器額定電壓的135%200%。 陰極箔不用化成，它保持著很高的表面積和高密度的蝕刻模式。 氧化膜的耐電壓不足和電解液自身的閃火放電都會造成短路。 卷繞 Winding 電容元件的卷繞是一層隔離紙，一層陽極箔，另一層隔離紙和陰極箔。這些隔離紙防止箔之間接觸形成短路，這些隔離物后來保留住電解液。 在卷繞鋁箔芯子或卷繞過程中為后來連接電容器端子附上箔。最好的方法是通過冷焊，把箔焊上帶子，冷焊可以減少短路失效，有更好的高紋波電流性能和放電性能。 內(nèi)引出端面切口、與引出端鉚接的箔條和電極箔剖面的切口都會有毛刺，從而造成相對電極間短路。 電容器發(fā)熱芯包膨脹和安全閥打開時的壓力沖擊，芯包發(fā)生變形，導致電極間短路。 封口 Sealing 電容元件被密封在一個罐子里。 為了釋放氫，密封圈不是密閉的，它經(jīng)常是壓力封閉的即將罐子的邊沿滾進一個橡膠墊圈，一個橡膠末端插銷或滾進壓成石碳酸薄板的橡膠。 太則緊密封會導致壓力增加，太松則密封會因為電解液的可允許的流失而導致縮短壽命。2, 電容量 電容量公差 Capacitance Tolerance 電容量的公差是指可允許的電容量的最大值和最小值，用相對于額定電容量的百分數(shù)的增加和減少來表示，即ΔC/C。 電容量的溫度特性 Capacitance Temperature characteristics 電容量隨溫度的變化而變化。這個變化的本身很小程度上是依賴于額定電壓和電容的尺寸的。 從25℃到限制的最高溫度電容量的增加量小于5%。 大部份電容在20℃至40℃時,容值下降 很快 ， 對於標稱40℃的產(chǎn)品,在40℃時低壓的電容,電容值一般下降20%，高壓電容下降40% 。 對于額定溫度為55℃的電容 ，在40℃時電容值的下降量一般小于10%，在 55℃時電容值的下降量一般小于20% 。 電容量的頻率特性 Capacitance frequency characteristics 等效電容值隨頻率的增加而降低。根據(jù)電容量自諧振頻率一般低于100kHz。 電容量和電壓關係 Capacitance vs Voltage 例如： 如果我們有一個20V 尺寸為3，我想用400V 同樣尺寸的電容器去代替，那我們選用的容量是 3，電壓 額定DC電壓 Rated DC voltage 額定直流電壓時標示在電容上的電壓，它是包括紋波電壓的最大峰值電壓，這個電壓可能在額定溫度范圍內(nèi)在端子之間持續(xù)的被供給。較高額定電壓的電容可能代替較低額定電壓的電容所只要外形尺寸，DF和ESR的額定值是兼容的。 工作電壓(working voltage)簡稱WV 應為標稱安全值，也就是說應用電路中，不得超過此標稱電壓。 電解電容工作在遠低于額定工作電壓時，由于不能得到有效的足以維持電極跟電解液之間的退極化作用，會導致電解電容的極化而降低漣波電流，增大ESR，從而提早老化。但是這個說法的前提是“遠低于額定工作電壓”，綜合一些長期的實踐經(jīng)驗來看，選取額定工作電壓標稱值的2/3左右為正常工作電壓，是比較合理的。 額定浪涌電壓 Rated surge voltage 額定浪涌電壓是最大的直流過電壓，即25℃時時間不超過30秒偶然的間隔不少于5分鐘電容可能承受的的電壓。 浪涌電壓的測量 Surge voltage measurement 在正常的室溫下給電容通過一個1000Ω177。10%的電阻加上額定浪涌電壓（如果電容量是2500uF或更高，則使用2500,000/CΩ177。10%的電阻，C是電容單位是uF）。循環(huán)加電壓1/2分鐘開接著41/2分鐘關，當處于關狀態(tài)時，每個電容通過充電電阻或等效電阻放電。重復循環(huán)120小時。公布測試的必要條
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