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平尚科技帶您了解鋁電解電容

文章出處:公司動態 網責任編輯: 東莞市平尚電子科技有限公司 閱讀量: 發表時間:2022-03-24 09:08:39

鋁電解電容是目前除了陶瓷電容之外用得相對廣泛的電容品種了,此文平尚科技小編給大家講解一下它。


一、鋁電解電容器概述

電容器是無源器件,在各種電容器中,鋁電解電容器與其他電容器相比,相同尺寸時,CV值更大,價格更便宜。

鋁電解電容器主要構成如下:

陽極-----鋁箔

電介質---陽極鋁箔表面形成的氧化膜(Al2O3)

陰極-----真正的陰極是電解液

其他的組成成分包括浸有電解液的電解紙,和電解液相連的陰極箔。綜上所述,鋁電解電容器是有極性的非對稱構造的元件。兩個電極都使用陽極鋁箔的是兩極性(無極性)電容。

電解電容00

二、基本構造

鋁電解電容器素子的構造如圖所示,由陽極箔,電解紙,陰極箔和端子(內外部端子)卷繞在一起含浸電解液后裝入鋁殼,再用橡膠密封而成。


三、材料的特性

鋁箔是鋁電解電容器主要材料,將鋁箔設置為陽極,在電解液中通電后,鋁箔的表面會形成氧化膜(Al2O3),此氧化膜的功能為電介質。形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬,就像是一個二極管,被稱之為閥金屬。

①陽極鋁箔

首先,為了擴大表面積,將鋁箔材料置于氯化物水溶液中進行電化學蝕刻。然后,在硼酸銨溶液中施加高于額定電壓的電壓后,在鋁箔表面形成電介質氧化層(Al2O3),這個電介質層是很薄很致密的氧化膜,大概1.1~1.5nm/V , 絕緣電阻大約為10^8~10^9Ω /m。氧化層的厚度和耐壓成正比。

②陰極鋁箔

同陽極箔一樣,陰極鋁箔同樣有蝕刻的程序,但是沒有氧化的程序。因此,陰極鋁箔表面只有少量的自然氧化形成的(Al2O3),能承受的電壓只有0.5V左右。

③電解液

電解液是由離子導電的液體,是真正意義上的陰極,起著連接陽極鋁箔表面電介質層的作用。而陰極鋁箔類似集電極一樣起著連接真正陰極和內部電路的作用。電解液是決定電容器特性(溫度特性,頻率特性,使用壽命等)的關鍵材料。

④電解紙

電解紙主要起著均衡電解液的分布并保持陰極箔和陽極箔間隔的作用。


四、基本特性

1、靜電容量

電極表面積越大,容量(儲存電荷的能力)越大。鋁電解電容器的靜電容量值是在20℃,120Hz /0.5V的交流電條件下測試的值。

①溫度升高,容量也會升高;溫度降低,容量也會降低。

②頻率越高,容量越??;頻率越低,容量越大。

2、損耗角

當頻率為120Hz(一般電容器標稱的損耗角就是在此頻率下測得的)時,頻率相對等效串聯電感L非常低,因此可以忽略L,

可以得到損耗角公式:

損耗角與溫度的關系如下圖,溫度越高,損耗角越小。

在低溫的時候,可以看到損耗角變大很多,在20℃時是0.05,在-40℃時是0.09,根據公式說明ESR增大了接近1倍。

3、漏電流

漏電流是鋁電解電容器特性之一,當施加直流電壓時,電介質氧化層允許很小的電流通過,這一部分小電流稱為漏電流。理想的電容器是不會產生漏電流的情況(和充電電流不一樣,即使電壓恒定,這個電流也是持續存在的)。

漏電流會隨時間而變化,如圖所示、隨時間而減小后會達到一個穩定值。因此,漏電流的規格值為20℃下施加額定電壓一段時間之后所測量的值。

當溫度升高時,漏電流增加;溫度降低,漏電流減少施加的電壓降低,漏電流值也會減少。

4、阻抗-頻率曲線

根據模型,電容器的復阻抗為:

阻抗的模值:

1/ωC是容抗,圖中容抗的直線向下角成45°角。ωL是感抗、它的直線向右上角成45°角。R代表等效串聯電阻。在低頻率區間,有頻率依存性的電介質損失影響大,因而R曲線向下。在高頻區間,電解液和電解紙的阻值占主導地位,不再受頻率的影響,因而R值趨于穩定。


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