铝电解电容技术讲座.ppt

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1、,Aluminum Electrolytic Capacitors,1.铝电解电容器的基本原理,2.铝电解电容器的制造流程,3.铝电解电容器的用途,4.铝电解电容器的特性与分类,5.铝电解电容器的寿命,6.铝电解电容器的选用原则,7.铝电解电容器的注意事项,8.铝电解电容器的发展趋势,目录,(1)铝电解电容器的基本原理,Aluminum Electrolytic Capacitors,电容器的定义,电容器由两个导电极板，中间放置着具有介电 特征的物质所组成的分立元件。电容器基本功能贮存电荷 Q=CU电解电容器两个极板有阳（正）极和阴（负）极之分，其中作为阳极的是采用特定的阀金属，并在该金属表面

2、上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质，这样一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。,电容器的分类,电解电容 阀门金属(钽,铝,铌,钛)陶瓷有机薄膜云母,按介质分类,通用型铝电解电容器的基本结构是箔式卷绕型的结构，阳极为铝金属箔，介质是用电化学方法在阳极金属箔表面上形成的阀金属氧化膜AL2 O3，阴极则为多孔性电解纸所吸附的工作电解质。（内部结构如下图）,铝电容器的结构,铝电容器的结构,电容器的等效电路,R1：电极和引出端子的电阻R2：阳极氧化膜和电解质的电阻 R3：损坏的阳极氧化膜的绝缘电阻D1：具有单向导电性的阳

3、极氧化膜C1：阳极箔的容量C2：阴极箔的容量L：电极及引线端子等所引起的等效电感量,铝电容器的结构,引线式,铝电容器的结构,盖板式,负箔-断面,负箔-表面,低压正箔-断面,低压正箔-表面,高压正箔-断面,高压正箔-表面,铝电容器的铝箔结构,(2)铝电解电容器的制造流程,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的制造流程,(3)铝电解电容器的用途,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的用途,滤波作用,利用整流器將交流电能改变为直流电能时，输出之直流电中常混杂着交流再把此交流部份藉電容过滤，使成为平稳之直流用滤波器在极多机

4、器设备中使用着,电解电容器的用途,旁路作用,电容器接上直流电压开始至充电完成为止，会有电流流通，在充电完了之後電流就不再流通然而，接上交流电压时因充电与放電变化產生，所以交流電流就可以一直流通即电容器会阻止直流电流流通而容许交流电流流通，当电气负载需外加直流电压而不可有交流电压存在场合，只要在负载两端并联大容量之电容器可此時交流电流就几乎不会通过负载而经由电容器流通，负载几乎不会承受交流电压，此种用途之电容器称之为旁路電容器,电解电容器的用途,耦合作用,利用电容器对直流电与交流电所具有不同性质之另一种重要用途为耦合电路之用两点之间藉电容器加以连接在一起时，交流电路可以結合，而直流卻不会流通因此

5、，對于直流为能源之交流增幅电路，利用电容器把直流遮断而仅传达交流之方法，此种用途之电容器称为耦合电容器,电解电容器的用途,火花防止 冲击波的吸收,在电容器两电极间以电压，电容器就会从电源获得电能，並加以儲存利用此种特性，就能將电路中之冲击电力加以吸收电气接点之火花防止，电气电路之冲击波吸收作用之保护裝置都利用着电容器,电解电容器的用途,放电,电容器加以充电后，如果在兩极间接上负載电阻，則儲存之正负电会在负載电阻中和转变成熱而消失掉此种現象称为放电此时如果负载电阻较小，中和时之电流，即放电电流就会很大使中和作用在瞬时转变成熱能並產生瞬时大电力，此种瞬时大电力就可利用在种种不同用途方面如点熔接、照

6、相之闪光作用、放电加工、电磁成形、磁化电源以及炸药之点火裝置等,电解电容器的用途,直流端子电压与电量,电容器之另一性质为两端子间之直流电压与电容器充电所獲得之电量成正比所以進行电气上之數量计算时，只要对应于电量变化之电压測定出來就可以得到明确之答案此种性质广泛用在計算机方面,电解电容器的用途,交流之频率(分频),电容器另一性质为外加同一交流电压时，流通之电流大小与外加交流电压之頻率成正比即高頻率易流通而低頻率难流通此种性质之用途利在用高低頻率混杂在一起之分离方面把电灯线中与50Hz 之交流电压混杂在一起之高頻率电波隔离，使其不致进入电音中所使用之电容器即为其例，称为杂音消除用电容器,电解电容器

7、的用途,移相,二组线圈中，如果在其中一组串联电容器，并在二线线圈中施加相同交流电压，则有串联电容器的线圈所流通之电流就比无串联电容器之线圈所流通之电流产生时间上之超前变化現象，二组线圈中所流通之电流会产生时间相差单相电动机就常使用上述二组线圈來決定回转方向与強化起动力及回转力此种目的所使用之电容器称为移相用电容器,电解电容器的用途,交流电压降的利用,交流电路中通常都利用变压器使负载得到低於电源之电压，除此之外更简单的方法是在负载连接串联電阻，使负载減少该电压降部分之电压然而此种方法会在电阻中发热而无谓损失电力另外如果以电容器來代替电阻，則电容器因损失极小，电力之无谓损失也可大大地減小此种用途的

8、电容器称为降压电容器,(4)铝电解电容器的特性与分类,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的电气特性,铝电解电容器常用标称：电容量（C）、损耗角正切（tan）、漏电流（LC）、额定工作电压（WV）、阻抗（Z）,电容量（F）是指在电容器上标明的电容量值，指单位电压下所储存的电荷数 是设计容量的名义值。,单位换算:1F=103mF=106F=1012pF,Rated Capacitance,电解电容器的电气特性,损耗角正切（t an）是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。,等效串联电路和电流电压矢量图,DF TW表示方式 Tan-JP表示方式,Diss

9、ipation Factor,电解电容器的电气特性,漏电流（A）用来表征电解电容器的绝缘质量,LC与施加电压、环境温度和测试时间的关系,计算方式:I=k CV K:系数 C:标称容量 V:标称电压,Leakage Current,电解电容器的电气特性,ESR()指电解电容的等效串联电阻,因此电容器的ESR将随着损耗角正切的增加而增大,Equivalent Series Resistance,电解电容器的电气特性,纹波电流（mA）所承受的滤波电压主要是直流电压上叠加两倍工频的交流电压成分，考查其承受纹波电压的能力，将有助于正确使用电解电容,纹波电流使电容温升(85 10 105 5)纹波电流用耐

10、久性试验验证(电气特性能否达到要求)纹波电流的频率因子纹波电流的温度因子,Ripple Current,电解电容器的频率特性,电解电容器的温度特性,C.t g T的关系,ZT的关系,电解电容器的分类,按工作电压可分为:低压、中压及高压等(4V-450V)按不同的使用温度范围可分为:常温(-40+85),高温(105以上),宽 温(-55+125);按电压性质可分为:直流、交流(如单相电动机启动)、高纹波等;按不同用途的储能类型可分为:高压储能、计算机级大容量、照相闪光等;按引出方式可分为:引线式、自插式、螺栓式、焊片式等,电解电容器的标识,AISHI电解电容本体标识,商标系列额定容量额定电压额

11、定温度D/C极性,(5)铝电解电容器的寿命,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的寿命,Load life specified with DC+ripple current,For RS RL RR RB RH RF MP MV MB MK M5 H5 B5 M7 H7 WK WX FB NB LK LH LW NA WH,电解电容器的寿命,电解电容器的寿命,电解电容器的寿命,热电耦,(6)铝电解电容器的选用原则,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的选用,依据环境温度依据纹波电流电路中施加的直流电压值整机的使用寿

12、命安装方式及空间(如:片式,TAPING,成型等)其他特殊要求,储能(如:点焊机,马达启动)环保要求(EU/R oHS&WEEE),(7)铝电解电容器的使用注意事项,Aluminum Electrolytic Capacitors,使用电解电容器的注意事项,铝电解电容器一般是有极性的。极性反接是造成铝电解电容器短路损坏及漏液的原因，因此在无法辨识电气回路上极性或使用于有极性变换设计的回路时，请选用双极性电解电容器。,极性,使用电解电容器的注意事项,请勿连续施加过电压。当过电压时电解电容器的漏电流会急剧增加。电解电容器之工作电压不应超过额定值。,过电压,使用电解电容器的注意事项,电解电容器之使用

13、温度请勿超出最高使用温度之设定范围。电解电容器的寿命取决于使用温度。一般来说，当电解电容器之使用温度每降低10时，其寿命将增为1倍。电解电容器应尽可能地在较低温度下使用。,使用温度和寿命,使用电解电容器的注意事项,有防爆槽设计之电解电容器其使用时防爆槽侧应与其它机构保持最少3mm以上的空间距离上述条件不能满足的话，防爆槽将无法正常运作。,防爆槽的安装要求,使用电解电容器的注意事项,请勿施加超过额定最高纹波电流容许值以上之纹波电流。施加了过纹波电流之电解电容器的内温将大大增加，引起电解电容器电气特性劣化及破损如有需要施加额定值以上之纹波电流等要求时，请与本厂人员洽谈。,纹波电流,使用电解电容器的

14、注意事项,经常及快速的充放电将使电容器之内温异常上升，会使漏电流增加、容量降低，有时还会造成产品损坏。如对充放电特性有特殊要求时请与本厂人员洽谈。,充放电,使用电解电容器的注意事项,当电解电容器经过了长时间放置后，其漏电流有增加之倾向。因此在使用经过长时间放置后的电解电容器以前，需先施加额定电压使其电气特性恢复正常。如储存时间长于6个月以上时，请串联1K之保护电阻，使其持续负载额定工作电压30分钟。电解电容器应储存于正常大气条件之环境。,电容器的储存,使用电解电容器的注意事项,不适当的焊锡温度及时间可能造成表面胶管之异常收缩破裂，有时高温也会藉由导针及端子导热至素子内部，对产品造成不良影响。因

15、此须尽量避免过高温度及过长时间之焊锡。,焊锡,使用电解电容器的注意事项,请勿施加过度之力于导针及端子上。请勿扳动已焊接于PC板上之电解电容器，更不要以电解电容器为施力点提起或移动整块,导针与端子机械强度,使用电解电容器的注意事项,一般使用之塑胶套管材质为PVC或PET。如果塑胶管在浸渍二甲苯或甲苯后再放置于高温下，将产生破裂现象也同时失去了绝缘之功能。,套管材料,使用电解电容器的注意事项,如果使用卤化有机溶剂洗基板，溶剂有可能渗进电解电容器内部引起腐蚀。,焊锡后的基板清洁,(8)铝电解电容器的发展趋势,Aluminum Electrolytic Capacitors,电解电容器的发展趋势,小型化,低阻抗,片式化,高速制造,宽温度 高电压 长寿命,注重环保,更安定设计,Your Partner In Success,THANKS,