电源里有水的元件“铝电解电容”

A-Lin

电源里有水的元件“铝电解电容”

铝电解电容是唯一有“水”的元器件，不爽的时候还会爆浆，因为具有很高的单位CV值和价格低廉而被广泛使用在各种电子产品中。让我们一起来了解下铝电解电容是怎样制造出来的，以及它有哪些特性。

' T. }) {& D& e9 O( X/ y! \- t. K电解电容是唯一一种带有液体的元器件，在所有的电容器中，相同尺寸下，铝电解电容的CV值最大，即能的存储电荷最多，价格最便宜。
" ?7 o5 r) z/ Q9 r' ]$ ]
电容器的基本模型如图1所示,静电容量的公式如下：

ε：介电常数
' j$ ^' U9 g7 Q, K( w+ i1 vS：电极板的面积（m2）
& r& X) G, o! DD：两电极板之间的距离
% R  f% J7 Z' r; t& i0 o% `# @8 C3 a

/ P2 m' N$ c/ f6 a5 F图1 电容器基本模型


$ K  ^% }7 q9 {0 k  j

* K" `8 D7 l7 k% D  p8 v9 z图2 常见的电解电容及其结构

) i0 T' Z( l4 i( _+ `9 @4 A+ J实现电解电容性能是靠铝壳中间的素子，素子的结构如图3、图4。


7 h; b) C' U' S8 ]* |# a/ W$ \
! ~. d$ J) e& I& R- W  a
: v5 p- q5 t! A5 T( K
图4 电容的等效电路

作为铝电解电容的电介质氧化膜（Al2O3）的介电常数通常为8~10，这个值并不比其他类型的电容大，但是，通过对铝箔进行蚀刻扩大表面积，并使用电化学的处理得到更薄更耐压的氧化电介质层，使铝电解电容可以取得比其他电容器更大的单位面积CV值。

制造过程
  ~. a7 z2 n+ z0 G8 ?1、蚀刻（扩大大表面积）
蚀刻的作用是扩大铝表面积。
7 C& x' p. Q. r7 i+ j
* M  E8 ?8 m0 x$ g& J
. V4 Z% w1 c. F) |; Z

) F  l( u& c# B) k2、化成（形成电介质层）
( b% |& d) U; Q3 m4 t在阳极铝箔表面形成电介质层（Al2O3）
8 z7 I7 D0 F* r/ L


3、剪裁
* V  d7 I+ h7 T. ^6 }3 B按照产品要求裁剪铝箔



/ `% O; g* t5 B. T+ ^" s; N4、卷绕
. _* C- P" Z$ F8 Y将阴极铝箔和阳极铝箔之间插入电解纸，然后卷绕成圆柱形，在卷绕工艺上阴极箔和阳极箔连接上端子。
, M( }& W- C! o- P/ C" A
- z# I& A# N" S+ G
- ~  I! ]" \  ]! f, m
5、含浸
将素子浸入电解液中，电解液能对电介质进一步修复。


  |3 c  z( R+ Z' N- W3 R- `
6 a2 i8 c2 Z1 c, o6、密封
将素子装入铝壳中用封口胶密封。
3 m# V; d/ c8 z) O
电源里有水的元件“铝电解电容”（2）电源

/ l9 G* l) \. D基本性能：

1、静电容量
4 e" M, {4 C! h( D1 C5 ]7 [铝电解电容的静电容量是在20℃，120Hz，0.5V的交流条件下测试的值，一般来说，温度升高，容量值也会升高；温度低容量也会降低。频率越高，容量越小；频率越低，容量越大。


1 K8 T9 @7 J- X& a图5 静电容量的温度特性


图6 静电容量的频率特性
' ?" r" C1 U* W/ e  O
2、Tanδ（损耗角）
交流电流流过铝电解电容时，会产生损耗，因为铝电解电容的电解液、电解纸和其他接触电阻的存在，铝电解电容等效于串联了电阻R，见图7、图8和图9。
5 _7 a7 @# R" [7 y, ]
1 B( L  c3 k# }7 N4 q5 M" f" N
, w3 o. X; r7 L! v7 Q4 C/ k图7 铝电解电容的等效模型

* d0 W6 g+ L" D+ M
' m: R% L7 Q  ~" h# R图8 Tanδ定义图
; x; c5 d: z3 i0 Z! J0 x% t. {

图9 Tanδ的温度特性
% `9 q2 \6 Y, u2 M2 L; r
* ]+ j: k& O) V0 W3 Y3、漏电流LC
+ e$ o; n, K. K8 G4 N( I铝电解电容在承受直流电压时，会有一个小直流电流过电容，理想电容器是不能通直流的，称之为漏电流LC。LC会随时间变化，如图10、图11，最后达到一个稳定值。但温度升高时，LC增加；施加电压降低，LC也会减少。


9 _! X& w  ?' X( e9 y' p( l. m
5 [! ]7 O5 _0 @图10 漏电流时间特性


  M( C5 g0 b7 x4 ]) S图11 漏电流温度特性
) n" ]8 z0 @% E  a% j
; H7 P7 o8 l6 z. v4、阻抗频率特性
) i, F6 `! B3 r5 V( G  X# I# i铝电解电容的等效模型有C、R、L组成，电容器两端的频率-阻抗特性也由C、R、L的频率-阻抗特性叠加组成。如图12。1/ωC是容抗，直线向下45°角。ωL是感抗，直线向右上45°角。R代表等效串联电阻。在低频区间，有频率依存的电介质损失影响大，因而R线向下。在高频区间，电解液和电解纸的阻值占主导地位，不在受频率影响，因而R值趋于稳定。

" K) f' I/ D6 H- N2 a6 k
图12  阻抗的频率特性

7 r( c3 l. m; ?1 u- q& ]阻抗也受温度影响：温度升高，阻抗减少；温度降低阻抗增大。
8 d; p- J" r! A

# h* t& S6 S9 d: e1 \图13  阻抗、ESR的温度频率特性
! |( h( O; h. I; e2 t


4 a6 _$ a" k8 C, U2 F

uperrua

厉害了

weilandexingqiu

# \2 {+ J2 a  G' k学习一下,感谢楼主的分享!!!

lyzx236878

同行啊